框架剪力墙结构填充墙的裂缝成因和防治

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhang16432780
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  摘要:本文通过在工程实践中观察分析剪力墙的填充墙体开裂情况,并结合有关文献资料和规范,总结出一系列防治措施,并在工程上应用得到不错的结果,以供同类型工程借鉴。
  关键词:剪力墙、填充墙、裂缝、斜裂缝,钢丝网、网格布
  中图分类号: TU398+.2 文献标识码: A 文章编号:
  现在高层小高层结构通常采用小型混凝土空心砌块、加气混凝土砌块、伊通砖来作为墙体围护、分隔材料,这些材料作为替代粘土砖的新型墙体材料,无论是自重轻、经济、节能、防火等方面都有很大的优势,但是填充墙结构比较容易出现裂缝,一定程度上影响美观和使用功能,这是我们需要克服的。
  一、裂缝的外观形式
  作为填充墙结构,其裂缝不外乎几种外观类型:(1)与框架梁墙交界处的周界裂缝。(2)墙体45度的斜裂缝。(3)阶梯型的锯齿裂缝。(4)不规则裂缝。(5)沿管线的直线型裂缝。
  二、原因分析和对策:
  (1)与框架梁墙的交界裂缝。
  此种裂缝原因主要是砌体收缩和温度变化导致的变形不一致引起的。分为和混凝土墙体和填充墙体之间的竖向裂缝和砌体顶面与梁的水平裂缝。
  砌块和混凝土结构作为两种不同性质的材料,其收缩性必定不同,以加气混凝土砌块和混凝土相比,混凝土线膨胀系数r=10~14х10-6mm/m••℃,而加气混凝土砌块的线膨胀系数为r=8х10-6mm/m••℃,故两者在温度变化时变形不一致,导致接缝处开裂。另外,轻骨料混凝土砌块是采用炉渣,火山渣等轻骨料和胶凝材料组成的,轻骨料本身具有强度小,容重轻的特点,在混料中难以形成骨架抵抗胶凝材料的收缩,为此,轻集料混凝土砌块的收缩变形要比烧结砖大得多。现场使用的砌块必须达到龄期,因为混凝土砌块收缩在早期(出厂28天后)可完成50~60%以上,余下的要有一段时间才能完成。砌块的含水量也是比较重要的因素,加气混凝土砌块要求隔夜浇水湿润即可,伊通砖严禁浇水,只要在室内打开包装膜,让其干燥即可使用,这样才能有效控制其干缩变形。
  砌筑砂浆也是一个关键性因素,首先砂浆强度要符合要求,对于砌体的端头缝一定要嵌填密实,这样才能有效防止砂浆收缩开裂,端头缝的大小也要符合规范要求,过大则变形大,过小则不易填实。
  墙顶面与框架梁交界处的裂缝往往是由于砌筑工艺和顶部塞缝不密实所致,按照现行规范要求,严禁砌墙一次到顶,顶部留缝可以镶砌斜砖或用水泥砂浆嵌填密实,当然这适用于小型混凝土空心砌块和加气混凝土砌块,伊通砖是采用墙顶、墙侧填泡沫棒,打发泡剂填塞的。规范规定顶部填砖、塞缝必须等墙体施工完两周后才能进行,填塞过早,或嵌填不密实,致使砌体收缩还没有稳定,填塞不实导致的砂浆开裂是墙顶缝发生的根本原因。
  其实,规范早就对于墙体开裂成因制定了一些很有效的对策,按墙高500间距在在砌块水平缝里设置2ф6的钢筋或钢筋网片,沿框架或剪力墙与填充墙交界面黏贴钢丝网或耐碱网格布,都是一些有效抵抗墙体开裂的有效措施,当然,好的方法还得有良好的施工质量才能得以保证,拉结筋的长度、规格、间距必须达到设计要求,砌筑砂浆强度必须达到设计要求,且不得在强度达到以前进行敲打、剔槽等有振动的施工项目,黏贴钢丝网、网格布的宽度应该达到结构墙、填充墙上各有25cm的宽度,且黏贴必须牢固。而且,由于是两种材料的结合部,对温度变化敏感,表面批嵌宜采用弹性腻子批嵌,才足以杜绝开裂。
