摘要:本文簡要論述了砌體結(jié)構(gòu)因地基不均勻沉降引起墻體裂縫的鑒別方法,并分析給出了加固方法,對(duì)于砌體結(jié)構(gòu)的加固及安全使用有一定的幫助意義。
關(guān)鍵詞:砌體結(jié)構(gòu),不均勻沉降,墻體裂縫,分析處理,建筑施工安全管理論文
一、前言
在砌體結(jié)構(gòu)房屋中,墻體開裂是較為常見的質(zhì)量問題,而其中大部分是因地基不均勻沉降引起的。本文簡要論述一下砌體結(jié)構(gòu)裂縫的種類、不均勻沉降裂縫的鑒別、預(yù)防措施及加固方法,從而減少墻體裂縫的產(chǎn)生,以保證建筑物的安全使用。
二、墻體裂縫的種類
(1)荷載較大引起的裂縫
A.拉應(yīng)力破壞:磚砌的水池、圓形筒倉等構(gòu)筑物常會(huì)發(fā)生由于拉應(yīng)力過大而引起砌體開裂現(xiàn)象。
B.彎曲抗拉破壞:彎曲抗拉破壞多產(chǎn)生于擋土墻、地下室圍墻和建筑物上部壓力較小的擋風(fēng)墻上,彎曲抗拉裂縫有沿齒縫和沿直縫兩種形式。
圖1.砌體的彎曲抗拉裂縫
C.軸壓和偏壓破壞:軸壓破壞主要發(fā)生在獨(dú)立磚柱上。當(dāng)磚柱上出現(xiàn)貫穿幾皮磚的縱向裂縫時(shí),則該縱向裂縫已經(jīng)成為不穩(wěn)定裂縫,即在荷載不增加的情況下,裂縫仍將繼續(xù)發(fā)展。此時(shí),磚柱實(shí)際上已處在“破壞”狀態(tài)。
D.局部受壓破壞:這類破壞通常發(fā)生在受集中力較大處,如梁的端部。
(2)地基不均勻沉降引起的裂縫
。3)溫度裂縫:由于結(jié)構(gòu)周圍溫度變化(主要是大氣溫度變化)引起結(jié)構(gòu)構(gòu)件熱脹冷縮的變形稱為溫度變形。
三、不均勻沉降引起裂縫的鑒別
地基不均勻沉降引起墻體裂縫主要從墻體裂縫位置、觀察裂縫特征、裂縫發(fā)展情況、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)分析等幾個(gè)方面進(jìn)行鑒別。
(1)墻體裂縫位置:地基不均勻沉降引起的墻體裂縫一般表現(xiàn)為斜裂縫、水平裂縫和豎向裂縫。斜裂縫一般發(fā)生在墻體下部縱墻的兩端,多數(shù)裂縫通過窗口的兩個(gè)對(duì)角,向沉降較大的方向傾斜,并由下向上發(fā)展,向上逐漸減少,裂縫寬度下大上小,其數(shù)量及寬度隨時(shí)間而逐漸發(fā)展;水平裂縫一般在窗間墻的上下對(duì)角成對(duì)出現(xiàn),沉降大的一邊裂縫在下,沉降小的一邊裂縫在上;豎向裂縫在縱墻中央的頂部和底層窗臺(tái)處,裂縫上寬下。
(2)觀察裂縫特征:若在建筑長向兩端發(fā)生了地基沉降過大,往往在縱墻上產(chǎn)生上寬下窄的斜裂縫,該裂縫可能穿過門窗洞口,甚至貫穿房屋的斜裂。如果在房屋中部發(fā)生局部沉降或下陷,往往在縱墻或橫墻上引起下寬上窄的斜裂縫(倒八字或正八字或斜裂縫)或水平裂縫。
。3)裂縫發(fā)展情況:如果發(fā)生了地基不均勻變形,則此變形隨著時(shí)間增長而加大。該地基上的磚混房屋墻體開裂程度隨著地基變形的加大而增多、增大,待地基變形穩(wěn)定后,墻體裂縫才可能停止發(fā)展。個(gè)別的地基可能產(chǎn)生剪切破壞,過大的地基變形不僅使墻體出現(xiàn)裂縫,還會(huì)導(dǎo)致建筑物倒塌。
