一、前言
建筑磚砌體裂縫不僅種類繁多,形態(tài)各異,而且較普遍,輕微者影響建筑物美觀,造成滲漏水,嚴重者降低建筑結(jié)構(gòu)的承載力、剛度、穩(wěn)定和整體性、耐久性,甚至還會導致整體倒塌的重大質(zhì)量事故。因此,正確分析原因、切實加以防治十分必要,十分迫切。就實踐談幾點常見建議。
二、溫差變形引發(fā)的磚砌體裂縫
這類裂縫較典型和普遍的是建筑物(特別是那些縱向較長的)頂層兩端內(nèi)外縱墻上的斜裂縫,其形態(tài)呈“八”字或“X”型,且顯對稱性,但有時僅一端有,輕微者僅在兩端1-2個開間內(nèi)出現(xiàn),嚴重者會發(fā)展至房屋兩端1/2縱長范圍內(nèi),并由頂層向下幾層發(fā)展。此類型縫對那種剛性屋面平屋頂、未設(shè)變形縫、隔熱層的房屋,更易發(fā)生。產(chǎn)生的直接原因是混凝土結(jié)構(gòu)屋面的伸縮變形牽引其下磚砌體超過其材料抗拉強度的結(jié)果。具體的機理可認為是:在陽光照射下(特別是南方地區(qū))屋面板溫度可高達60-70攝氏度,而在其下的磚砌體僅為30-35攝氏度,如此大的溫差,加上混凝土膨脹系數(shù)比磚砌體近似大一倍,則根據(jù)王鐵夢《建筑物的裂縫控制》一書中提出的計算理論和公式,可計算出砌體中的主拉應(yīng)力。設(shè)砂漿強度M5.0、磚強度Mu7.5時,則其沿灰縫截面破壞時的軸心抗拉、抗剪強度設(shè)計值僅為0.14Mpa和0.12Mpa,而沿齒縫通縫的彎曲抗拉強度僅為0.25Mpa和0.12Mpa,則溫差引起的砌體主拉應(yīng)力大于砌體本身抵抗力的50%-300%不等。又加上房屋兩端為“自由端”,水平約束力小,上部砌體垂直壓力較小,如無相應(yīng)措施上述裂縫在所難免。當屋面向兩端熱脹時,致使下部砌體出現(xiàn)正“八”字縫,當冷縮時,就出現(xiàn)倒“八”字縫,一脹一縮則易出現(xiàn)“X”字縫。其防治的主要方法:一是減緩消除熱脹冷縮動力源,如設(shè)隔熱層、變形縫;二是增強相關(guān)砌體抗力,如提高砂漿強度,提高飽滿度,空斗改實砌,加筋砌體,加設(shè)構(gòu)造柱;三是提高抹灰的抗裂能力(對于不影響結(jié)構(gòu)安全的縫)。
例如某市一樓房,磚混7層,面積4901m2,建于1994年10月-1996年4月,縱長56m,未設(shè)變形縫,屋面為多孔板灌縫找平后加小青瓦坡屋面防水,兩側(cè)縱長為寬2m現(xiàn)澆屋面板并作排水檐溝使用,當年夏季過后即發(fā)現(xiàn)東西兩端頂層邊套邊間縱墻出現(xiàn)約45°斜裂縫。為此,決定先作石膏試餅觀察,及至1997年夏季后裂縫加劇,并由邊間向內(nèi)二三間發(fā)展、頂層向六、五層發(fā)展。在查明施工、設(shè)計及現(xiàn)狀后即采取了對癥措施:1、以每套為獨立元,將屋面板間正對的每套之間的多孔板端縫,重新切開留縫;2、將相對此端縫的現(xiàn)澆檐溝板切縫分開(減緩了動力源);3、將其內(nèi)一道空斗縱墻干脆拆除改實砌;4、在不明顯影響結(jié)構(gòu)安全的縫部位,鏟除原抹赤后加鋼絲網(wǎng)片,再用高標號水泥砂漿粉刷修補。一年后再檢查未見變化。
又如在此事例教訓下的該單位第二幢樓房,磚混7層,面積6037m2,建于1996年6月-1998年6月,為防治上述裂縫,在六、七層的兩端1/3縱長上加設(shè)必要的構(gòu)造柱,提高砌筑砂漿強度到M5.0,全部實砌處理,至今檢查未見此類裂縫出現(xiàn)。同理,溫差裂縫尚有屋面結(jié)構(gòu)與其下相應(yīng)砌體之間的水平縫,包角水平縫,沿窗上下角水平縫,女兒墻根部水平縫以及出現(xiàn)在靠近外給墻的橫墻上的內(nèi)高外低斜裂縫等等。對于出現(xiàn)這類斜裂縫一般為:上幾層多于下幾層,輕微者僅在靠外墻端約0.5-1.0m位置上,有1-2條縫而已,嚴重者可達橫墻1/3跨度及各層都有,尤其是那種層層設(shè)混凝土梁(如圈梁)和縱橫墻交角設(shè)混凝土柱(如構(gòu)造柱)的房屋,其產(chǎn)生裂縫的機理可以認為是:由于外墻柱及橫墻(包括填充墻)上下梁均為混凝土結(jié)構(gòu),其線膨脹系數(shù)大于磚砌體近一倍,再加上溫差效應(yīng),受熱脹時,柱向上伸長(下有地基約束),梁向外墻伸長(內(nèi)約束大于外端),于是在橫墻端部產(chǎn)生豎、橫向拉應(yīng)力σy和σx合力為主拉應(yīng)力σr,約45°,當σr超過砌體抵抗強度時,裂縫就出現(xiàn)了。與此同理出現(xiàn)的尚有如窗角“八”字縫以及沿窗上下腳的水平縫等。防治這類縫的有效措施是加設(shè)混凝土窗臺盤,它不僅可以防裂縫,還可有有效地解決鋁合金等窗框安裝配合問題,防止窗周滲漏水。