  (2)墙体45度斜向裂缝影响因素:
  材料温度变形系数差异:如前所述,钢筋混凝土温度变形系数较小,砌块大多变形系数相对较大,故而温度变化时,导致两种材料变形不同步,从而产生拉应力和压应力,特别是温度下降导致的拉应力的产生,当大于砌块的抗拉强度时,裂缝就出现了。如同基础底板开裂的原理相同,相对约束较小的墙体顶部比较容易先出现裂缝。
  温度变化引起主拉应力的产生,由于现在墙体砌筑工艺中的拉结筋,剪力墙、填充墙连接处的钢筋网片的设置,形成了共同受力系统,在一定程度上限制了墙体的收缩变形。当外界气温升高时,砌体和结构墙体之间产生压应力,这种压应力不至于对强度合适的砌体产生破坏作用,但一旦气温下降,则在顶部钢筋网片和侧向拉结筋,钢筋网片的两个方向拉力作用下,就会产生近似45度方向的主拉应力,超过墙体承受极限后墙体开裂。
  填充墙的形状和尺寸:材料温度变形的幅度显而易见是和长度成正比的,若填充墙尺寸增大,相应的变形也就越大,在受到约束前题下产生的应力也是越大的,增大了开裂产生的几率。
  砌体的砌筑质量;毫无疑问,砌体的抗拉强度,材质的均匀性、砌筑砂浆的质量和工艺的合理性,都会影响砌体的整体抗拉强度,进而直接影响到整个墙体的抗裂性能。
  结构变形:结构变形当然是很重要的一个因素,建筑物的不均匀沉降直接在框架、剪力墙产生杆件变形,造成对填充墙的挤压、剪切,达到墙体极限承受能力墻体即告破坏。结构超载或强度刚度不足造成梁板弯曲变形,也会造成裂缝,但比较罕见。
  下面着重分析下温度变化导致的斜裂缝的治理措施
  对于填充墙结构而言,存在一个气温变化的临界温度,当低于这个温度时,整个填充墙相对于钢筋混凝土墙产生收缩,如上所述,在墙体上端钢丝网片拉力和拉结筋、侧向钢丝网拉力共同作用下产生合力,达到砌体的抗拉应力承受值时,在垂直于合力方向,在砌体相对薄弱部位产生斜裂缝,这种斜裂缝成近似直线状,当砌体的砂浆或粘结剂强度不足时也会出现阶梯状,裂缝往往由墙顶部延伸下来,但由于底部导墙的约束,很难延伸到底部。
  对于此种裂缝,防治措施主要如下:
  控制填充墙的砌筑质量:首先确保砌筑原材料的质量,一定要选择品质良好、材料均匀,各项复验指标均达到要求的砌块和粘合剂。其次砂浆必须按照设计配合比进行调配,并且充分搅拌均匀,伊通砖的粘结剂必须合乎质量要求。砌体砌筑时,砌块的含水量必须严格控制,砌块干燥导致的的过度吸水,回事砂浆强度不足,而含水量太大,则干缩后必然引起开裂。
  控制抹灰温度,根据温度对裂缝影响的因素,墙体粉刷应在较低气温下进行,夏季高温施工其实不是很好的选择,就工程实例而言,很多高温天气粉刷的墙面开裂、空鼓现象比较普遍。
  以技术措施减短填充墙的长度和高度:通过减短剪力墙长度和高度来减少温度变化时应力的大小,从而降低裂缝发生的概率。通常情况下,砌体按照规范要求,高度达到4米应设圈梁,墙体长度大于5米应设构造柱,所以一般就住宅而言,填充墙的长度高度绝对不会突破这些尺度,但是按照工程实践情况来看,裂缝的确是长墙居多,所以3米以上就存在开裂的可能性,宜设置构造柱抵抗开裂。
  设置斜向钢板网:该技术预防措施的效果最为明显,主要方法是在墙体粉刷施工前,沿两顶角平分线45度布设钢板网,一般情况下,钢板网下部超过填充墙对角线10~15厘米即可,宽度一般按照设计骑缝钢板网宽度。
  (3)阶梯形裂缝
  已见前述,不再赘述。当然,施工荷载诸如敲打、振动也是引起此类裂缝的原因。根本原因是砌筑砂浆、粘结剂强度不足。
  (4)不规则裂缝
  此种裂缝多是粉刷开裂引起的,这个原因也可以是多种的,可能是一次性抹灰太厚,也可能基底处理不当,粉刷起壳导致开裂,或者是外表面撒了干水泥,水泥收缩形成龟裂。还有就是气温骤降,引起粉刷面收缩开裂。
