孟憲忠
(河北省邢臺(tái)縣建設(shè)局,河北 邢臺(tái)054001)
引起砌體結(jié)構(gòu)墻體裂縫的因素很多,既有地基、溫度、干縮,也有設(shè)計(jì)上的疏忽、施工質(zhì)量、材料不合格及缺乏經(jīng)驗(yàn)等.根據(jù)工程實(shí)踐和統(tǒng)計(jì)資料這類裂縫幾乎占全部可遇裂縫的80%以上.而最為常見的裂縫有兩大類,一是溫度裂縫,二是干燥收縮裂縫,簡稱干縮裂縫,以及由溫度和干縮共同產(chǎn)生的裂縫.
溫度的變化會(huì)引起材料的熱脹、冷縮,當(dāng)約束條件下溫度變形引起的溫度應(yīng)力足夠大時(shí),墻體就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫.溫度裂縫是造成墻體早期裂縫的主要原因.這些裂縫一般經(jīng)過一個(gè)冬夏之后才逐漸穩(wěn)定,不再繼續(xù)發(fā)展,裂縫的寬度隨著溫度變化而略有變化.
燒結(jié)粘土磚,包括其它材料的燒結(jié)制品,其干縮變形很小,且變形完成比較快.但是干縮后的材料受濕后仍會(huì)發(fā)生膨脹,脫水后材料會(huì)再次發(fā)生干縮變形,但其干縮率有所減小,約為第一次的80%左右.這類干縮變形引起的裂縫在建筑上分布廣、數(shù)量多、裂縫的程度也比較嚴(yán)重.另外不同材料和構(gòu)件的差異變形也會(huì)導(dǎo)致墻體開裂.
對(duì)于燒結(jié)類塊材的砌體最常見的為溫度裂縫,而對(duì)非燒結(jié)類塊體,如砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體,也同時(shí)存在溫度和干縮共同作用下的裂縫,其在建筑物墻體上的分布一般可為這兩種裂縫的組合,或因具體條件不同而呈現(xiàn)出不同的裂縫現(xiàn)象,而其裂縫的后果往往較單一因素更嚴(yán)重.
砌體屬于脆性材料,裂縫的存在降低了墻體的質(zhì)量,同時(shí)墻體的裂縫給居住者在感觀上和心理上造成不良影響.因此加強(qiáng)砌體結(jié)構(gòu),特別是新材料砌體結(jié)構(gòu)的抗裂措施,已成為工程量、國家行政主管部門,以及房屋開發(fā)商共同關(guān)注的課題.
此處提到的墻體裂縫寬度的標(biāo)準(zhǔn)(限值),是一個(gè)宏觀的標(biāo)準(zhǔn),即肉眼明顯可見的裂縫,砌體結(jié)構(gòu)尚無這種標(biāo)準(zhǔn).但根據(jù)德國資料,當(dāng)裂縫寬度≤0.2mm時(shí),對(duì)外部構(gòu)件(墻體)的耐久性是不危險(xiǎn)的.
對(duì)砌體結(jié)構(gòu)來說,墻體的裂縫寬度還涉及到可接受的美學(xué)方面的問題.它直接取決于觀察人的目的和觀察的距離.
長期以來人們一直在尋求控制砌體結(jié)構(gòu)裂縫的實(shí)用方法,并根據(jù)裂縫的性質(zhì)及影響因素有針對(duì)性的提出一些預(yù)防和控制裂縫的措施.
長期以來,人們對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的各種裂縫習(xí)以為常,設(shè)計(jì)者一般認(rèn)為在強(qiáng)度方面作必要的計(jì)算后,絕大部分引用國家標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)圖集,很少單獨(dú)提出有關(guān)防裂要求和措施,更沒有對(duì)這些措施的可行性進(jìn)行調(diào)查或總結(jié).
我認(rèn)為這是最為重要的原因.《砌體規(guī)范》的抗裂措施,如溫度區(qū)段限值,主要是針對(duì)干縮小、塊體小的粘土磚砌體結(jié)構(gòu)的,而對(duì)干縮大、塊體尺寸比粘土磚大得多的砼砌塊和硅酸鹽砌體房屋,基本是不適用的.在這方面,國外已有比較成熟的預(yù)防和控制墻體開裂的經(jīng)驗(yàn),值得借鑒:一是在較長的墻上設(shè)置控制縫(變形縫),這種控制縫和我國的雙墻伸縮縫不同,而是在單墻上設(shè)置的縫.該縫的構(gòu)造既能允許建筑物墻體的伸縮變形,又能隔聲和防風(fēng)雨,當(dāng)需要承受平面外水平力時(shí),可通過設(shè)置附加鋼筋達(dá)到.這種控制縫的間距要比我國規(guī)范的伸縮縫區(qū)段小得多.二是在砌體中根據(jù)材料的干縮性能,配置一定數(shù)量的抗裂鋼筋,其配筋率各國不盡相同,從0.03%~0.2%,或?qū)⑵鲶w設(shè)計(jì)成配筋砌體.
