高層建筑填充墻裂縫的成因及其防治,土木工程施工論文

高層建筑填充墻裂縫的成因及其防治,土木工程施工論文高層住宅和商業(yè)建筑的填充墻體在施工經(jīng)過和實際使用經(jīng)過中主要承受兩大類型的荷載，靜荷載、動荷載和其他荷載為第一類荷載，變形荷載為第二類荷載。裂縫產(chǎn)生的原因主要有下面三個：①由靜荷載、動荷載等直接應(yīng)力引起。②在靜荷載、動荷載等作用下，由建筑構(gòu)造的次應(yīng)力引起。③由建筑構(gòu)造的變形引起。比方，建筑構(gòu)造因溫度變化會收縮膨脹，或者因不均勻沉降等因素導(dǎo)致溫度裂縫、收縮裂縫和沉降裂縫等的產(chǎn)生。經(jīng)調(diào)查相關(guān)資料和查驗實際工程可知，在高層建筑產(chǎn)生的裂縫中，有80%左右的是由于溫度變化、構(gòu)造收縮和不均勻沉降引起的；由靜荷載和動荷載等引起的只占20%左右。大多數(shù)裂縫的產(chǎn)生是建筑構(gòu)造變形與荷載共同作用的結(jié)果。在實際生產(chǎn)經(jīng)過中，裂縫根據(jù)不同的標準可分為多種形式。根據(jù)裂縫的構(gòu)成原因可分為受力裂縫和非受力裂縫兩大類；根據(jù)裂縫的危害性可分為有害裂縫和無害裂縫；根據(jù)材料的種類可分為普通磚砌墻體裂縫、砌塊墻體裂縫和混凝土構(gòu)造裂縫。下面將對高層建筑填充墻各種形式的裂縫特征作簡單介紹。1.1溫度裂縫溫度裂縫是填充墻裂縫的主要形式之一?；炷量蚣軜?gòu)造和砌體在溫度線膨脹系數(shù)方面差異較大，當(dāng)房屋遭到較大的溫差影響時，這兩者將產(chǎn)生不同程度的變形，并在構(gòu)造內(nèi)部相應(yīng)的位置出現(xiàn)應(yīng)力。應(yīng)力與構(gòu)造剛度的大小有關(guān)，當(dāng)應(yīng)力超過一定數(shù)值后就會產(chǎn)生裂縫。裂縫出現(xiàn)后，變形得到了知足或部分知足，同時剛度下降，應(yīng)力發(fā)生松弛。根據(jù)房屋外形的不同，裂縫具有各自的特點。溫度裂縫一般具有下面一些共同特點：①溫度裂縫一般是對稱分布的。②頂層溫度裂縫較重，下層較輕。③房屋兩端溫度裂縫較重，中間較輕。1.2構(gòu)造裂縫在靜荷載和動荷載等作用下，相應(yīng)的建筑構(gòu)造必然會發(fā)生變形。比方，建筑高度較高時，產(chǎn)生豎向壓縮變形的相鄰豎向受力構(gòu)件必然存在差異；構(gòu)造梁體跨度較大時，跨中產(chǎn)生的撓度較大；同一建筑的不同高度和地基變形量差異過大，導(dǎo)致相鄰部位沉降不均勻，產(chǎn)生較大的沉降差值；混凝土框架構(gòu)造和剪力墻構(gòu)造中構(gòu)件的不同變形會在填充墻內(nèi)部產(chǎn)生剪切應(yīng)力，由此導(dǎo)致填充墻變形的不一致。當(dāng)剪切應(yīng)力超過填充墻抗拉極限強度時，填充墻上產(chǎn)生的裂縫就會沿主拉應(yīng)力跡線出現(xiàn)。1.3干縮裂縫在各種不同材料的墻面上會出現(xiàn)不同程度的干縮裂縫?；炷量蚣軜?gòu)造和剪力墻構(gòu)造中的填充墻材料常使用輕質(zhì)砌塊。通常情況下，填充墻的干縮變形在其成型后一個月內(nèi)比擬大，且隨著填充材料本身含水量的降低而逐步趨于穩(wěn)定。