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中圖分類號:C35文獻標識碼: A
前言:大量的科學實驗研究和工程實踐證明,房屋中的裂縫問題是普遍存在的,裂縫的產(chǎn)生由材料固有的物理特性而決定的,具有不可避免性,因而在一定程度上是允許的。房屋的破舊始于裂縫的形成,建筑物受設計圖紙、材料特性、環(huán)境因素的影響、地基沉降等因素的影響,易造成裂縫的出現(xiàn),因此在房屋安全鑒定過程中,應該多方面考慮房屋裂縫出現(xiàn)的原因,從而保證房屋的耐用性。
1 房屋裂縫的定義概述
裂縫是由固體材料特有的物理性質(zhì)所決定的,某種不連續(xù)現(xiàn)象,是不可避免的,但要其有害程度控制在適當?shù)姆秶7课菸锏牧芽p的產(chǎn)生源于荷載和變形,結(jié)構(gòu)材料的抗拉強度小于荷載時,構(gòu)件會在薄弱處產(chǎn)生裂縫。房屋結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫大體分為兩類:荷載裂縫與變形裂縫,其中3/4以上是變形裂縫,溫度裂縫屬于變形裂縫中最普遍、最復雜和最難解決的類型。變形裂縫一般在竣工后一兩年的時間內(nèi)出現(xiàn),并持續(xù)增多,地基沉降兩三年內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài),干縮變形會在一兩年內(nèi)完成。溫度裂縫在經(jīng)過兩年左右的時間,能穩(wěn)定在可控的范圍內(nèi),但隨著季節(jié)的變換呈現(xiàn)周期變化。荷載裂縫由于不具有自行穩(wěn)定的特點,荷載持續(xù)作用會持續(xù)發(fā)展,最終威脅到房屋結(jié)構(gòu)的安全。
2 房屋裂縫的成因
2.1 溫差變化產(chǎn)生的裂縫
據(jù)調(diào)查,溫度的變化是房屋墻體裂縫的出現(xiàn)的主要原因,一些地區(qū)夏季屋頂或墻壁受到陽光直射影響,墻面溫度最高可達65℃以上,冬季室外墻體最低溫度可達-15℃以下,溫差可達80℃以上?;旌辖Y(jié)構(gòu)由不同的材料組成,具有不同的溫度變化特性,例如混凝土的溫度膨脹系數(shù)是普通磚砌體的兩倍。房屋自身的整體結(jié)構(gòu)之間相互約束,溫差變化大,混土屋蓋變形越大,當墻體某一點所產(chǎn)生的壓力大于磚體的極限抗拉強度時,墻體就會產(chǎn)生裂縫。此外,具有硬度大、快硬性、失水快等特性的材料,如水泥等,裂縫產(chǎn)生的可能性越大。
2.2 地基沉降產(chǎn)生的裂縫
房屋地基土不均勻或松軟時,極易發(fā)生不規(guī)則沉降,沉降量不同致部分材料產(chǎn)生相對位移,墻體承受巨大的剪力,隨之產(chǎn)生附加應力,當結(jié)構(gòu)的剛度、材料強度無法得到滿足要求時,裂縫就會形成。斜向裂縫是因不均勻沉降產(chǎn)生最為常見的現(xiàn)象之一,會集中在窗臺角的位置,具有砌體應力大、裂縫呈斜線狀、縱墻抗彎度小等特點。
2.3 房屋設計和材料質(zhì)量引起的裂縫
由于部分房屋在設計時,未考慮房屋所在位置的實際狀況,忽視環(huán)境溫度、材料結(jié)構(gòu)剛度等因素的影響,設置的變形縫不符合規(guī)范,房屋圖紙設計不合理,使混凝土在凝結(jié)的過程中產(chǎn)生應力,從而導致裂縫的出現(xiàn)。另外,房屋住戶及使用者對工程材料結(jié)構(gòu)不甚了解,把所有裂縫原因歸于施工的材料質(zhì)量上,這也從側(cè)面表現(xiàn)出房屋用戶對施工質(zhì)量的信任度偏低,因而設計及施工者要重視質(zhì)量問題。
2.4 建筑材料干縮、水分流失引起的裂縫
混凝土砌塊及其他膠凝建筑材料,由于本身含水量大,隨著溫度的升高,材料易出現(xiàn)較大面積干縮。此類收縮裂縫,不會造成材料結(jié)構(gòu)破壞,但會對墻體的外部美觀造成影響。干縮穩(wěn)定的混凝土材料,再次達到含水飽和時,會再次干縮,也稱之為第二干縮,能達到第一次干縮的百分之八十,當砌塊干縮所產(chǎn)生的應力大于極限強度時,便會產(chǎn)生收縮裂縫。
3 房屋安全鑒定的裂縫分析
3.1 判明房屋裂縫的受力性質(zhì)
按照房屋裂縫受力性質(zhì)及其破壞形式劃分,可分為脆性破壞裂縫、塑性破壞裂縫兩大類。脆性破壞是沒有征兆的,突然發(fā)生的,一旦發(fā)生,會極大地破壞材料結(jié)構(gòu)強度,從而引發(fā)受壓構(gòu)件裂縫,此類裂縫非常危險,必須加固或采取其余的安全措施。塑性破壞與脆性破壞截然相反,會有出現(xiàn)較為明顯的變形或裂縫預兆,便于及時采取補救措施,其危險性較低。受拉構(gòu)件、彎構(gòu)件的正面截面拉力所產(chǎn)生的裂縫屬于塑性破壞裂縫,裂縫對材料結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的影響,受裂縫的位置、長度等情況變化而有所不同。
3.2 房屋裂縫穩(wěn)定性的判定