  (5)沿管道的墙面裂缝
  这类裂缝往往与管道埋入墙体深度不足有关。或者是补槽深度过大,一次填塞引起砂浆收缩导致开裂,或者是补槽前未能清理,导致结合不良,导致开裂,日久将导致脱落。
  三、裂缝的修整
  无论是何种外观的裂缝,凡是经鉴定,墙体材料,粘结材料质量不合格的必须拆除,粉刷砂浆强度低,粉刷空鼓起壳的必须铲除,这是治理墙面开裂的基础。
  整修墙面开裂必须诊断出墙面开裂的真实原因。首先,要判断是否是结构性质的裂缝,对于沉降不均匀引起的裂缝,判定依据主要是沉降观测报告,而且,不均匀沉降引起的裂缝往往不仅仅涉及填充墙,结构梁、墙、柱也会出现裂缝,斜裂缝一般发生在建筑物纵墙的两端,或建筑物的中部以及建筑物的阳角。多数裂缝通过窗口的两个对角,裂缝向沉降较大的方向倾斜,倾斜角度在45°左右,裂缝多呈平行分部;并由下向上发展,裂缝多出现在底层墙体,向上逐渐减少,裂缝宽度自下而上逐渐变小。沉降引起的墙面裂缝,首先要在勘察设计这一关进行把控预防,这里就不再展开了。当然在施工方面要强调地基验槽工作和基础底板施工质量,避免在建筑物旁非对称性开挖等。对于这种类型的裂缝,一经确诊,没有后续发展的,可以直接粉刷进行弥补;形成危害的,必然要从结构方面先行修整,首先要进行地基加固处理,如对沉降较多的一侧进行补桩、增加托梁,地基进行压密注浆等强化地基承载力等手段进行处理,对于墙体有严重损害的,还需要对墙面敷设双面钢筋网片,然后灌细石混凝土或抹水泥砂浆进行补强。室内修整工作,必须待沉降稳定后方可进行,在过程中还可以在裂缝两侧黏贴应变片以观察裂缝是否有变化,这也是确定室内修整时间的的依据之一。一般的此类裂缝可待沉降稳定后,都需要进行填缝或结构压密注浆以填塞裂隙,然后再进行粉刷修整。填缝可采用一般水泥砂浆或配筋水泥砂浆,先剔槽,清理槽孔,填入1:3水泥砂浆或比砌筑砂浆高一个标号的水泥砂浆,或掺入107胶水的聚合物砂浆,配筋砂浆则每隔4~5皮砖,嵌入钢筋,再如上述方法嵌填砂浆。灌缝修补是用压力设备将水灰比0.7~1.0的水泥浆液压入墙体,使墙体粘合。随后可以进行墙面粉刷修整。
  温度变化引起的裂缝不影响结构安全,但在外墙可能会引起渗漏,曾经在一个项目上,墙体采用砂加气砌块砌筑,外墙贴面砖,发生渗漏只需要进行表面修饰即可,墙面并无开裂,仅仅是粘结剂不密实引起的,可见如果开裂那渗漏的概率将大大增加,所以有必要的話,在外墙满钉钢板网,可以有效抵抗墙面开裂。恰恰又是该工程,内纵墙倒是在顶层部位出现裂缝,对此我们后来采用抗裂砂浆进行粉刷,取得良好效果。对于墙面腻子配比一定要讲究,胶水摻量过少,往往是首先抵抗不住开裂的。修补已开裂的墙面,一定要用增强型网格布,选用弹性腻子进行批嵌,一般能取得不错的效果。
  对于管线开槽引起的裂缝,必须对埋置深度不正确的管道进行整改,对于墙体松动的部分必须剔除重做,在重新补槽时,切不可忘记在填槽后管槽外侧钉钢丝网再进行粉刷,能彻底防止裂缝的发生。
  结束语:
  墙体一般不影响使用功能,但是至少影响美观,所以,应力求避免出现。关键是,需要了解裂缝的成因,从设计上、施工工艺上多方面进行避免,事实证明,墙体裂缝是可防、可治,可修的。
  参考文献:
  《砌体结构设计规范》GB50003-2001 中国建筑工业出版社 2000年
  《砌体工程施工质量验收规范》GB50203-2002中国计划出版社2011年
   张廷荣 《建筑工程抗裂堵漏方法与实例》 河南科学技术出版社2001年
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