砌体结构房屋的墙体裂缝控制研究.pdf

第3 l 卷2 0 1 3 年第4 期 总第 1 6 6 期 问题研究 砌体结构房屋的墙体裂缝控制研究 张金岭冯剑秋黄凯 鞍钢集团工程技术有 限公 司 鞍 山 1 1 4 0 2 1 [ 摘要】 论述了砌体结构房屋 内裂缝出现的原因、 形式， 以及预防方法和治理的措施等， 提出了控制裂缝 应以预防为主治理 为辅 的原 则。 【 关键词】 砌体结构沉降裂缝温度裂缝结构裂缝干缩裂缝 Re s e a r c h o n t h e W a l l Cr a c k Co n t r o l f o r Ma s o n r y S t r u c t u r e Bu i l d i n g Z HANG J i n - l i n g ， F E NG J i a n - q u ， HUANG Ka i A n s t e e l E n g i n e e r i n g T e c h n o l o g y C o ． ， L t d ． ， A n s h a n 1 1 4 0 2 1 【 A b s t r a c t 】D i s c u s s t h e r e a s o n o f c r a c k s a p p e a r i n g o n t h e m a s o n r y s t r u c t u r e b u il d in g ， f o r m ， p r o t e c t i v e me t h o d s a n d t r e a t me n t me a s u r e s ，e t c ． ， a n d p u t f o r wa r d t h e p ri n c i p l e o f p r o t e c t i o n fi r s t a n d t r e a t me n t s e c o n d t o c o n t r o l c r a c k s ． 【 K e y w o r d s 】 M a s o n ry s t ruc t u r e ，s e t t l e m e n t c r a c k ， t e m p e r a t u r e c r a c k ，s t ruc t u r e c r a c k ，d ry s h rin ka g e c r a c k 1 概 述 砌体结构的房屋， 由于规模都不太大，设计和 施工难度也较小， 一般不会引起有关人员 的足够重 视，若使用的材料没有严格按设计要求或技术规范 来控制 ， 或由于施工的原因， 常使砖墙砌体产生各 种形式 的裂缝 ， 影 响观感和使用 ， 甚至危及房屋的 结构安全， 会对用户的身心健康造成很大的影响。 近年来这种现象已引起工程建设各方面的注 意， 但往往都是在裂缝出现后才想办法补救， 而较 少从根本上预防。笔者根据多年 的设计和现场施 工监理的经验， 对砌体结构房屋墙体裂缝的形式、 产生的原 因、 采取的预防措施 ， 以及治理 的方法进 行论述 。 2 墙体裂缝形成的原因及形式 从产生的原因来看 ， 大致分为四大类地基不 均匀沉降产生的裂缝； 构件承载力不足引起的裂 缝； 温度应力产生的裂缝； 混凝土或砂浆干缩产生 的裂缝 。 控制裂缝应以预防为主 ， 治理为辅为原则。 预防主要是从设计和施工方面采取措施， 而治理 应根据裂缝的性质采取相应措施。