混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫,按擴展性質(zhì)可劃分為穩(wěn)定裂縫、活動性裂縫及發(fā)展裂縫三類。穩(wěn)定裂縫的寬窄度長時保持不變,活動性裂縫的寬度或長度受周圍環(huán)境的影響而有所擴大,發(fā)展裂縫深度則隨著時間的推移而增長。裂縫的產(chǎn)生是不能避免的,但裂縫若相對穩(wěn)定、寬度也不大時,就屬于安全構(gòu)件,不具有危險性。若房屋裂縫隨著時間的推移不斷擴展,應力達到極限,承載力受到影響時,便需要及時采取補救措施。裂縫的穩(wěn)定性,擴展性受環(huán)境的影響,因而在房屋安全鑒定中,應根據(jù)具體的條件加以分析與判定。
3.3 房屋結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形分析
受荷載、氣候條件等因素的影響,在長期使用中,房屋構(gòu)件易出現(xiàn)變形及移位的問題。在對房屋結(jié)構(gòu)變形進行分析時,應注意變形的穩(wěn)定性、和發(fā)展性?;痉€(wěn)定的變形屬正常情況的變形,若發(fā)展很快,易破壞房屋組織結(jié)構(gòu),要及時采取措施來補救。一般情況下,結(jié)構(gòu)地過度變形,反映著材料結(jié)構(gòu)的剛度或穩(wěn)定性不強,有材料本身的質(zhì)量、斷面尺寸、荷載等都是影響結(jié)構(gòu)變形的因素。結(jié)構(gòu)的變形不能直接反映房屋構(gòu)件的強度,但會對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的正常工作產(chǎn)生直接的影響。在房屋安全鑒定時,必須結(jié)合裂縫和構(gòu)件的穩(wěn)定性加以考慮。
4 房屋裂縫的防治及處理對策
4.1 溫度變化裂縫的預防措施
混凝土結(jié)構(gòu)屋面的伸縮變形是溫度變化裂縫產(chǎn)生的直接原因。圖紙設計階段與施工,應該根據(jù)建筑物環(huán)境,布置屋面的保溫層或隔熱層,并避免高溫施工。要留置伸縮縫,間距必須符合現(xiàn)行規(guī)范,以此來降低溫差裂縫出現(xiàn)的可能,長度在1.2米以上的現(xiàn)澆混凝土挑檐,應設置20mm以下的分格縫。在閣樓層設置擠塑保溫板,避免陽光直射,利用瓦面屋頂?shù)牟ㄐ慰障锻L散熱,降低屋面溫度,防治裂縫的產(chǎn)生。對現(xiàn)澆板、混凝土結(jié)構(gòu)進行施工時,應注控制水泥品種的選用和水泥用量,以減少溫差,另外,可改進工藝技術(shù),如在混凝土終凝前,采取二次震動,提高養(yǎng)護工藝。
4.2 地基不均勻沉降裂縫的防治
由于房屋地基沉降不均勻,部分材料產(chǎn)生位移,建筑物的安全性受到威脅,采取一鏟灰,一塊磚,一揉壓的建筑方法可有效的裂縫的出現(xiàn),同時在底層窗口下墻體配備鋼筋,使磚瓦與構(gòu)造柱連為一體。除此之外,在房屋安全檢測中,應加強地基的檢測,及時處理探測出的軟弱部分,采用整體性好的材料,加強房屋的抗壓能力。在圖紙設計階段,選擇簡單的結(jié)構(gòu),對門窗以及承重墻進行合理的布置。施工階段中,要合理安排施工順序,先搭建較重的結(jié)構(gòu),并加強沉降監(jiān)測工作。
4.3 砌體材料的裂縫防治對策
施工過程中,不飽滿或特殊的豎縫砂漿構(gòu)造,會導致砌體材料產(chǎn)生裂縫。蒸壓灰砂空心磚等砌體外觀和尺寸良好,但受其本身特性的影響,對溫差相對敏感,導致墻段中部及外墻窗產(chǎn)生豎斜裂縫。嚴格執(zhí)行相關施工操作步驟,改進磚面造型,控制蒸壓灰砂磚的含水量,保證空心磚在投入使用前處于穩(wěn)定期是預防砌體材料裂縫出現(xiàn)的主要措施。
5 結(jié)束語
房屋的安全鑒定工作,與房屋住戶的生命財產(chǎn)安全密切相關,具有十分重要的現(xiàn)實意義。房屋結(jié)構(gòu)的裂縫問題,是影響房屋安全的主要因素,因此在房屋的安全鑒定中,應多方面分析結(jié)構(gòu)裂縫的成因及處置方法,這也是也是房屋鑒定的目的之一。因此,工作人員只有對裂縫有了足夠的認識,積累豐富的房屋鑒定知識,采取適當合理的施工方法,才能提升建筑的安全質(zhì)量,為廣大居民提供更加安全舒適的生活環(huán)境。
[參考文獻]
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關鍵詞:房屋裂縫;裂縫分析;處理方案
房屋的裂縫問題是普遍存在的現(xiàn)象。就裂縫輕重程度而然,輕者影響其美觀,重者影響其安全使用,甚至會造成不良的社會影響,尤其是用戶反映十分強烈。由于用戶對房屋的結(jié)構(gòu)情況不甚了解,房屋一旦出現(xiàn)裂縫,使用戶產(chǎn)生不安全感或恐慌,有的裂縫造成屋面、墻面、地面滲漏、門窗變形、外墻抹面脫落等現(xiàn)象,給用戶帶來許多煩惱。就裂縫的性質(zhì)而然,可分為溫度裂縫、沉降裂縫、施工質(zhì)量因素裂縫、使用不當及維護不及時而產(chǎn)生的裂縫等。無論由何種原因引起的裂縫,都應高度重視,認真分析,找準裂縫“病源”,消除隱患。
一 、房屋裂縫的基本情況