當(dāng)受潮或遇水時，已趨于收縮穩(wěn)定的砌體構(gòu)造再次膨脹，然后隨著含水量的降低再次收縮，此時，砌體構(gòu)造內(nèi)部會再次產(chǎn)生收縮應(yīng)力，在較薄弱的部位出現(xiàn)拉伸裂縫。由此構(gòu)成的裂縫在建筑構(gòu)造中數(shù)量較多、分布較廣，開裂程度也比擬大。干縮裂縫的形式一般有下面幾種：①在墻體中部出現(xiàn)的階梯形裂縫。②環(huán)繞在塊材周邊灰縫的裂縫。③在外墻〔多發(fā)生在窗下墻〕出現(xiàn)的豎向均勻裂縫。④在山墻等大墻面出現(xiàn)的豎向裂縫或水平向裂縫。干縮裂縫一般多出如今高層建筑的下面幾層，這是因墻面的收縮變形受基礎(chǔ)和橫墻的約束所致。干縮裂縫往往呈絲狀分散在灰縫之中，在清水墻中不易發(fā)現(xiàn)，而在粉刷抹面時較為明顯。干縮裂縫寬度較小，一般在0.3mm左右。1.4沉降裂縫沉降裂縫不是因建筑物地基不均勻沉降引起的，而是因砌體本身的沉降所致。比方房屋窗角處出現(xiàn)的裂縫，可將其看作是由于窗臺墻和窗間墻的高度不同，所承受的荷載值不等而引起的。十分是在窗口較大或窗間墻遭到較大的集中荷載時，窗角處就會產(chǎn)生較大的集中應(yīng)力，進而使窗角處呈45開裂。同時，砌筑砌體時，每日砌筑的高度過高、水平灰縫厚度太厚也會引起灰縫變形、墻體沉降，導(dǎo)致墻面抹灰層裂開。除此之外，混凝土框架構(gòu)造的填充墻在梁底和墻頂部位置出現(xiàn)的裂縫多數(shù)屬于沉降裂縫。1.5施工不當(dāng)造成的裂縫1.5.1階梯形裂縫的構(gòu)成原因階梯形裂縫的產(chǎn)生主要有兩個原因：①施工前沒有提早計算砌塊模數(shù)和灰縫厚度，并將模數(shù)剩余量集中到一處灰縫厚度內(nèi)，且按每皮間隔留置，再加上抹灰前沒有提早嵌填砂漿，由此產(chǎn)生有規(guī)則的階梯形裂縫。②砌塊頂端部位未嵌填砂漿或灰縫飽滿度低于60%，再沖水刮漿，使豎縫中的灰漿沖散流淌。1.5.2水平裂縫和間斷裂縫的構(gòu)成原因水平裂縫和間斷裂縫的產(chǎn)生主要有三個原因：①在砌筑墻體的經(jīng)過中未加設(shè)皮數(shù)桿、灰縫厚度不均勻、沒有統(tǒng)一標準，且砂漿稠度過大；在氣候炎熱、枯燥時，沒有及時濕潤砌塊。②砂漿配合比未經(jīng)試驗獲得，而是根據(jù)以往的經(jīng)歷體驗隨意拌制，由于攪拌不充分、拌和不均勻，最終導(dǎo)致砂漿強度達不到設(shè)計要求。③抹灰前，未對基層外表澆水濕潤、清理浮漿，且抹灰時間間隔未按要求設(shè)置，進而導(dǎo)致填充墻抹灰面層空鼓開裂。1.5.3梁底裂縫的構(gòu)成原因梁底裂縫是混凝土框架構(gòu)造填充墻的質(zhì)量通病。出現(xiàn)梁底裂縫的原因主要有：①由于受填充墻高度和灰縫厚度的影響，砌塊皮數(shù)不可能為整數(shù)，且最后一皮沒有用混凝土砌塊嚴密堵實。②選材不當(dāng)?，F(xiàn)場砌筑經(jīng)過中隨意使用破碎砌塊或其他材料壘砌，并未嚴密堵實，甚至用紅磚且不帶砂漿斜碼最后一皮磚，斜砌部分兩端的三角形孔洞和墻中間的孔洞未用砂漿或細石混凝土嚴密堵實，隨著時間的推移，必然會產(chǎn)生裂縫。1.5.4直裂縫的構(gòu)成原因縱橫隔墻穿插處的裂縫多為間斷裂縫，框架柱與填充墻間的裂縫多為直通裂縫。產(chǎn)生這種裂縫的原因主要有下面三個：①在施工前未計算模數(shù)或未考慮砌塊的規(guī)格、型號，導(dǎo)致出現(xiàn)很寬的邊灰縫，填充墻不能與柱擠緊。