论砖混结构房屋地基不均匀沉降裂缝的控制
关键词:砖混结构;地基;裂缝;措施
引言
近年来，因砖混结构房屋其造价较低，一般民用建筑中,其具有较好的隔热、隔音性能，被广泛采用。但其砌体强度较小，结构自重大，砂浆和砖石之间的粘结力较差，抗拉、抗弯和抗剪强度较低，砌体易于开裂。砖混结构房屋墙体的抗拉、抗剪能力较低,地基不均匀沉降易在墙体局部产生裂缝。这种裂缝较为常见,已损害到建筑物整体性、适用性及耐久性,甚至危及到安全。裂缝处理耗时费力,易引起用户投诉。正确分析其成因并有效地治理,在今后建设中吸取经验教训,采取积极的预防措施,对防止和减缓砌体地基不均匀沉降裂缝意义重大。
1砖混结构地基不均匀沉降裂缝的类型
1.1八字形裂缝
建筑物中部沉降过大,则在房屋两端附近由下往上形成正八字缝;当两端沉降过大,则形成两端由下往上的倒八字缝。这种裂缝对称的发生在纵墙的两端,在端部门窗对角产生约45度角裂缝,裂缝较高一端对应沉降较大处,上部裂缝窄,下部裂缝宽。
1.2斜裂缝
墙体某一端下沉过大时形成斜裂缝,裂缝较高一端对应沉降较大处;在沉降变化剧烈处附近产生的斜裂缝一般都出现在纵墙上,通过门窗洞口处裂缝较宽;严重时横墙上也可能出现。
1.3墙体竖缝
底层中部窗台处竖缝;窗台下角竖缝;当外纵墙凹凸的交接处竖缝;纵墙顶部竖缝向下延伸,严重时可贯穿房屋全高;这种裂缝一般是上宽下窄。
1.4墙体水平裂缝
一般在窗间墙的上下对角处成对出现,沉降大的一边裂缝在下,沉降小的一边在上;有的出现在窗台下角,靠窗口一端裂缝较宽;地基浸水造成附近墙体的通长水平裂缝,上下墙体错位。
2砖混结构地基不均匀沉降裂缝成因
2.1影响地基不均匀沉降的原因
(1)地基软弱不均或地基处理不当;(2)基础设计不合理,底面积过小或刚度不足;(3)建筑平面复杂,转折处地基附加应力重叠;(4)房屋长高比过大;建筑高低或荷载差异较大;墙体被大洞口削弱;(5)地基含水量变化:地下水位升降;上下水管道渗漏或雨水下渗;湿陷性黄土地基浸水湿陷;冻土冻涨;(6)改变房屋用途增大荷载,地面堆载过大;(7)新建房屋距离原有房屋太近,基坑不支护。(8)地震造成地基震陷或砂土液化。
2.2地基不均匀裂缝成因
(1)八字形及斜裂缝:地基受到上部传递的压力,中部压力相互影响高于边缘处相互影响,以及边缘处非受载区地基对受载区下沉有剪切阻力等共同作用的结果,使得地基反力在边缘区较高。这种作用使建筑物形成中部沉降大、端部沉降小的凹形弯曲,产生正弯距。结构中下部受拉,端部受剪,墙体由于弯剪主拉应力破裂,裂缝呈正八字形。当中部地基坚硬而端部软弱或由于荷载相差悬殊,建筑物端部沉降大于中部时,沉降分布曲线将成凸形,形成负弯距,主拉应力引起倒八字裂缝或斜裂缝,其裂缝高的一端指向沉降大的一端。当未留设沉降缝时,在高低交接部位层数低的部分产生裂缝,并向上朝着层数高的荷载重的部分倾斜。(2)竖向裂缝:在已有建筑物附近新建建筑物或当纵横墙交点处沉降过大时,则在窗台下角形成上宽下窄的竖缝;外纵墙凹凸时由于一侧的不均匀沉降,导致在此处产生水平推力而组成力偶,造成交接处竖缝;荷载悬殊时在纵墙顶部中央出现竖缝;当底层窗台过宽时荷载由窗间墙集中传递,致使窗下墙在地基反力作用下产生反向弯曲引起窗台中部的竖向裂缝;(3)由于地基局部塌陷时墙体中上部受压并形成“拱”,中下部开裂区的墙体自重作用造成垂直方向拉应力形成水平裂缝,越靠近地基和门窗孔越严重,在黄土地基浸水地面塌陷时一层墙体水平通缝严重。
3砖混结构地基不均匀沉降裂缝的诊治
3.1诊治原则
应由经验丰富的设计、施工、监理人员共同展开现场调查,进行资料分析,会议讨论,统一认识,划清责任后及时处理。应查明砌体结构裂缝的原因,观测裂缝的变化规律,鉴别裂缝的性质,判断要有根有据,以理服人,忌随意现场乱下结论。要明确裂缝的处理目的,选择裂缝的处理方法和处理时机,从消除裂缝因素着手,防止治理后再次开裂。
3.2诊断方法