經(jīng)過這么多年的實踐,筆者發(fā)現(xiàn),在工程竣工交付使用時尺長會產(chǎn)生一些要么小、要么大、要么不規(guī)則、要么規(guī)則的裂縫。而這些裂縫時常會出現(xiàn)在墻和屋面板的交界地帶、外墻和內(nèi)縱墻的交接地帶、現(xiàn)澆砼樓板之上、頂層端部的縱墻上、外墻內(nèi)保溫板室內(nèi)的抹灰層上、內(nèi)外墻抹灰面層上以及室內(nèi)非承重隔墻上等等。然而,此類房屋裂縫的產(chǎn)生,既會給住戶以心理上以及感官上帶來很大的負面影響,又會促使建筑物的抗震性、持久性、整體性等降低。特別是對那些商品住宅的用戶的危害更為嚴重,由于其都不大了解建筑知識,故問題一出現(xiàn)他們往往會在第一時間內(nèi)找物業(yè)公司及開發(fā)商詢問緣由,尋求解決方案,但也正因為如此會衍生出很多沖突、矛盾,出現(xiàn)社會問題。因此,怎樣減少房屋裂縫并防止裂縫出現(xiàn)成為了我國當前施工技術(shù)人員及建筑設計人員急需解決的一大問題。
二、常見裂縫的類別的劃分
一般來說,我們可以很簡單地將裂縫劃分成混凝土裂縫、砌體裂縫以及墻體抹灰面層裂縫三大類別。其中,砌體裂縫又有干縮裂縫及溫度裂縫之分,而混凝土裂縫又可被劃分成溫度裂縫、梁板結(jié)構(gòu)裂縫、收縮裂縫、空心板的順板縫四大類;墻體抹灰面層裂縫主要涵蓋了房屋裂縫等。在本文中,筆者將重點分析并論述房屋裂縫,并給出相應的處理方案。
二、裂縫原因分析
造成房屋開裂的因素很多,諸如施工質(zhì)量、施工季節(jié)、材料性能、使用條件以及氣溫變化、工程地質(zhì)條件等因素。歸納起來房屋裂縫的產(chǎn)生不外乎以下幾種情況:①.溫度產(chǎn)生的裂縫;②.沉降引起的裂縫;③.施工質(zhì)量引起的裂縫。下面就上述裂縫的產(chǎn)生分別加以闡述。
1. 溫度產(chǎn)生的裂縫:溫度裂縫主要出現(xiàn)于體積較大的房屋表層抑或是溫度變化較大的區(qū)域的房屋結(jié)構(gòu)當中,一旦房屋施工完畢,就會形成很多水化熱。但是,房屋表層的裂縫主要會出現(xiàn)在房屋建設的中間以及后期階段。若溫差變化太大抑或是房屋深受寒潮等的影響,房屋表層的溫度會立馬大幅降低,因而出現(xiàn)收縮現(xiàn)象,而表層收縮的墻體在內(nèi)部墻體的束縛下就會形成極大的拉應力進而引發(fā)裂縫產(chǎn)生。房屋建筑一般由混凝土和磚砌體組成,而磚砌體的線膨脹系數(shù)僅為混凝土的一半。由于房屋結(jié)構(gòu)之間的相互約束,加之溫度的變化及兩種不同材料的線膨脹系數(shù)的差異,使屋面與墻體產(chǎn)生溫度內(nèi)應力。因材料的線膨脹系數(shù)是不變,溫差越大,產(chǎn)生的內(nèi)應力也就越大,當建筑物某部位產(chǎn)生的內(nèi)應力超過磚砌體所承受的抗拉、抗剪極限強度時,則該墻砌體必裂無疑―即出現(xiàn)溫度裂縫。溫度裂縫雖然不直接影響結(jié)構(gòu)的安全使用,但若不及時加以處理和維修將對正常使用產(chǎn)生一定的不利影響,甚至使裂縫轉(zhuǎn)化為不安全因素。舉個例子,因溫度裂縫造成屋面、墻面嚴重滲漏,這些都會給用戶造成許多煩惱,有的墻體因裂縫進水,導致墻體抹面脫落,危及周圍行人的安全等等。
2. 沉降引起的裂縫:由沉降引起的裂縫,主要是由于地基不均勻下沉引起的。事實上,沉降裂縫主要有以下特征:①.裂縫大多呈正反“八”字型,尤以底層窗子角部最為突出;②.部分縱墻或橫墻出現(xiàn)水平裂縫。被調(diào)查的房屋,均處于該地區(qū),地貌屬于黃河三角洲沖積平原,土層分布多為粉土、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土,屬于軟弱地基,地基土的壓縮系數(shù)a1-2均大于0.2MPa,屬于中高壓縮性土,許多地段還可能存在厚度不均的軟弱下臥層,且大多建設單位在工程地質(zhì)資料不詳或沒有進行釬探的情況下進行房屋建設,因此使房屋沉降的原因分析較困難。但房屋沉降的原因也不外乎下列幾中情況:①.該房屋地基基礎下存在軟弱下臥層;②.實際使用荷載大于設計荷載;③.施工質(zhì)量因素;④.房屋基礎的設計與工程地質(zhì)資料不符。
3. 施工質(zhì)量引起的裂縫: 工程施工階段是使業(yè)主及工程設計意圖最終實現(xiàn)并形成工程實體的階段,也是最終形成產(chǎn)品質(zhì)量和工程項目使用價值的最重要階段。在大多數(shù)人看來,施工質(zhì)量對裂縫的影響十分明顯,尤其是住戶,把所有的裂縫原因全歸罪于施工質(zhì)量,雖然這種言論具有片面性和不確切性,但這也反映了用戶對施工質(zhì)量的信任程度和對質(zhì)量的要求。因此,施工質(zhì)量不容忽視。由施工質(zhì)量引起的裂縫是多種多樣的。可以說任何房屋的裂縫都有可能與施工質(zhì)量有關。如溫度裂縫,由于屋面保溫厚度、保溫材料或墻體強度不滿足設計要求等等都可能導致裂縫的發(fā)生或擴大;砌體的砂漿飽滿度不滿足要求,也能造成墻體裂縫或門窗變形。因為,當每皮磚砌筑的砂漿不飽滿時,建成使用后,隨著荷載不斷增加使砌體壓縮變形,當砌體壓縮不均勻時,墻體就會產(chǎn)生裂縫,若砌體壓縮均勻時,可導致門窗變形使玻璃破碎。施工質(zhì)量問題也可能引起沉降裂縫,因為,當基槽開挖后,地基土擾動而形成橡皮土或基礎的施工不滿足設計要求等都可能引起地基基礎的不均勻沉降。實踐證明,很多房屋的外墻、地面產(chǎn)生不規(guī)則的裂縫,用鋃頭敲打和鑿開后,發(fā)現(xiàn)墻體、地面并沒有裂縫。這種裂縫純屬施工質(zhì)量形成空鼓現(xiàn)象而導致裂縫。綜上所述,施工質(zhì)量對房屋的使用價值是顯而易見的。