对于简单的变 形裂缝， 一般不必采取特别的加固措施， 只需局部 锚固或剔缝处理； 对于结构受力变化引起的裂缝， 一 6 2一 必需引起足够的重视 ， 应根据不同情况 ， 采取补 缝、 剔、 重砌、 局部加固、 整体加固等措施。 1 长宽 比较大建筑物 的下部纵墙 上常会 产 生八字型裂缝或单方向斜裂缝 ， 且多发生在窗间 墙体， 裂缝通过窗口的两对角， 在紧靠窗口处缝隙 较宽 ， 向两边和上下逐渐缩小 。这种裂缝往往在 房屋建成不久出现， 其数量和宽度随时间而发 展。这 是 由于地基承 载力 、 结构刚度上 的差异使 建筑物沉 降不均匀 引起 的 ， 当差异积 累到一定数 量， 在墙体中产生较大的剪力， 造成砌体受较大的 主拉应力而破坏， 墙体出现一定宽度的裂缝。预 防的措施是 ， 应根据地质状况合理进行 建筑布局 、 结构选型 ， 选择适宜的基础形式 ， 以避免产生较大 的不均匀沉降； 并在适当部位 如土质和荷载变化 较大处 、 不同结构类型处、 新旧建筑结合处等 设 置沉降缝。治理的方法是， 在沉降基本稳定后， 先 用水泥砂浆灌缝 ， 再粉刷高标号水泥砂浆或墙面 贴钢筋网片， 并配置梅花状的穿墙拉筋加以固定， 然后分层粉刷水泥砂浆 。 2 窗间墙上常会出现水平裂缝， 一般位于窗 间墙的上下对角线处。这是不均匀沉降而引起 的， 通常表现为沉降大的一边裂缝在下， 沉降小的 那边在上。主要是在不均匀沉降时， 建筑物沉降 单元上部受阻力作用， 使窗间墙承受较大的水平 问题研究 第3 l 卷2 0 1 3 年第4 期 总第1 6 6 期 剪力 ， 产生上下部位的水平裂缝。预防的措施是 ， 合理地进行建筑、 结构及基础选型； 按规范要求设 置沉降缝 ； 在门窗洞 口两边设置钢筋混凝土抗裂 柱或设置钢筋混凝土门窗套 ， 以阻止不均匀沉降 荷载直接作用在窗间墙的砌体上。治理的方法 是， 先用高标号水泥砂浆灌缝， 再粉刷水泥砂浆。 3 建筑 物底 层窗 台墙 的中部及 窗洞 口的两 个角处常会出现竖向裂缝 ， 裂缝上宽下窄。这些 裂缝是 由于地基反力和砖砌体的温度收缩应力共 同作用引起的。窗台墙承受基础和两墙间的约 束 ， 在地基反力作用下其受力特征表现为反梁， 窗 间墙为支座。当窗洞较宽或窗间墙承受较大的集 中荷载时， 反梁将向上弯曲， 产生弯曲应力， 在跨 中附近， 由于应力较大 ， 当超过砖砌体的强度时， 即会产生竖向裂缝。同时， 窗问墙对窗台墙的压 力作用 ， 使窗洞角产生较大的集中剪应力而引起 此处开裂 。另外 ， 砖砌体温度变化和 干缩变形也 会产生较大的约束力 ， 导致或加剧开裂。预防措 施是， 提高窗台墙砌筑砂浆的标号 ， 窗台墙顶部采 用配筋砖砌体 ， 提高砌体的抗裂性能。治理的方 法是， 用高标号水泥砂浆灌缝， 再重新粉刷面层。 4 梁端 支承处墙体常会 出现 竖 向或稍倾斜 的裂缝， 该裂缝通常为结构裂缝， 是由于梁端下砌 体局部承压强度不足引起的。另外， 梁与砌体的 变形差异也将导致或加剧开裂。预防措施为 ， 在 砖砌体结构设计时， 应注意验算梁下砌体的局部 承压强度， 不足时应设置梁垫； 当梁跨度或荷载较 大时， 应设置砖壁柱； 窗间墙应按抗震规范留有一 定宽度； 砌筑砂浆考虑采用强度高的混合砂浆。 治理方法是在原受压墙体的内侧梁下加设砖柱， 并采取措施， 与原墙体拉结， 尽可能使二者形成一 个受力整体 。 