②人為因素導(dǎo)致灰縫變窄，并且在端頭沒有用砂漿干鋪、墻體穿插處沒有設(shè)置咬槎，導(dǎo)致通縫的構(gòu)成。③墻體拉結(jié)筋的設(shè)置不合理。施工經(jīng)過中拉結(jié)筋數(shù)量缺乏，甚至私自取消拉結(jié)筋；拉結(jié)筋兩肢未分開，扭曲未進行調(diào)直，拉緊后直接置于砂漿中；拉結(jié)筋位置高度高于灰縫，構(gòu)成錯位，而未起到拉結(jié)作用。1.5.5門窗頂頭倒八字裂縫的構(gòu)成原來由于過梁板端處墻體砌筑不規(guī)則，兩端搭接長度較小或預(yù)制梁板底部沒有使用座漿墊平，而是直接干鋪，進而構(gòu)成門窗頂頭倒八字裂縫。1.5.6豎向通直裂縫或間斷裂縫的構(gòu)成原因豎向通直裂縫或間斷裂縫一般是因通縫墻體局部受剔鑿強弱電管道和溝槽產(chǎn)生的外力沖擊引起，或因砌塊砌筑時留置的直槎間斷處未設(shè)置拉結(jié)筋引起。1.5.7其他不規(guī)則裂縫的構(gòu)成原因抹灰層本身收縮、空鼓，接槎未按規(guī)范處理；同時，在墻體上的洞口和腳手架洞眼等處嵌填砂漿不密實。2裂縫的控制及處理措施2.1使裂縫發(fā)生在預(yù)定的位置采取相應(yīng)的施工措施，使裂縫產(chǎn)生在預(yù)定的位置，避免填充墻產(chǎn)生裂縫。詳細做法為：①設(shè)置滑移縫或滑動層?；瓶p與控制縫不同，控制縫是垂直的，而滑移縫是水平的。此做法允許填充墻與框架梁在交界面處進行限度內(nèi)的自由伸縮，減小因變形積累受約束而引起的內(nèi)力，進而防止填充墻開裂。②設(shè)置豎向控制縫。豎向控制縫不等同于相鄰兩面墻體的伸縮縫。在單獨的一面墻體上設(shè)置控制縫，旨在將較長的墻體依次劃分成若干個較小的區(qū)域。分隔縫段在填塞后能使每段墻體自由伸縮，減小因收縮變形、溫度引起的應(yīng)力，進而減少填充墻上的裂縫。2.2加強施工經(jīng)過控制加強施工經(jīng)過控制可從原材料的質(zhì)量和施工的質(zhì)量入手，詳細措施為：①選用具有特定顆粒級配的材料。良好的材料顆粒級配可有效改善混凝土砌塊的性能。②填充材料應(yīng)在砌筑前一兩天澆水濕潤，防止相對含水率超標。砌筑高度應(yīng)控制在1500mm/d左右，在梁和板底最后一皮砌筑處盡量留出300mm的作業(yè)空間。為防止砌體本身的沉降裂縫，砌筑至少應(yīng)間隔7d，待下部墻體變形穩(wěn)定后再砌筑，并嵌填密實。③施工經(jīng)過中不應(yīng)使用豁土磚與混凝土小砌塊共同砌筑。這是由于假如材料材質(zhì)不同，在這兩種材料的交界處易產(chǎn)生界面裂縫，因而，應(yīng)盡可能使用規(guī)格砌塊，切斷裂縫產(chǎn)生的源頭。④在砌筑時應(yīng)使砌塊錯縫搭接，上下孔洞應(yīng)錯位對齊，搭接長度不小于90mm。對于不能知足搭接要求的特殊部位，應(yīng)將拉結(jié)筋設(shè)置于灰縫中。在砌筑經(jīng)過中，砌筑墻體的灰縫寬度應(yīng)控制在8～12mm，豎向灰縫飽滿度不低于90%，水平灰縫飽滿度不低于95%，且通常采用鋪灰擠漿法進行砌筑。砌筑經(jīng)過中的墻面勾縫必須用同一批次的砂漿作同步處理，當(dāng)天完成施工任務(wù)后應(yīng)留斜槎，斜槎水平投影長度應(yīng)不小于高度的2/3，無特殊情況，禁止留直槎。在門窗洞口處施工時，應(yīng)提早做好組織計劃，門窗洞口統(tǒng)一預(yù)留，其側(cè)邊與交接處墻面的距離應(yīng)不小于600mm，且施工時所采用的砂漿強度等級應(yīng)相應(yīng)提高一級。