三、裂縫的處理方法
造成房屋出現(xiàn)裂縫的原因是多方面的,但不管哪種原因造成的裂縫,都會對房屋產(chǎn)生不同程度的不利影響。首先破壞了房屋的整體性,改變了結(jié)構(gòu)構(gòu)件原有工作狀態(tài),降低了房屋的抗震能力和承載能力,降低了房屋結(jié)構(gòu)的可靠度和內(nèi)久性;其次是影響房屋的正常使用。因此,要針對裂縫出現(xiàn)的原因和開裂程度,對裂縫房屋進行必要的處理,具體措施如下:
1.加固法。這種方法旨在提高房屋的整體性和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力。如錨桿拉結(jié)法、鋼筋網(wǎng)片水泥砂漿抹面法、壓力自動灌漿法或地基加固法。
2.在設計過程中,要對屋面的結(jié)構(gòu)形式多加重視,盡可能地應用瓦屋蓋或者坡屋頂,盡量選取保溫技術(shù),充分運用新的保溫效果更好的外保溫材料和工藝,從而確保房屋施工的質(zhì)量水平。
3.卸載法。對房屋層數(shù)較多、地基變形較重、使用荷載較大且不易進行加固的情況,可采用降低使用荷載、拆除不必要的附屬重物,甚至減少房屋層數(shù)。
4.結(jié)合維修進行功能改造法。對房屋開裂較重的頂層或端部轉(zhuǎn)折處,在無加固價值的情況下,可將該處拆除重建,或改變原有房屋的使用功能。
以上處理措施根據(jù)具體情況可單獨采用,也可綜合采用,但總的原則是行之有效、措施得力、施工方便、經(jīng)濟美觀。
[關鍵詞] 砌體結(jié)構(gòu);不均勻沉降,裂縫,預防措施。
砌體屬于脆性材料,裂縫的存在降低了墻體的質(zhì)量,如整體性、耐久性和抗震性能,同時墻體的裂縫給居住者在感觀上和心理上造成不良影響。特別是隨著我國墻改、住房商品化的進展,人們對居住環(huán)境和建筑質(zhì)量的要求不斷提高,對建筑物墻體裂縫的控制的要求更為嚴格。由于建筑物的質(zhì)量低劣,如墻體裂縫、滲漏等涉及的糾紛或官司也越來越多,建筑物的裂縫已成為住戶評判建筑物安全的一個非常直觀、敏感和首要的質(zhì)量標準。裂縫的產(chǎn)生主要由材料因素、施工因素、溫度因素、地基不均勻沉降造成的,本文僅對由地基不均勻沉降造成的裂縫分析并提出相應處理措施。
1、產(chǎn)生墻體裂縫原因的分析
如果房屋建筑在高壓縮的土層上,往往由于傳到土層上的荷載不均勻,造成房屋基礎下土層壓縮的不均勻。此時,建筑物中心處地基的壓縮層達到最大深度,而建筑物中心到周邊,壓縮層深度逐漸減小,在建筑物周邊具有同類土的水平界限處于不受力的狀態(tài)。
土的變形,除了因靜荷載作用使土受壓縮產(chǎn)生,還可能由于:地下水沖刷在土中形成空隙,施工時機械等使土受振動,地下水的變化,土的凍融循環(huán)引起土的破壞,或房屋周邊有不同的容許持力層。
除上述因素與外部各種影響產(chǎn)生不同性質(zhì)和不同程度的土的變形以致房屋產(chǎn)生裂縫,往往可能是由下列房屋及建筑物本身的特點造成的,房屋及建筑物對地基作用不均勻的荷載,同一建筑物采用不同的基礎形式,同一房屋或兩個相鄰房屋中并列基礎的相互影響,在原有房屋旁接建新的工程等造成。
土本身的性質(zhì)和房屋結(jié)構(gòu)的特點引起的不均勻沉降,可能使房屋出現(xiàn)裂縫,在不利條件下,例如,在地基發(fā)生最大不均勻沉降處,基底下土有軟弱下臥層,上述影響將疊加,更加不利。
2、預防不均勻沉降導致墻體裂縫的措施
為了避免或預防由于地基不均勻沉降導致的墻體裂縫,在地基基礎設計時應考慮上部結(jié)構(gòu)與地基基礎的共同作用,首先考慮在建筑、結(jié)構(gòu)和施工方面采取減輕不均勻沉降危害的措施,必要時才采取其它的地基基礎方案。
建筑措施
建筑物體型力求簡單整齊,體型簡單的建筑物,其整體剛度大,抵抗變形的能力強,因此,在滿足使用要求的前提下,軟弱地基的建筑物應盡量采用簡單的體型,如等高的“一”字形。平面形狀復雜的建筑物(如L、T、H形等),由于基礎密集,地基附加應力互相疊加,在建筑物轉(zhuǎn)折處的沉降必然比別處大,加之這類建筑物的整體性差,各部分的剛度不對稱,因此很容易因地基不均勻沉降而開裂。
各單元的高度和荷載不宜相差過大,磚混結(jié)構(gòu)的特點是荷載和沉降量均較大,其剛度取決于長高比和橫墻間距,三層以上房屋,其長高比L/H 宜小于或等于2.5,當長高比為2.5
當建筑物體型復雜或長高比過大時,宜用沉降縫將建筑物分割成兩個或多個獨立的沉降單元,每個單元一般應體型簡單、長高比小、結(jié)構(gòu)類型相同以及地基比較均勻,這樣的沉降單元具有較大的整體剛度,沉降比較均勻,一般不會再開裂,另外應使相鄰建筑物基礎間保持一定凈距。決定基礎間凈距的主要指標是受影響建筑(被影響者)的剛度(用長高比來衡量)和影響建筑(產(chǎn)生影響者)的預估平均沉降量,后者綜合反映了地基的壓縮性、影響建筑的規(guī)模和重量等因素的影響。
結(jié)構(gòu)措施
