砖混结构建筑墙体的抗拉、抗剪能力比较低,容易在局部产生裂缝,损害建筑物整体性和使用功能,甚至危及安全。砖混结构墙体裂缝主要有地基不均匀沉降裂缝、温差裂缝及结构性裂缝三类。
一、地基不均匀沉降裂缝
(一)裂缝产生的部位和形状
不均匀沉降裂缝首先产生在房屋底层,严重的可能发展在两层以上,并伴有地面开裂和房屋倾斜。墙体产生下宽上窄的竖缝。在端部、门窗洞口对角产生斜缝、八字缝及水平包角缝。裂缝一旦出现,随着地基不均匀沉降的发展,裂缝逐渐加宽、延长。
(二)裂缝引发的原因
1.地基土质软弱不均。建筑地基局部土质不均匀,受压后必然产生过量的不均匀沉降。
2.地基处理不当,基础设计不合理。建筑荷载必然对地基产生较大的附加应力,对承载能力低,变形大的软弱地基,应进行加固处理,提高地基承载能力。基础设计要根据上部荷载与地基土质情况,考虑地基的浅基或桩基础。
3.建筑体型布置不合理。为了追求建筑造型,建筑平面开头复杂,转折多变;房屋过长,长高比较大;建筑立面高低起伏,荷载差异较大;开设大门大窗,墙体被削弱。
4.地基含水量不正常变化。因周围某些条件变化,使建筑地地下水位升高,或上下管道渗漏,地表水渗入建筑地基,长期浸泡,土质软化甚至冲刷淘空,导致不均匀沉降。
5.建筑物使用不当。随着改变房屋用途,增大荷载,在室内地面堆放超过设计要求的活荷载,使地基附加应力剧增,导致建筑物不均匀沉降,墙体开裂。
(三)防治措施
1.房屋建筑工程应先勘察后设计。在进行建筑设计之前,应对工程地质进行详细勘察,查明地基土质情况、分布范围、承载力大小,地下水位等水文地质条件,然后按照安全可靠、经济合理,技术先进、方便施工等要求,进行全面分析,权衡利弊,确定合理的建筑布局和结构类型,以便使上部结构,与地基相互影响,共同工作。对软弱地基和不均匀地基尤其如此。
2.减轻建筑结构自重。地基压缩变形大小与上部荷载值成正比。因此,减轻结构自重是降低基底附加应力,减少沉降的有效措施,对于基础,可以选用自重轻,覆土少的基础形式,如宽基浅埋,空心基础,薄壳基础甚至箱形基础;或设置地下室半地下室,采用架空地板,取代室内填土。对于上部结构,可以选用预应力、轻钢结构和单位容重少的轻质墙体材料,以减轻对地基的压力,减少地基沉降。
3.合理布置建筑体型,建筑平面形状应力求简单,纵墙拉通,避免转折多变,凹凸复杂。建筑立面应尽量避免高低参差,荷载差异大,或开设过大的门窗洞口,削弱墙体。使房屋建筑质量重心与刚度中心基本一致,提高房屋自身抵抗不均匀沉降的能力。
4.增强建筑物的整体刚度。
(1)增强房屋纵向刚度。不均匀沉降使房屋产生纵向弯曲,纵墙应尽量避免转折,中断、开设过大的门窗洞口,横墙间距不宜过大,且与纵墙牢固连接。
(2)控制建筑物的长高。长高比愈小,建筑刚度就愈大。对于软弱地基,三层以上房屋,长高比不宜大于2.5。
(3)设置沉降缝。在长度较长的建筑适当位置、平面转折、高低参差、荷载差异大、地基或基础类型改变的部位,设置沉降缝或连接走廓,从屋顶到基础断开,把建筑划分成若干个刚度较大,长高比较小自成沉降体系的单元。
(4)在基础和楼盖下的墙顶上设置平面闭合的钢筋混凝土圈梁(或钢筋砖带),或采用现浇楼盖,以增强房屋建筑的整体性。
(5)加强基础的刚度。对于软弱和压缩性很不均匀地基上的建筑物,或以根据上部结构荷载情况,采用刚度较大的基础类型,如钢筋砼十字交叉条形基础,筏片基础甚至箱形基础。
5.调整各部分荷载分布。对于较大高度(或荷载)差异的建筑,要合理布置重、高部分的荷载;采用纵横墙混合承重形式和不同的基底宽度,以合理调整建筑物各部分不均匀沉降。对于不均匀沉降要求比较严格的建筑物,必要时可选较小的基底应力,加大基层面积进行设计。
6.对于大面积堆载的单层库、房,宜采用静定结构,防止墙体开裂。
7.新老或相邻两建筑物之间应保持一定距离,避免对地基产生新的附加应力和应力叠加,引起不均匀沉降。
8.增强门窗洞口强度。在门窗洞口两边设置钢筋砼门框;为防止底层窗台墙反向弯曲变形开裂,可在窗台墙上部砌体内配置适量钢筋。
9.合理安排施工顺序。对立面高低悬殊,荷载变化较大的房屋,应分期分段组织施工。一般应先建荷载较重的高层,后建较轻的低层;先建深基础,后建浅基础,避免增加新的附加应力。
10.按设要求正确使用房屋。房屋竣工后,不宜随意改变房屋的使用功能,增大使用荷载或任意加大地面厚度,防止地表水渗入地基。
二、温差裂缝
(一)裂缝产生的部位和形状
温差裂缝一般在房屋顶层端部一至两个开间纵横墙上产生,在顶层梁底下端部开间四周墙上形成一圈水平缝。而在门窗洞口对角产生斜缝、八字缝。裂缝上宽下窄。温差裂缝的显著特征就是裂缝宽度随意温度升降变化面张合。
(二)引发裂缝的原因
1.砼与粘土砖砌体性能差异。由于砼与砖砌体二者线膨胀系数不同(砼线膨胀系数为10×10-6),而砖砌体的线膨胀系数为5×10-6,在温差影响下,砼屋差产生的热胀冷缩变形比较大,而砖墙的变形则小变得多,二者之间有产生相对位移的趋势,致使房屋端部砖墙内产生拉力和剪力,使截面突变,应力集中等薄弱部位的墙体被剪、拉应力剪断、拉裂、产生裂缝。
2.温差大小是裂缝的主要因素,温差裂缝的大小与环境温度差成正比,温差大的裂缝较大,温差小的裂缝较小;屋面保温隔热效果好的裂缝小,保温隔热差的裂缝较大。
3.与墙体门窗开洞大小有关,砌体强度高,施工质量好,抗拉、抗剪能力强,裂缝就轻微。
4.与砌体强度、施工质量有关。砌体强度高,施工质量好,抗拉、抗剪能力强,裂缝就轻微。
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