(1)资料调阅:设计施工图、设计变更和施工资料、监理资料是否相符;检查施工图有无防裂设计内容和其它易导致产生地基不均匀沉降裂缝的设计缺陷;再检查是否按图施工,材料是否满足设计要求,施工质量及工艺是否满足验收规范要求。(2)工程现场调查:工程实体是否和设计图纸、施工资料以及监理资料相符;工程质量较差时对墙体进行强度检测;地基有无浸水现象;地基是否均匀,地基处理方法是否得当;施工时有无堆载;建筑的使用条件是否发生变化;调查裂缝开裂时间及发展变化;对建筑裂缝绘图或拍照进行记录。(3)裂缝的鉴定:地基不均匀沉降裂缝出现的时间大多数在房屋建成后不久,少数工程在施工期间明显开裂,严重的不能竣工。裂缝一旦出现,随着地基不均匀沉降和时间增长的发展,裂缝逐渐加宽、延长、加多。一般在地基变形稳定后裂缝不再变化,极个别的地基产生剪切破坏,裂缝发展导致建筑物倒塌。裂缝位置多数出现在房屋底层,少数可发展到2~3层;发生于房屋中下部的裂缝较上部宽度大,并伴有地面开裂和房屋倾斜;对等高的长条形房屋,裂缝大多出现在两端附近;其他形状的房屋,裂缝都在沉降变化剧烈处附近;裂缝随时间长期变化,裂缝宽度较宽,有时宽至数厘米。建筑物的变形用精确的测量手段测出沉降曲线,在该曲线曲率较大处出现的裂缝是沉降裂缝。受力裂缝、温度收缩裂缝和地基不均匀沉降裂缝既可以单独出现也可以某两种同时出现,严重时三者均可能出现,具体是哪种裂缝要以工程实践经验为基础,从裂缝位置、形态特征、开裂时间、发展变化、建筑特征、使用条件和建筑变形等方面去鉴定。根据调查结果,抓住最主要影响因素就可界定是否沉降裂缝,应防至错判或误判。
3.3裂缝的治理
治理的原则是根据裂缝发展的速度、部位、程度决定是表面处理还是加固处理。可在裂缝处嵌抹石膏饼观察一段时间,若其形态完整无损,说明裂缝稳定,可采取治理措施,若裂缝长期发展,则应先加固地基基础再进行裂缝治理。墙体裂缝的治理方法有水泥砂浆或树脂砂浆填缝密闭法;表面覆盖法;砖墙加筋锚固法;水泥重力或压力灌浆;局部拆除重砌;裂缝较宽数量较多时采用钢筋水泥夹板墙处理。
4地基不均匀沉降裂缝的预防措施
4.1设计预防措施
设计单位和施工图审查单位应有关于砖混结构防裂设计的主要技术措施;设计人员应主动运用结构概念设计进行防裂设计。具体内容有(1)先勘察后设计;选择合理的地基处理方法;(2)建筑物的体型力求简单;(3)在建筑物平面转折处、建筑高度荷载突变处、地基土软硬交界处设置沉降缝;(4)减轻结构自重;(5)增强建筑物的刚度和强度:长高比不宜大于2.5;设置封闭圈梁和构造柱,增强顶层和底层圈梁;合理布置纵横墙、采用刚度大的基础形式;底层门窗、地沟洞口周边设置钢筋砼边框;基础部位设基础梁;窗台墙下部砌体内配置适量钢筋。(6)沉降变形验算应符合规范并提出沉降观测要求;(7)新老建筑物基坑进行支护设计。
4.2施工预防措施
施工单位应严格按图施工,合理安排施工顺序。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。无基坑支护设计时严禁盲目开挖,基槽清理一定要到位;钻孔混凝土搅拌桩在打桩钻孔时清孔要彻底;遇到地基不均匀或地基土含水量大、地下探查出坑道、坟墓、窑洞、古井或地基沉降观测异常时必须通知设计单位处理。严禁堆载过大,做好施工期间防水工作,施工完毕及时清理埋设的临时管线。
4.3监理预防措施
监理单位应有关于防止或减轻墙体开裂的主要监理措施,确保设计、施工技术措施落到实处。把好材料和技术关,对施工中不符合要求的严令整改;监理单位也应对项目监理部人员加强管理和监督,禁止监理人员向施工单位推销建材,承揽分包工程,接受施工单位的好处。
避免监理流于形式,发现问题及时和业主、设计、施工单位沟通,主动解决问题。
5结束语
工程建设各方均应认识到砖混结构的地基不均匀沉降裂缝虽不可避免,但只要各方均采取必要的预防措施并付诸实施,裂缝的有害程度就可以得到有效控制。房屋竣工后,使用单位不应随意改变房屋的使用功能,增大使用荷载,应防止地表水、管道漏水渗入地基。只要正常使用,定期维护,就可以防至和减轻地基的不均匀沉降裂缝产生