5 独立砖柱上常会出现竖向或稍倾斜的中 间宽、 上下两端小的裂缝 ， 这种裂缝多为结构裂 缝 ， 这是由于砖柱截面太小 ， 承压强度不足所 引起 的。预防的措施是在砖柱结构设计时 ， 应验算其 承载能力 ， 不足时需加大截面 ； 应注意两个方 向均 应设置钢筋混凝土拉梁， 以减小柱的计算长度 ； 当 荷载较大时， 应尽可能采用钢筋混凝土柱。治理 的方法是采用四周加钢筋混凝土套箍。 6 墙面或屋面顶棚常出现较多细微的裂缝， 裂缝总体上没有规则 ， 且宽度相差不多。这种裂 缝主要是混凝土板或砂浆粉刷层干缩引起的。当 混凝土或砂浆干燥后， 由于缺水， 得不到应有的养 护 ， 即会 出现明显的干缩 裂缝 。预防的措施 是充 分浇水养护， 严格按施工规范的要求施工。这种 裂缝一般不需要治理 ， 若裂缝宽度明显 ， 可把附近 的粉刷层打掉， 重新用高标号水泥砂浆找补。 7 平屋顶建筑的顶层檐下或顶层与墙体交 接面之间常会 出现水平裂缝 ， 裂缝一般沿外墙顶 端断续分 布 ， 两端 比中间严重 ， 在转 角处 ， 纵横水 平裂缝相交而形成包角裂缝。在平屋顶顶层纵墙 的两端， 常会出现正八字裂缝， 严重时可发展到房 屋 1 ／ 3 长度 内， 有时在横墙上也可能发生 。裂缝宽 度一般为中间大 、 两端小 ， 当外纵墙有窗时裂缝沿 窗 口对角方 向裂 开 ， 且南立面墙 比北立面墙 的更 明显。这种裂缝常为温度应力所引起， 主要是由 于平屋顶建筑的顶层受季节性气温和太阳 日照 的 影响较大， 会在圈粱与其下砖墙交接处产生水平 方向温度应力， 使砖砌体处于受拉、 受剪等复杂的 应力状态下， 当此应力超过砖砌体材料的强度时， 砌体就会开裂。 3 预 防措施 1 提高屋面保温隔热性能， 如设置架空层。 2 改善结构的变形约束条件 ， 在建筑物顶层 圈梁与砌体交界面之间设置滑动层 如两层油毡 加滑石粉 ， 使混凝土板和圈梁可以自由变形 ， 而 不受其下砖墙的约束， 减小变形产生的应力。 3 提高顶层砌体砂浆的强度， 严格控制破碎 砖集中填充 ， 以提高砌体的抗拉、 抗剪强度。 4 屋面圈梁按单元设置温度伸缩缝， 以减小 屋面和圈梁的纵 向温度变形。 5 设计时， 在裂缝多发部位的墙体上进行抗 裂设防， 即采用设置抗裂柱的方法进行裂缝防治； 外纵墙和内纵墙的抗裂柱均应设在裂缝多发部位 的窗洞口一侧； 抗裂柱的断面及钢筋宜与构造柱 相同， 纵向筋必须伸人上下端的圈梁内， 并且满足 锚固长度 的要求 ； 施工 时 ， 应先 砌砖墙 ， 然后浇筑 抗裂 柱和构造柱 的混凝 土 ， 二者之 间的墙 内放置 拉结钢筋， 使其形成组合砖砌体， 有效提高砌体的 强度， 增大砌体的抗弯刚度和抗侧向变形的能力 ， 抑制墙体中裂缝的出现和发展。 4 治理方法 1 采用剔缝埋人钢筋法， 在裂缝中每隔五皮 砖剔开一道砖缝， 每边长5 0 0 m m， 深5 0 m m， 每道缝 [ 下转第6 5 页] 一 63 问题研究 第3 1 卷2 0 1 3 年第4 期 总第 1 6 6 期 液压油需要时间比较长， 造成设备作业率下降。 ‘ 2 传动介质中的污染颗粒会对泵类元件和 阀类元件造成危害， 污染颗粒使泵的相对运动部 件 ， 如柱塞泵 的柱塞 和缸孔 、 滑履和斜盘 ， 叶片泵 中的叶片和叶片槽 、 转子端面和配油盘 ， 齿轮泵 中 的齿轮端面、 侧板齿轮和壳体等零部件， 产生磨损 或卡死； 对于阀类元件， 污染颗粒会加速滑动面和 控制孔口的磨损、 堵塞节流孔或阻尼孔， 从而使阀 的性能变坏或动作失灵， 造成设备故障或事故。 