磚混結(jié)構(gòu)建筑墻體開裂原因及其防治

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磚混結(jié)構(gòu)建筑墻體的抗拉、抗剪能力比較低,容易在局部產(chǎn)生裂縫,損害建筑物整體性和使用功能,甚至危及安全。磚混結(jié)構(gòu)墻體裂縫主要有地基不均勻沉降裂縫、溫差裂縫及結(jié)構(gòu)性裂縫三類。
    一、地基不均勻沉降裂縫
    (一)裂縫產(chǎn)生的部位和形狀
    不均勻沉降裂縫首先產(chǎn)生在房屋底層,嚴(yán)重的可能發(fā)展在兩層以上,并伴有地面開裂和房屋傾斜。墻體產(chǎn)生下寬上窄的豎縫。在端部、門窗洞口對角產(chǎn)生斜縫、八字縫及水平包角縫。裂縫一旦出現(xiàn),隨著地基不均勻沉降的發(fā)展,裂縫逐漸加寬、延長。
    (二)裂縫引發(fā)的原因
    1.地基土質(zhì)軟弱不均。建筑地基局部土質(zhì)不均勻,受壓后必然產(chǎn)生過量的不均勻沉降。
    2.地基處理不當(dāng),基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不合理。建筑荷載必然對地基產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力,對承載能力低,變形大的軟弱地基,應(yīng)進(jìn)行加固處理,提高地基承載能力?;A(chǔ)設(shè)計(jì)要根據(jù)上部荷載與地基土質(zhì)情況,考慮地基的淺基或樁基礎(chǔ)。
    3.建筑體型布置不合理。為了追求建筑造型,建筑平面開頭復(fù)雜,轉(zhuǎn)折多變;房屋過長,長高比較大;建筑立面高低起伏,荷載差異較大;開設(shè)大門大窗,墻體被削弱。
    4.地基含水量不正常變化。因周圍某些條件變化,使建筑地地下水位升高,或上下管道滲漏,地表水滲入建筑地基,長期浸泡,土質(zhì)軟化甚至沖刷淘空,導(dǎo)致不均勻沉降。
    5.建筑物使用不當(dāng)。隨著改變房屋用途,增大荷載,在室內(nèi)地面堆放超過設(shè)計(jì)要求的活荷載,使地基附加應(yīng)力劇增,導(dǎo)致建筑物不均勻沉降,墻體開裂。
    (三)防治措施
    1.房屋建筑工程應(yīng)先勘察后設(shè)計(jì)。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)之前,應(yīng)對工程地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)勘察,查明地基土質(zhì)情況、分布范圍、承載力大小,地下水位等水文地質(zhì)條件,然后按照安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理,技術(shù)先進(jìn)、方便施工等要求,進(jìn)行全面分析,權(quán)衡利弊,確定合理的建筑布局和結(jié)構(gòu)類型,以便使上部結(jié)構(gòu),與地基相互影響,共同工作。對軟弱地基和不均勻地基尤其如此。
    2.減輕建筑結(jié)構(gòu)自重。地基壓縮變形大小與上部荷載值成正比。因此,減輕結(jié)構(gòu)自重是降低基底附加應(yīng)力,減少沉降的有效措施,對于基礎(chǔ),可以選用自重輕,覆土少的基礎(chǔ)形式,如寬基淺埋,空心基礎(chǔ),薄殼基礎(chǔ)甚至箱形基礎(chǔ);或設(shè)置地下室半地下室,采用架空地板,取代室內(nèi)填土。對于上部結(jié)構(gòu),可以選用預(yù)應(yīng)力、輕鋼結(jié)構(gòu)和單位容重少的輕質(zhì)墻體材料,以減輕對地基的壓力,減少地基沉降。
    3.合理布置建筑體型,建筑平面形狀應(yīng)力求簡單,縱墻拉通,避免轉(zhuǎn)折多變,凹凸復(fù)雜。建筑立面應(yīng)盡量避免高低參差,荷載差異大,或開設(shè)過大的門窗洞口,削弱墻體。使房屋建筑質(zhì)量重心與剛度中心基本一致,提高房屋自身抵抗不均勻沉降的能力。