建筑物自重(包括基礎及覆土重)在基底壓力中所占的比例很大,民用建筑可達3/5以上,因此減輕建筑物自重可以有效的減少地基的沉降量,例如減少回填土或采用輕質(zhì)回填材料,選用輕型結(jié)構(gòu),從而減輕基礎上的荷載和地基變形,擴大基礎底面積,從而減少基底附加壓力,選用有一定厚度的,地基承載力較高的土層做基礎持力層。在各層平面內(nèi)設置鋼筋混凝土圈梁,增強建筑物剛度,也是防止磚墻出現(xiàn)裂縫和阻止裂縫開展的一項有效措施。圈梁的布置,多層房屋宜在基礎面附近和頂層各設置一道,其它各層可隔層設置(必要時可層層設置),位置在窗頂或樓板下面,圈梁必須與砌體結(jié)合成整體,每道圈梁應貫通全部外墻、承重內(nèi)縱墻及主要內(nèi)橫墻,如樓梯間窗洞沒法聯(lián)通,應安要求搭接處理,如果墻體應開洞過大而受到嚴重削弱,且地基又很軟弱,還可考慮在削弱部位適當配筋,或利用鋼筋混凝土邊框加強。
地基處理。當天然地基在上部結(jié)構(gòu)的自重及外荷載作用下產(chǎn)生過大的變形時,會影響建筑物的使用,特別是超過建筑物所能容許的不均勻沉降時,結(jié)構(gòu)可能開裂破壞。因此,對天然地基進行處理,可以有效提高地基土的承載能力或減少地基變形。根據(jù)地基處理原則、地基處理目的、地基處理性質(zhì),地基處理可分為換填墊層法,排水固結(jié)法,振密及擠密法,托換等多種方法。從設計上,要根據(jù)地質(zhì)資料和場地地基實際,結(jié)合施工條件,材料供應情況和技術(shù)經(jīng)濟比較,采取地基處理多方案比較,選擇適當?shù)娜斯さ鼗幚矸椒?,使地基處理既?jīng)濟合理,又安全可靠。
選用適當?shù)幕A方案。例如加強基礎剛度,當建筑物各部分荷載相差較大時,可按照變形控制的原則,調(diào)整基礎的形式,大小和埋置深度,以減少不均勻沉降,同一建筑物的基礎宜采用相同形式和把基底埋置在同一標高上,當多層建筑物的荷載較大時,宜設置半地下室或全地下室的補償基礎形式。
施工的注意問題
遵照先重(高)后輕(低)的施工程序,必要時還應在重建筑物竣工后間歇一段時間,再建造輕的臨近建筑物。在已建建筑物周圍,不宜堆放大量的建筑材料或土方等重物,以免地面堆載引起建筑物產(chǎn)生附加沉降。在進行降低地下水位及開挖深基坑時,應密切注意對臨近建筑物可能產(chǎn)生的不利影響,必要時可以采用設置截水帷幕、控制基坑變形量等措施。對于淤泥及淤質(zhì)粘土,機械開挖到基底設計標高,宜保留200mm厚原土,待施工混凝土墊層時采用人工開挖,減少擾動,如發(fā)現(xiàn)坑底軟土被擾動,可挖去擾動部分,用砂、碎石等回填處理。
3、結(jié)論
產(chǎn)生砌體結(jié)構(gòu)不均勻沉降導致的裂縫的因素是多方面的,墻體裂縫的危害性和處理方法也不能一概而論,具體處理時應對癥防治,預防為主。
參考文獻
[1] GB50003-2001 砌體結(jié)構(gòu)設計規(guī)范
[2]GB50010-2002 混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范
[3] GB50011-2001 建筑抗震設計規(guī)范(2008 年版)
關鍵詞 房屋建筑;維修加固;施工技術(shù)
1 工程概述
1,1工程概況
某住宅建筑建設于上世紀90年代初期,原為三層磚混結(jié)構(gòu),10年后加至四層,局部五層,建筑面積1600m2,基礎為漿砌毛石條基,橫墻承重,內(nèi)外墻厚均為240mm,1-3層采用紅磚砌筑,4―5層墻體采用紅磚和混凝土小型砌塊混合砌筑,樓層面板結(jié)構(gòu)均為預制圓孔板。
該建筑使用至今已近有20年,又增加兩層,現(xiàn)外陽臺有明顯傾斜現(xiàn)象,2007年經(jīng)危房鑒定辦鑒定為危房,若拆除整棟樓,根據(jù)現(xiàn)規(guī)劃要求將不能在原位建造,決定對該房屋進行加固、裝修改造,在加固前須對該房物進行檢測鑒定,明確其危險部位及危險程度。
1,2房屋檢測分析
通過檢測鑒定該建筑物是否危房,查明是否存在結(jié)構(gòu)安全隱患,確定安全隱患性質(zhì)、部位,提供初步處理參數(shù)。
整棟房屋的安全鑒定等級為Csu級,根據(jù)檢測結(jié)果對相。應部位應采取加固處理措施;按業(yè)主要求:剪了立面美觀,增設門廳,加大廁所;加固處理完后再進行室內(nèi)外裝修。
2 建筑結(jié)構(gòu)下部加固施工處理
本工程中磚混結(jié)構(gòu)房屋基礎采用漿砌毛石條形基礎,持力層為硬塑粘土,fak=210kPa,⑦、⑧軸線處基底平均壓力大于地基承載力持征值,廁所加寬、墻體加固后荷載有所增加,原基礎底面寬度為0.64m,基礎底面豎向力值Fk>205kN,經(jīng)計算加寬寬度不應小于0.2cm。考慮到新加部分鹼基礎不易與原毛石基礎錨固,采用抬梁法。
基礎加寬技術(shù)適用于既有建(構(gòu))筑物的地基承載力或基礎面積尺寸不滿足設計要求時的加固。基礎加寬的費用較低,施工也較方便,有條件時應優(yōu)先考慮,除非周圍場地限制或基礎埋置深,對周圍環(huán)境影響較大,要開挖大量土石方,直接導致加固費用增加等原因不宜采用此技術(shù)?;A加寬應重視加寬部分與原有基礎部分的連接,對剛性基礎加寬后應滿足剛性角要求,對柔性基礎應滿足抗彎要求。