。4)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)分析:根據(jù)建筑物的外形特征和現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地條件考察分析。一般建筑體量較大的砌體結(jié)構(gòu)建筑,由于承載力低、變形大的軟弱下臥層的存在;隨意改變建筑物使用用途,如民用建筑改為倉庫,室內(nèi)地面堆放超設(shè)計(jì)的堆載;鄰近工程的施工對(duì)既有建筑可能產(chǎn)生的影響,如基坑開挖引起地下水位的變化,房屋周圍大量堆放建筑材料或棄土,遇有振動(dòng)效應(yīng)的樁基施工,以上均容易產(chǎn)生地基不均勻沉降,并由此而引起墻體開裂。
四、預(yù)防措施
。1)重視地質(zhì)勘察工作:各項(xiàng)工程建設(shè)在設(shè)計(jì)和施工之前,必須按基本建設(shè)程序和國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行巖土工程勘察。巖土工程勘察應(yīng)按工程建設(shè)各勘察階段的要求,正確反映工程地質(zhì)條件,查明不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害,精心勘察、精心分析,提出資料完整、評(píng)價(jià)正確的勘察報(bào)告。詳細(xì)勘察階段應(yīng)按單體建筑物或建筑群提出詳細(xì)的巖土工程資料和設(shè)計(jì)、施工所需的巖土參數(shù);對(duì)建筑地基做出巖土工程評(píng)價(jià),并對(duì)地基類型、基礎(chǔ)形式、地基處理、基坑支護(hù)、工程降水和不良地質(zhì)作用的防治等提出建議。
(2)合理的結(jié)構(gòu)布置方案:為減少建筑物沉降和不均勻沉降,調(diào)整各部分的荷載分布、基礎(chǔ)寬度或埋置深度,對(duì)不均勻沉降要求嚴(yán)格的建筑物,可選用較小的基底壓力。對(duì)于砌體承重結(jié)構(gòu)的房屋,宜采用下列措施增強(qiáng)整體剛度和強(qiáng)度:對(duì)于三層和三層以上的房屋,其長高比L/Hf宜小于或等于2.5;在墻體上開洞過大時(shí),宜在開洞部位配筋或采用構(gòu)造柱及圈梁加強(qiáng);多層房屋的基礎(chǔ)和頂層處宜各設(shè)置一道現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁。圈梁具有增強(qiáng)房屋的整體剛度、調(diào)整房屋不均勻沉降的顯著作用。
。3)合理設(shè)置沉降縫:在滿足使用和其他要求的前提下,建筑體型應(yīng)力求簡單。當(dāng)建筑體型比較復(fù)雜時(shí),宜根據(jù)其平面形狀和高度差異情況,在適當(dāng)部位用沉降縫將其劃分成若干個(gè)剛度較好的單元;當(dāng)高度差異或荷載差異較大時(shí),可將兩者隔開一定距離,當(dāng)拉開距離后的兩單元必須連接時(shí),應(yīng)采用能自由沉降的連接構(gòu)造。建筑物的下列部位,宜設(shè)置沉降縫:建筑平面的轉(zhuǎn)折部位、高度差異或荷載差異處、長高比過大的砌體承重結(jié)構(gòu)、地基土的壓縮性有顯著差異處、建筑結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)類型不同處、分期建造房屋的交界處。
。4)嚴(yán)格控制施工工藝:合理選用建筑材料,做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量。砌體材料強(qiáng)度必須滿足設(shè)計(jì)要求,砌筑砂漿應(yīng)有良好的保水性能、拌合均勻。常溫下砌筑砌體時(shí),對(duì)粘土磚要提前澆水濕潤,含水率宜為10%~15%,灰砂磚、粉煤灰磚的自然含水率已滿足要求,砌筑前一般不澆水濕潤。磚墻砌筑應(yīng)橫平豎直、砂漿飽滿、上下錯(cuò)縫、內(nèi)外搭、接槎牢固。