    4.增強(qiáng)建筑物的整體剛度。
    (1)增強(qiáng)房屋縱向剛度。不均勻沉降使房屋產(chǎn)生縱向彎曲,縱墻應(yīng)盡量避免轉(zhuǎn)折,中斷、開設(shè)過大的門窗洞口,橫墻間距不宜過大,且與縱墻牢固連接。
    (2)控制建筑物的長高。長高比愈小,建筑剛度就愈大。對于軟弱地基,三層以上房屋,長高比不宜大于2.5。
    (3)設(shè)置沉降縫。在長度較長的建筑適當(dāng)位置、平面轉(zhuǎn)折、高低參差、荷載差異大、地基或基礎(chǔ)類型改變的部位,設(shè)置沉降縫或連接走廓,從屋頂?shù)交A(chǔ)斷開,把建筑劃分成若干個剛度較大,長高比較小自成沉降體系的單元。
    (4)在基礎(chǔ)和樓蓋下的墻頂上設(shè)置平面閉合的鋼筋混凝土圈梁(或鋼筋磚帶),或采用現(xiàn)澆樓蓋,以增強(qiáng)房屋建筑的整體性。
    (5)加強(qiáng)基礎(chǔ)的剛度。對于軟弱和壓縮性很不均勻地基上的建筑物,或以根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載情況,采用剛度較大的基礎(chǔ)類型,如鋼筋砼十字交叉條形基礎(chǔ),筏片基礎(chǔ)甚至箱形基礎(chǔ)。
    5.調(diào)整各部分荷載分布。對于較大高度(或荷載)差異的建筑,要合理布置重、高部分的荷載;采用縱橫墻混合承重形式和不同的基底寬度,以合理調(diào)整建筑物各部分不均勻沉降。對于不均勻沉降要求比較嚴(yán)格的建筑物,必要時可選較小的基底應(yīng)力,加大基層面積進(jìn)行設(shè)計(jì)。
    6.對于大面積堆載的單層庫、房,宜采用靜定結(jié)構(gòu),防止墻體開裂。
    7.新老或相鄰兩建筑物之間應(yīng)保持一定距離,避免對地基產(chǎn)生新的附加應(yīng)力和應(yīng)力疊加,引起不均勻沉降。
    8.增強(qiáng)門窗洞口強(qiáng)度。在門窗洞口兩邊設(shè)置鋼筋砼門框;為防止底層窗臺墻反向彎曲變形開裂,可在窗臺墻上部砌體內(nèi)配置適量鋼筋。
    9.合理安排施工順序。對立面高低懸殊,荷載變化較大的房屋,應(yīng)分期分段組織施工。一般應(yīng)先建荷載較重的高層,后建較輕的低層;先建深基礎(chǔ),后建淺基礎(chǔ),避免增加新的附加應(yīng)力。
    10.按設(shè)要求正確使用房屋。房屋竣工后,不宜隨意改變房屋的使用功能,增大使用荷載或任意加大地面厚度,防止地表水滲入地基。
    二、溫差裂縫
    (一)裂縫產(chǎn)生的部位和形狀
    溫差裂縫一般在房屋頂層端部一至兩個開間縱橫墻上產(chǎn)生,在頂層梁底下端部開間四周墻上形成一圈水平縫。而在門窗洞口對角產(chǎn)生斜縫、八字縫。裂縫上寬下窄。溫差裂縫的顯著特征就是裂縫寬度隨意溫度升降變化面張合。
    (二)引發(fā)裂縫的原因
    1.砼與粘土磚砌體性能差異。由于砼與磚砌體二者線膨脹系數(shù)不同(砼線膨脹系數(shù)為10×10-6),而磚砌體的線膨脹系數(shù)為5×10-6,在溫差影響下,砼屋差產(chǎn)生的熱脹冷縮變形比較大,而磚墻的變形則小變得多,二者之間有產(chǎn)生相對位移的趨勢,致使房屋端部磚墻內(nèi)產(chǎn)生拉力和剪力,使截面突變,應(yīng)力集中等薄弱部位的墻體被剪、拉應(yīng)力剪斷、拉裂、產(chǎn)生裂縫。
    2.溫差大小是裂縫的主要因素,溫差裂縫的大小與環(huán)境溫度差成正比,溫差大的裂縫較大,溫差小的裂縫較?。晃菝姹馗魺嵝Ч玫牧芽p小,保溫隔熱差的裂縫較大。
    3.與墻體門窗開洞大小有關(guān),砌體強(qiáng)度高,施工質(zhì)量好,抗拉、抗剪能力強(qiáng),裂縫就輕微。
    4.與砌體強(qiáng)度、施工質(zhì)量有關(guān)。砌體強(qiáng)度高,施工質(zhì)量好,抗拉、抗剪能力強(qiáng),裂縫就輕微。