3 传动介质 中的颗粒 污染物会对液压缸造 成危害， 加速液压缸密封件的损坏， 增大泄漏量。 4 传动介质中污染颗粒会对造成轴承和轴 颈的严重磨损 ， 使摩擦阻力增加并导致旋转部件 的不平衡， 最终使轴承和轴失效。 5 传动介质中的污染颗粒可能堵塞精过滤 器导致液压泵吸空 ， 产生气穴或气蚀， 振动、 噪音 增大， 损坏液压件。 4 液压介质污染的控制措施 在长期的工作实践中， 不断总结经验 ， 为控制 液压传动介质污染采取了以下几方面措施 1 使用高清洁度的传动介质。 2 尽量减少新传动介质的周转途径。 3 在油箱上安装通气过滤器或气动安全阀。 4 检修时， 尽可能保证检修部位清洁 ， 使用 没有纤维屑的净布或短袜式的吸油材料清洗液压 元件和阀台。 5 禁止触摸液压缸的活塞及活塞杆， 防止脏 物的粘附和碰撞。 6 装配前认真冲洗 ， 尽可能达到高流速和 “ 紊流” ， 将残留污染赶出“ 窝点” 。 7 对于新安装或改装的液压系统， 投用前尽 可能保证足够时间的无负荷“ 跑合” 。 8 在满足生产工艺的前提下， 尽可能降低系 统工作压力， 以减小传动介质流动而造成的磨损。 9 选择适当的传动介质黏度。 1 O 保证良好的循环过滤系统 ， 定期清洗和 更换滤芯。 5 结束 语 在生产实践中， 通过对液压传动介质污染采 取控制措施 ， 有效延长了液压元件的使用寿命和 传动介质更换周期， 减少了设备故障， 创造了可观 的经济效益。现代液压技术与工业计算机相结 合， 促进了生产过程的高自动化和产品质量的高 精确度。液压传动系统对传动介质的清洁度有了 更高的要求， 对传动介质污染进行主动的维护与 控制， 是延长液压元件使用寿命和减少设备故障 的最佳有效途径， 对传动介质污染的主动控制也 就是对液压系统的主动维护。对传动介质污染的 主动控制不仅能减少设备故障和事故， 提高设备 作业率， 同时能降低工人劳动强度 ， 减少原材料与 备件消耗， 降低设备运行成本， 也是提高经济效益 的有效途径。 参考文献 【 1 】 雷天觉． 液压工程手册． 北京 机械工业出版社． 1 9 9 1 ． 2 0 1 2 - 0 2 - 2 4 收稿 [ 上接第6 3 页】 内埋人一根直径6 ra m的钢筋 ， 钢筋端部加直钩， 两 端伸人砖缝两侧， 然后用MI O 水泥砂浆灌缝 ， 采用 这种方法需注浆达到一定强度后再处理另一面， 防止因扰动而降低砂浆强度， 且应注意浇水调温、 养护。 2 采用钢筋混凝土块连接法， 在裂缝处， 每 隔8 l O 皮砖 ， 抽砖嵌入预制混凝土块， 四周清扫 干净， 润湿， 以MI O 水泥砂浆砌筑， 保证四周密实， 且按原砖墙法砌筑， 混凝土为C 1 5 ， 内配直径4 m m 钢筋， 其他部位以M I O 水泥砂浆填补密实。 3 采用拆砖重砌法， 在裂缝位置拆除2 5 0 m m 裂缝两侧均一样 长砖墙 ， 用比原设计等级高一 级的砂浆重新砌筑 ， 新老砌体按规范要求结合密 实， 注意拆除该处时， 应采取措施保障安全。 4 砌体内、 外两面敷贴钢筋网片， 配置穿墙 拉筋加以固定 ， 分层抹水泥砂浆或贴挂钢丝网抹 灰。 4 结语 综上所述 ， 笔者认为对于砌体结构墙体裂缝 应以预防为主。因为裂缝一旦出现， 处理是 比较 困难的， 有些工程处理后也不能完全达到预想结 果， 并且会带来一定的经济损失。 、 2 o 1 2 1 2 1 8 收稿 一 6 5