當既有建(構(gòu))筑物的基礎產(chǎn)生裂縫或基底面積不足,可用混凝土套或鋼筋餛凝土套加大基礎?;A底面積擴大對原基礎的抗沖切和底板的抗彎是不利的。即使原基礎的抗沖切承載力和底板抗彎承載力滿足設計要求,基礎底面積擴大后也需要重新復核。如果復核結(jié)果不滿足要求,則需要在增加底面積的同時增加截面高度。
2,1加寬形式
2,1,1當原條形基礎承受中心荷載時,可雙面加寬;
2,1,2單獨柱基,可沿基礎底面四邊擴大加固;
2,1,3原基礎受偏心荷載或受相鄰建(構(gòu))筑物基礎條件限制時,沉降縫處的基礎或為不影響室內(nèi)工作使用時可用單面加寬基礎方法。
2,2加固施工主要工藝
2,2,1為使新舊基礎連接牢固,在灌注混凝土前應將原基礎鑿毛刷洗干凈,再涂一層高強度水泥漿或涂混凝土界面劑,沿基礎高度每隔一定距離設置錨固鋼筋。當采用鋼筋混凝土套加固時,加寬部分的主筋應與原基礎內(nèi)主筋相焊接;也可在墻腳或圈梁鉆孔穿鋼筋,再用環(huán)氧樹脂填滿,穿孔鋼筋必須與加固筋焊牢。
2,2,2對加套的混凝土或鋼筋混凝土的加寬部分,其地基上鋪設的墊料及其厚度應與原基礎墊層的材料和厚度一致,使加套后的基礎與原基礎的基底標高和應力擴散條件相同和變形協(xié)調(diào)。
2,2,3對加寬部分基礎應按長度1.5―2.0m劃分成許多單獨區(qū)段,分別進行分批、分段、間隔施工,絕不能在基礎全長范圍挖成連續(xù)的坑槽和使全長范圍地基土暴露過大,以免導致地基土浸泡軟化,使基礎產(chǎn)生很大的不均勻沉降。
2,2,4為了不擾動原基礎,新加基礎的深度不宜超過原有基礎,一般與原基礎相同。
3 建筑結(jié)構(gòu)上部加固施工處理
3,1磚砌體噴補加固墻面
3,1,1對加固的墻面應鏟除粉刷層并打毛,應將較寬的裂縫鑿成寬50mm,深50mm的“V”,型槽,需配筋的磚墻,應鉆錨固筋孔,孔距800―1200mm,被加固墻面處理結(jié)束后應用高壓水沖洗干凈。
3,1,2鋼筋網(wǎng)應用拉筋或錨固筋(螺栓)拉結(jié)或錨固于墻上,鋼筋網(wǎng)縱向筋的下端應伸人地板,地板在沿墻板處寬約為10mm的水泥砂漿層,應事先鑿去,縱向筋插入后,用1:2水泥砂漿填好,縱向筋的上端至樓板下表面,間隔地中斷一根,穿過樓板(事先鉆孔)一根;或全部中斷,另用短鋼筋穿過樓板,上下搭接,搭接長度為30倍以上鋼筋直徑。穿過縱筋后應用1:2水泥砂漿將孔填實。
3,1,3鋼筋網(wǎng)的橫向筋墻角處,可彎折90°與垂直墻橫向筋連接。如拐角處垂直墻不須加固時,可采用與地板連接的方法處理。
3,1,4在噴射混凝土前,被噴表面上最好設噴補厚度標記。加固的墻柱表面要求外觀平整時;噴射混凝土結(jié)束后,立即用刮板刮平,終凝以后抹20―30mm厚1;2水泥砂漿找平層。
3,2粘貼碳纖維布加固墻體局部裂縫
本工程在裝修過程中發(fā)現(xiàn)局部墻體有裂縫,在裂縫處理上,傳統(tǒng)的加固方法一般采用對墻體裂縫進行灌漿處理或直接對裂縫進行封閉處理,然后外加鋼筋網(wǎng)片面層的方法。但從以往的加固經(jīng)驗看,這2類加固方法對溫度裂縫這類反復變形裂縫的處理效果不太明顯。根據(jù)近年來采用粘貼碳纖維布的方法對墻體裂縫進行處理取得的良好的加固效果,在施工過程中,采用如下處理方案。
3,2,1墻面處理。首先將墻體原裂縫兩側(cè)剔除500mm寬抹灰,將墻面清除干凈并對墻面進行打磨。對于墻面凹處采用高標號水泥砂漿進行處理,待水泥砂漿達到強度后方可進行打磨;
3,2,2裂縫灌漿處理。對于寬度較大的裂縫,應進行壓力灌漿;
3,2,3涂底層樹脂;
3,2,4粘貼碳纖維布。跨縫進行粘貼碳纖維補處理,每側(cè)碳纖維布長度為30mm,中線間距按30rmn。在粘貼碳纖維布時應注意:應保證碳纖維布方向與裂縫方向垂直;
3,2,5表面抹灰。粘貼完畢后,抹灰保護。
3,3纖維增強復合材料加固屋面粱
3,3,1粘貼碳纖維布之前首先卸下原預制屋面板荷載,鏟除粱面抹灰,并對鹼表面進行打磨,梁底角倒圓角,然后用吹風機清除混凝土表面灰塵,保持混凝土表面的清潔干燥;
3,3,2用滾筒刷將底層樹脂CFP均勻涂刷于混凝土表面,不平整處用找平材料CFE填補平整,待樹脂表面干燥后再進行下一步工序施工;
3,3,3按粘貼尺寸裁剪碳纖維布;將浸漬樹脂CFR均勻涂抹于所要粘貼的部位,用特制的滾筒沿纖維方面多次滾壓,擠除氣泡,并使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布,滾壓時不得損傷碳維布;第二層粘貼重復上述步驟;在最后一層的碳纖維布的表面均勻涂抹浸樹脂;
3,3,4梁底碳纖維布的纖維方向平行于梁軸線方向,梁側(cè)碳纖維布的纖維布的纖維方向垂直于梁軸線方向。梁底粘貼兩層碳纖維布(每層厚O,167ram),梁側(cè)粘貼一層碳纖維布。
【關鍵詞】砌體;強度;砌筑;質(zhì)量
砌體結(jié)構(gòu)是由磚、石材、砌塊等塊材通過砂漿砌筑而成的結(jié)構(gòu)。由于造價低廉,易于就地取材,有良好的耐火性、較好的化學及大氣穩(wěn)定性,并有較好的保溫隔熱性能,施工可以不需用大型機械設備,施工操作簡便等特點;目前,在全國各地的中、小城市仍有廣泛的應用。然而,近年來由于種種原因,砌筑結(jié)構(gòu)發(fā)生的質(zhì)量事故比較頻繁,工程技術(shù)及管理人員必須認真分析總結(jié)。
