科学研究和工程实践业表明,裂缝的存在是材料本身固有的物理特性,任何结构物的裂缝都是不可避免的,住宅建筑工程也是如此。在住宅建筑工程领域,经常遇到一些结构部件裂缝的工程问题。因此,有必要分析裂缝,调查其原因,采取预防措施,如何修复。
一、由于承载力不足而产生的裂缝
由于砖混结构是脆性材料,其抗拉强度较低,由于承载力不足而产生的裂缝,很可能是结构破坏的特点。因此,正确认识这类裂缝的形态特征是十分重要的,这类裂缝主要产牛原因有;柱、窗间墙高厚比较人的中心受压和小偏心受压;承载大梁的墙局部受压;轴心受拉或偏心受拉;砖挑檐的竖向剪力:墙柱的大偏心受压;砖平拱的竖向弯矩:砖过梁的弯矩和剪力共同作用。
二、基础不均匀引起的裂缝
(1)正八字形裂缝:建筑物中部下沉值大,建筑物正向弯曲引起的正八字形裂缝。(2)NA字形裂缝:建筑物中部下沉值小于两端,建筑物反向弯曲,引起倒八字形裂缝。(3)斜裂缝:建筑物地基局部软弱,造成局部沉降量过大而出现斜裂缝,相邻的建筑物间距过小,新建的高层建筑造成原有建筑不均匀沉降。(4)纵向裂缝:底层大窗台下的纵向裂缝,主要是窗台下基础的沉降量大于窗台下基础的沉降量(大孔削弱墙壁的重量),窗台下的墙壁反向弯曲变形而裂缝。(5)水平裂缝:水平裂缝一般有两种。①窗间墙壁的水平裂缝,一般出现在各窗间墙壁的上下两对角,沉降量大的一侧裂缝下降,沉降量小的一侧裂缝上②水平裂缝发生在地基局部塌陷处,这种裂缝很少见。
三、温度变化引发的砖砌体裂缝
1.温度裂缝形成的机理简析
外界温度变化使组成房屋建筑的结构构件产生胀缩变形,当这种变形受到其他构件的约束时,就会在构件内部或相互约束的不同材料构件之间产生应力(主要为拉应力和剪应力),当应力超过构件材料的强度极限时,就产生了温度裂缝。
在使用两种不同材料的屋面板与墙体之间,线膨胀系数a差异较大,通常混凝土屋面板的线膨胀系数a1=10×10-6,砌体的线膨胀系数a2=5×10-6.当两者以相同的温差升降时。由于线膨胀系数不同,接触面会产生相对位移,如果该位移受到限制,则会产生剪切应力。由于屋面受到阳光的直射,通常屋面板的温度总是比墙的温度变化,这种剪切应力更大。膨胀产生的应力大于砌体的拉伸强度tmax>ftk时,墙壁产生倾斜温度的裂缝。温度应力超过墙壁的剪切强度tmax>fv时墙壁发生水平温度裂缝。由于应力集中的原因,门窗开口的四角发生了纵向和斜向裂缝。地板的斜裂缝主要由于纵横双向框架梁的热膨胀而产生推力,超过混凝土的拉伸能力,产生了斜裂缝。
2.房屋建筑工程出现温度裂缝修复
发现温度裂缝时,不要急于修复,应观察裂缝稳定后,根据具体情况采取措施,发现屋面保温层末达到热工要求和标准时,应首先重新改造屋面保温隔热层,防止裂缝继续活动。确定裂缝的稳定方法是在裂缝中嵌入水泥浆或贴玻璃纸,经过一段时间的观察判断确定。对裂缝的处理须从建筑的美观、强度、耐久、使用功能等方面并充分考虑到裂缝形成的机理,从根本上加以治理。大致有:①裂缝细小,对房屋正常使用影响不大,可暂不处理;②裂缝虽细小,但已造成墙面、屋面、楼面的渗水,或对钢筋混凝土内的钢筋保护的需要,可采用嵌补密封或压力灌浆进行处理;③对于裂缝较大、较多又贯穿墙体,不仅影响美观和正常使用,还对房屋的刚度和抗震性能有较大的影响。
四、砌体材料本身产生的裂缝
如混凝土小型中空砌块、灰砂砖等砌体,前者裂缝的主要原因是竖缝砂浆难以充实,特殊结构要求跟不上。后者一般使用温州地区的蒸压砂砖,由于其本身对温差敏感、表面光滑等特殊性,外观、尺寸指标良好,但实际使用中不熟悉严格的砂砖结构施工规程,缺乏使用经验,除了粘土砖常见的裂缝外,还常见于长墙段和外墙窗台下的垂直裂缝。
其机理认为①刚出厂的砂砖稳定性差。灰砂砖主要由细砂和石灰组成,蒸压养护后,一般不到一周就发货,但根据生产经验,灰砂砖在发货一月内释放的热量大,存在反复化学反应过程,而且暂时无法完全反应,体积不稳定。②对含水率有严格的要求,根据相关试验资料和使用经验,含水率控制在7%~10%之间可以得到良好的粘接力和剪切强度,影响明显。③砖表面光滑,粘接性差,特别是含水率不当,砌体砂浆强度差,粘接不良,直接导致缝间拉伸强度低。预防的主要方法:①确保使用前的稳定期②严格控制含水率③严格按照温州地区灰砂砖的操作规程和结构要求施工④改善砖的造型。如果能够切实实行这四种措施,在当前大力推进墙壁改革材料使用的今天,灰砂砖仍有广泛的生产和应用潜力。
五、其他裂缝
这些裂缝包括混凝土部件变形引起的砌体裂缝,如梁填充墙壁,梁相继同步施工,挠度过大,其上砌体产生内低外高斜裂缝和与外纵墙之间的垂直裂缝等,砌体本身的承载力不足如砖柱承载力不足时,下部1/3高度出现的垂直裂缝这些裂缝形态各异,要对症下药防治。
六、终结语
综合分析,房屋建筑工程中温度裂缝问题应从设计、施工、使用等各个阶段全面综合分析,采取预防、修复措施。只要有足够的重视了,方法得当,温度裂缝的发生的几率、严重性、造成的影响和损失均能降低到理想的水平。治理的原则:凡已涉及结构安全且变化剧烈的,应当机立断,迅速采取相应对策,排除动力源,加固补强或作拆除返工处理;反之,如变化趋缓、稳定、仅与外观和评定有关、修复后不影响使用,则重点放在表面处理上。
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