內(nèi)墻高度較高時，宜采用雙排腳手架，盡量不要用單排腳手架，以免造成墻體穿孔。同時，應(yīng)與安裝工作密切配合，盡量減少因預(yù)留管道錯誤引起的電管線開槽現(xiàn)象。假如此現(xiàn)象不可避免，可在補砌完墻體后采取一定的措施，使墻體灰縫橫平豎直、砂漿飽滿、均勻密實。⑤在填充墻與梁柱的結(jié)合處或門窗洞口邊框處抹灰前，應(yīng)著重清理基層、刮漿打底，并滿掛鋼筋網(wǎng)，以增加抹灰層的強度，防止抹灰層開裂。大面墻體施工前應(yīng)對基層進行處理，并甩漿打底，抹灰前基層外表應(yīng)提早一兩天用噴霧器噴水潤濕，使砌塊墻面浸透深度到達8～l0mm。含水率應(yīng)小于5%，施工前基層外表不得掛有水珠。抹灰應(yīng)控制在兩三遍成活，且要有一定的時間間隔，常溫下以1d為宜，嚴禁第一遍抹灰完成后立即進行第二遍抹灰。施工完成后應(yīng)噴水養(yǎng)護，確保粉刷砂漿強度到達設(shè)計要求。2.3加強施工質(zhì)量管理除了要在設(shè)計概念上施行裂縫控制措施外，還要在施工中加強質(zhì)量管理，防止裂縫的出現(xiàn)。詳細做法為：①從砌體構(gòu)造要求來講，應(yīng)嚴格按設(shè)計講明和選用的施工標準圖集施工，頂層和底層砌塊外墻做鋼筋砼窗臺。②在砌體施工前，施工單位應(yīng)與供貨方及早簽訂合同，知足合同規(guī)定的堆置時間為28d的要求后，方可進入現(xiàn)場砌筑。③加強砌筑施工單位本身的質(zhì)量管理，嚴格按砌筑工藝施工，嚴禁干磚上墻，同時也要保證砌筑所用砂漿的質(zhì)量。④剪力墻構(gòu)造、混凝土框架構(gòu)造的填充墻砌筑應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場施工情況，提早做好施工準備工作。根據(jù)墻體尺寸、砌塊尺寸和灰縫厚度計算砌塊皮數(shù)和排數(shù)，按設(shè)計要求選擇砌塊規(guī)格，同時配備轉(zhuǎn)角處缺口砌筑材料，盡量不用其他材料代替。砌筑時，必需要立桿掛線，依線而砌。表1所示為填充墻砌體尺寸允許的偏差值統(tǒng)計。⑤抹灰施工前應(yīng)嚴格執(zhí)行驗收制度。對于在預(yù)埋管道、預(yù)留溝槽、預(yù)埋件、預(yù)留洞口、梁底柱邊等處檢查出的質(zhì)量問題，應(yīng)根據(jù)施工方案及監(jiān)理意見進行處理。⑥根據(jù)所用加氣塊尺寸設(shè)置砌體的拉結(jié)筋定間距，并用環(huán)氧樹酯植筋法施工，確保拉結(jié)筋的施工質(zhì)量，嚴禁出現(xiàn)打折、拐彎現(xiàn)象?！?】3結(jié)束語綜上所述，當(dāng)前因墻體開裂引發(fā)的問題仍然隨處可見，高層建筑填充墻裂縫的預(yù)防與控制還是關(guān)注的焦點，值得深切進入研究、討論。要想真正解決墻體開裂問題，不僅要嚴格根據(jù)規(guī)范施工、加強施工質(zhì)量管理，還要針對工程構(gòu)造、材料特征，在設(shè)計、施工階段采取相應(yīng)的構(gòu)造措施，并加大技術(shù)、人員和資金的投入。以下為參考文獻［1］袁廣林.建筑工程事故診斷與分析［M］.北京：中國建材工業(yè)出版社，2007.［2］孟文清.建筑工程質(zhì)量通病分析與防治［M］.鄭州：黃河水利出版社，20