1. 設計方面引起結(jié)構(gòu)質(zhì)量事故的主要因素
(1)不精心設計,圖紙內(nèi)容粗糙、不準確。
有許多工程甚至是套用舊圖紙,使用時也未經(jīng)校核;有時參照別的圖紙,但荷載增加了,而未作計算。有的雖然作了計算,但因少算或者漏算荷載,使得砌體承載力不足,如再遇上施工質(zhì)量不佳,常常引起房屋倒塌。如某小學教學樓,二層磚混結(jié)構(gòu),工程接近完工時,突然倒塌,造成多人傷亡。事后查明,該工程只是參考一般混合結(jié)構(gòu)布置,草草畫了幾張平面、立面、剖面草圖就進行施工,而且使用低質(zhì)小窯磚,經(jīng)事后測定磚的強度不足,等級為MU5,砂漿只有M0.4,結(jié)構(gòu)承載力嚴重不足,房屋倒塌已成定局。
(2)不進行方案優(yōu)化,尤其不考慮空曠房屋承載力降低因素。
一些禮堂、食堂、車間,層高大、橫墻少,導致房屋的空間剛度很差、大梁下局部壓力大,很容易引起質(zhì)量事故。一般情況下大梁支承于磚墻上,可按簡支梁進行內(nèi)力分析。構(gòu)造上做成能實現(xiàn)鉸接(梁端可有微小轉(zhuǎn)動)的條件,比較好的做法是梁墊預制,而不是與梁整體現(xiàn)澆。再就是遇到空曠房屋,可按框架結(jié)構(gòu)計算內(nèi)力來復核墻體承載力,若墻體不足以承載由此而引起的約束彎矩,建議采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),或者將窗間墻改為加垛的T形截面。有的設計人員注意了墻體總的承載力計算,但忽略了墻體高厚比和局部承壓計算。高厚比不足會引起失穩(wěn)破壞,而局壓不足、又未設梁墊,或梁墊尺寸過小,則會引起局部砌體壓碎,進而造成整個墻體倒塌。
(3)重計算、輕構(gòu)造。
圈梁、構(gòu)造柱的設置可以提高砌體結(jié)構(gòu)的整體性,在意外事故發(fā)生時可避免或減輕人員傷亡及財產(chǎn)損失,尤其是抗震設防地區(qū)。
2. 施工方面引起結(jié)構(gòu)質(zhì)量事故的主要因素
(1)原材料質(zhì)量好壞,直接影響砌體結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量及其承載力。水泥(灰)、砂子、水、摻合料等組分的成分、含量以及配合比的準確性,都會嚴重影響到砂漿的使用性能和強度,導致砌體承載力下降,施工中必須按照國家現(xiàn)行規(guī)范嚴格控制;塊體材料的等級(強度)也必須滿足設計和相關標準的規(guī)定。實際工程中原材料的質(zhì)量問題,導致砌體結(jié)構(gòu)質(zhì)量事故的概率約占30%以上,必須引起高度重視。
(2)砌體質(zhì)量好壞很大程度上取決于砌筑質(zhì)量,施工中除應掌握正確砌筑方法外,還須做到灰縫橫平豎直、砂漿飽滿、組砌得當、接槎可靠。以保證砌體有足夠的強度與穩(wěn)定性。施工管理不善、工序不到位、質(zhì)量把關不嚴是造成砌體結(jié)構(gòu)事故的重要原因。其中砌體接槎不正確、灰漿不飽滿、組砌不當及磚柱采用包芯砌法等引起的結(jié)構(gòu)頻率很高。
(3)砌筑時在墻上任意開洞、留設腳手眼及溝槽等,砌體上施加了荷載或腳手架拆除后未及時填補洞(槽)、腳手眼等,都會過多地削弱墻體的有效面積,影響其穩(wěn)定性。再者,墻體前期強度較低,而施工荷載又大,很容易造成墻體失穩(wěn)倒塌。施工中應嚴格按照工程設計圖紙及《砌體工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50203-2002的具體要求和規(guī)定進行留設。有的墻體比較高、橫墻間距又大,當樓(屋)面結(jié)構(gòu)未施工形成整體結(jié)構(gòu)時,墻體處于懸臂狀態(tài),且砌體初期強度又不高,施工中如不注意臨時支撐加固,遇上大風或水平施工荷載等不利因素時,必將造成失穩(wěn)破壞和傷亡事故的發(fā)生。
(4)采用凍結(jié)法施工的砌體,解凍前應制定切實可行的觀測、加固措施,留置在砌體中的洞(槽)、腳手眼等應及時填砌完畢,并清除房屋中剩余的建筑材料、機具等施工荷載,有條件時,解凍期間應暫停振動作業(yè)。保證砌體對強度、穩(wěn)定和均勻沉降等的要求,防止砌體發(fā)生位移、傾斜及倒塌事故。
3. 砌體常見裂縫分析
(1)地基不均勻沉降引起的裂縫。
地基發(fā)生不均勻沉降后,沉降大的部分與沉降小的部分砌體之間產(chǎn)生相對位移,從而使砌體中產(chǎn)生附加的拉力過者剪力,當附加內(nèi)力超過砌體的強度時,砌體中便產(chǎn)生了裂縫。
(2)地基凍脹引起的裂縫。
地基土層溫度降到0℃以下時,凍脹土中的上部開始凍結(jié),體積膨脹,向上隆起產(chǎn)生冰脹應力,而這種應力大小又是不均勻的,從而引起砌體開裂。
(3)溫差引起的裂縫。
由于溫度變化不均勻使砌體產(chǎn)生不均勻收縮,或者砌體的伸縮受到約束時,都會引起砌體開裂。此外由于混凝土屋蓋、圈梁與砌體的溫度線膨脹系數(shù)不同,在溫度變化時,亦會引起裂縫。
(4)地震作用引起的裂縫:
與鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)相比,砌體結(jié)構(gòu)的抗震性是較差的。固應嚴格遵守抗震規(guī)范、按規(guī)定設置圈梁及構(gòu)造柱及其他抗震措施。