五、適用于不均勻沉降裂縫的加固方法
依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50292—1999)墻體變形裂縫是否需要處理見表1。
地基沉降產(chǎn)生的墻體裂縫一般情況下不會(huì)立刻惡化而危及結(jié)構(gòu)安全,可通過沉降觀測(cè)和裂縫實(shí)測(cè)來加以判斷。對(duì)那些沉降逐漸減少的情況,待地基基本穩(wěn)定后,對(duì)墻體裂縫再作處理。一般處理方法有以下幾種:
。1)填縫封閉法:填縫修補(bǔ)分為水泥砂漿填縫和配筋水泥砂漿填縫,工序?yàn)椋合葘⒘芽p清理干凈,用勾縫刀、抹子、刮刀等工具將1:3的水泥砂漿或比砌筑砂漿高一級(jí)的水泥砂漿或摻有107膠的聚合物水泥砂漿填入磚縫;配筋水泥砂漿填縫則每隔4-5皮磚,在磚縫中先嵌入鋼筋,然后按上述工序進(jìn)行處理。
。2)水泥灌漿法:分重力灌漿和壓力灌漿兩種。由于灌漿材料強(qiáng)度都大于砌體強(qiáng)度,因此只要灌漿方法和措施適當(dāng),經(jīng)水泥灌漿修補(bǔ)的砌體強(qiáng)度都能滿足要求,而且具有修補(bǔ)質(zhì)量可靠、價(jià)格較低、材料來源廣和施工方便等優(yōu)點(diǎn)。
(3)加筋錨固法:因墻體強(qiáng)度不夠而發(fā)生的裂縫,墻面可敷貼鋼筋網(wǎng)片,網(wǎng)片用中φ6@100-300雙向或中中φ4@100-200雙向鋼筋網(wǎng),并配置穿墻拉筋加以固定,然后灌細(xì)石混凝土或分層抹水泥砂漿加固,施工前墻體抹灰應(yīng)刮干凈,灌漿后應(yīng)養(yǎng)護(hù)七天左右。
對(duì)于裂縫急劇發(fā)展,地基沉降速度連續(xù)兩月大于2mm/月,且短期內(nèi)無終止跡象時(shí),要采取臨時(shí)支撐等措施,應(yīng)本著先加固地基后處理裂縫的原則進(jìn)行。對(duì)于建造在軟土地基上,由于建筑體型復(fù)雜或荷載差異較大,引起不均勻沉降,而造成建筑物損壞者,可根據(jù)損壞程度采取下列補(bǔ)救措施:局部卸荷、增加上部結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)剛度、加深基礎(chǔ)、錨桿靜壓樁、樹根樁或注漿加固等。
六、結(jié)論
地基不均勻沉降引起墻體開裂是砌體結(jié)構(gòu)方案最常見的質(zhì)量問題,但只要提前做好預(yù)防治理工作,保證設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量就可以盡可能避免其發(fā)生。對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生裂縫的墻體,需要進(jìn)行加固的建筑工程,選用加固方案非常重要,不同的加固技術(shù)有其不同的適用性,要通過經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的比較得出一個(gè)比較合理的加固措施,確保結(jié)構(gòu)在加固之后能夠安全的使用。通過大量的工程加固實(shí)踐證明,采用加筋錨固法效果很好。
七、參考文獻(xiàn)
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[5]彭圣浩,《建筑工程質(zhì)量通病防治手冊(cè)》,中國建筑工業(yè)出版社
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