(5)因承載力不足引起的裂縫。
如果砌體的承載力不足,則在荷載作用下,將出現(xiàn)各種裂縫,以致出現(xiàn)砌體被壓碎、斷裂,崩塌等現(xiàn)象,導致結(jié)構(gòu)失效。因承載力不足而產(chǎn)生的裂縫必須加固處理。
4. 裂縫預防
4.1防止裂縫的建筑措施。
為了防止磚混結(jié)構(gòu)的房屋裂縫,在房屋總體布置方面應作以下考慮:
(1)在寬度10~15m多層房屋總體布置或群體建筑中插建時,高大房屋與低小房屋的距離宜控制在10~12m左右。在此距離不能滿足時,應輔以其他措施。
(2)高大房屋與低小房屋相距較近時,低小房屋的邊長宜平行于高大房屋的相鄰邊。
(3)低小房屋與高大房屋相距較近,剛度又較差,同時在施工時又不能很好安排,而且其長邊與高大房屋相鄰邊垂直,應將低小房屋作分段處理。
4.2在結(jié)構(gòu)措施方面應考慮的因素。
(1)在下列情況下應設置沉降縫:房屋高低差別較大或荷載差別較大時,應設沉降縫,將高度或荷載不同部分分開;房屋平面形狀比較復雜時,不論高低都要分開;地基不均勻時,結(jié)構(gòu)類型不同時,地基方法處理不同時,房屋部分有地下室、部分無地下室,分期建造時應分開。
(2)在有高低差別或荷載差別大的單元組合房屋中,若需設置地下室時,地下室則宜設置在較高或較重單元下,這樣可減少高低或輕重單元之間的差異沉降。
(3)在單元或分段單元內(nèi),合理布置承重墻,盡量使縱墻拉直、拉通并貫穿房屋全長,避免中斷、轉(zhuǎn)折。橫墻間距宜不超過房屋寬度的1.5倍或20m。
(4)在磚墻中設置鋼筋混凝土圈梁。圈梁高應不小于180mm,配置的縱向鋼筋應不小于410,必要時梁高和鋼筋還需加強。
(5)圈梁布置應沿房屋外墻四周封閉,內(nèi)縱墻上亦應有圈梁拉通,有關距離應按規(guī)范設置。
(6)開窗面積應適當控制。墻身局部開孔削弱過大時,應采用鋼筋混凝土框、梁等構(gòu)造補強。
(7)對防裂要求較高的房屋,不宜采用中間設置柱子、四周為承重磚墻的內(nèi)框架結(jié)構(gòu)形式。
(8)用油氈將屋面板與墻頂分割開,做成滑動面。為了保證滑動面平整,鋪油氈前用砂漿嚴格找平,油氈以鋪兩皮為宜。
(9)為了減少平面房屋頂層兩端“八”字形裂縫,必要時可在頂層裂縫敏感區(qū)的墻兩側(cè)加鋼筋網(wǎng)片。
(10)平屋面隔熱層宜做在屋面結(jié)構(gòu)層上面。
(11)溫度伸縮縫和沉降縫縫內(nèi)需保持暢通,不得填塞。
(12)屋面保溫層與整澆層與女兒墻側(cè)面脫開。
(13)為了防止底層窗臺上出現(xiàn)裂縫,可在底層窗臺墻中配置通長的細鋼筋,或把窗臺線做成小型鋼筋混凝土過梁,或在窗臺下作反拱。
(14)大梁擱置在墻上時,在大梁支座下應設置鋼筋混凝土梁墊。
4.3處理砌體裂縫的常用方法。
處理砌體裂縫的常用方法有:表面修補,如填縫封閉、加筋嵌縫等;校正變形;加大砌體截面;灌漿封閉或補強;增設卸載結(jié)構(gòu);改變結(jié)構(gòu)方案,如增加橫墻,將彈性方案改為剛性方案,柱承重改為墻承重,砌體結(jié)構(gòu)改為混凝土結(jié)構(gòu)等;砌體外包鋼絲網(wǎng)水泥,或鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu);加強整體性,如增設構(gòu)造柱、鋼拉桿等;表面覆蓋,對建筑物正常使用無明顯影響的裂縫,為了美觀的目的、可以采用表面覆蓋裝飾材料,而不封堵裂縫;將裂縫轉(zhuǎn)為伸縮縫:在外墻出現(xiàn)隨環(huán)境溫度而周期性變化、且較寬的裂縫時,封堵效果往往不佳,有時可將裂縫邊緣修直后,作為伸縮縫處理;其他方法:若因梁下未設混凝土墊塊,導致砌體局部承壓強度不足而裂縫,可采用后加墊塊方法處理,對裂縫較嚴重的砌體有時還可以采用局部拆除重砌等。
5. 砌體的加固方法
5.1擴大砌體的截面加固:
適用于砌體承載力不足但裂縫尚屬輕微,要求擴大面積不是很大的情況。要求磚的強度等級與原砌體相同,而砂漿宜提高一級同時≥M2.5。具體方法有新舊砌體咬槎結(jié)合及鋼筋連接兩種方法。
其中:N——荷載產(chǎn)生的軸向力設計值
——由高厚比及偏心距查得的承載力影響系數(shù)
f、f1——分別為原砌體和擴大砌體的抗壓強度設計值
A、A1——分別為原砌體和擴大砌體的截面面積
5.2外加鋼筋混凝土加固:
一般適用于磚柱。外加鋼筋混凝土??梢允菃蚊娴?、雙面的和四面包圍的。豎向受壓鋼筋可用8~12,橫向鋼箍可用4~6。
5.3外包鋼加固:
適用于加固磚柱和窗間墻。用水泥砂漿把角鋼粘貼于被加固砌體四角,并用卡具臨時夾緊固定,然后焊上綴板而形成整體。具有快捷、高強等優(yōu)點。
其中:fa′——加固型鋼的抗壓強度設計值
Aa、Aa′——分別為受壓或受拉加固型鋼的截面面積
Nav——由于綴板和角鋼對磚柱約束而提高的承載力
σa——受拉肢型鋼Aa的應力
5.4鋼筋網(wǎng)水泥砂漿層加固:
首先在整個墻體兩側(cè)面綁扎鋼筋(絲)網(wǎng)片,并用穿墻筋對拉固定后再抹以水泥砂漿層,形成組合墻體,用以提高砌體的承載力及延性。必要時水泥砂漿保護層可據(jù)設計要求厚度用支模灌注的細石混凝土層代替,加固效果更好。