本文在綜合了國內(nèi)外砌體結(jié)構(gòu)抗裂研究成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國當(dāng)前的具體情況,提出了更具體的抗裂構(gòu)造措施.
4.1 防止混凝土屋蓋的溫度變化與砌體的干縮變形引起的墻體開裂,宜采取下列措施
4.1.1 屋蓋上設(shè)置保溫層或隔熱層;
4.1.2 在屋蓋的適當(dāng)部位設(shè)置控制縫,控制縫的間距不大于30m;
4.1.3 當(dāng)采用現(xiàn)澆混凝土挑檐的長度大于12m時(shí),宜設(shè)置分隔縫,分隔縫的寬度不應(yīng)小于20mm,縫內(nèi)用彈性油膏嵌縫;
4.1.4 建筑物溫度伸縮縫的間距除應(yīng)滿足《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》BGJ3-88第5.3.2條的規(guī)定外,宜在建筑物墻體的適當(dāng)部位設(shè)置控制縫,控制縫的間距不宜大于30m.
4.2 防止主要由墻體材料的干縮引起的裂縫可采用下列措施之一:
4.2.1 設(shè)置控制縫
4.2.1.1 控制縫的設(shè)置位置
(1)在墻的高度突然變化處設(shè)置豎向控制縫;(2)在墻的厚度突然變化處設(shè)置豎向控制縫;
(3)在不大于離相交墻或轉(zhuǎn)角墻允許接縫距離之半設(shè)置豎向控制縫;
(4)在門、窗洞口的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置豎向控制縫;
(5)豎向控制縫,對(duì)3層以下的房屋,應(yīng)沿房屋墻體的全高設(shè)置;對(duì)大于3層的房屋,可僅在建筑物1-2層和頂層墻體的上述位置設(shè)置;
(6)控制縫在樓、屋蓋處可不貫通,但在該部位宜作成假縫,以控制可預(yù)料的裂縫;
(7)控制縫作成隱式,與墻體的灰縫相一致,控制縫的寬度不大于12mm,控制縫內(nèi)應(yīng)用彈性密封材料,如聚硫化物、聚氨脂或硅樹脂等填縫.
4.2.1.2 控制縫的間距
(1)對(duì)有規(guī)則洞口外墻不大于6mm;
(2)對(duì)無洞墻體不大于8m及墻高的3倍;
(3)在轉(zhuǎn)角部位,控制縫至墻轉(zhuǎn)角的距離不大于4.5m;
4.2.2 設(shè)置灰縫鋼筋
(1)在墻洞口上、下的第一道和第二道灰縫,鋼筋伸入洞口每側(cè)長度不應(yīng)小于600mm;
(2)在樓蓋標(biāo)高以上,屋蓋標(biāo)高以下的第二或第三道灰縫,和靠近墻頂?shù)牟课唬?/p>
(3)灰縫鋼筋的間距不大于600mm;
(4)灰縫鋼筋距樓、屋蓋混凝土圈梁或配筋帶的距離不小于600mm;
(5)灰縫鋼筋宜采用小螺紋鋼筋焊接網(wǎng)片,網(wǎng)片的縱向鋼筋不小于25,橫筋間距不宜大于200mm;
(6)對(duì)均勻配筋時(shí)含鋼率不少于0.05%;局部截面配筋,如底、頂層窗洞上下不小于38;
(7)灰縫鋼筋宜通長設(shè)置,當(dāng)不便通長設(shè)置時(shí),允許搭接,搭接長度不應(yīng)小于300mm;
(8)灰縫鋼筋兩端應(yīng)錨入相交墻或轉(zhuǎn)角墻中,錨固長度不應(yīng)小于300mm;
(9)灰縫鋼筋應(yīng)埋入砂漿中,灰縫鋼筋砂漿保護(hù)層,上下不小于3mm,外側(cè)小于15mm,灰縫鋼筋宜進(jìn)行防腐處理;
(10)當(dāng)利用灰縫鋼筋作砌體抗剪鋼筋時(shí),其配筋量應(yīng)按計(jì)算確定,其搭接和錨固長度尚不應(yīng)小于75d和300mm;
(11)不配筋的外葉墻應(yīng)設(shè)控制縫,控制縫間距不宜大于6m;
(12)設(shè)置灰縫鋼筋的房屋的控制縫的間距不宜大于30m.
4.2.3 在建筑物墻體中設(shè)置配筋帶
(1)在樓蓋處和屋蓋處;
(2)墻體的頂部;
(3)窗臺(tái)的下部;
(4)配筋帶的間距不應(yīng)大于2400mm,也不宜小于800mm;
(5)配筋帶的鋼筋,對(duì)190mm厚墻,不應(yīng)小于2ф12,對(duì)250~300mm厚墻不應(yīng)小于2ф16,當(dāng)配筋帶作為過梁時(shí),其配筋應(yīng)按計(jì)算確定;
(6)配筋帶鋼筋宜通長設(shè)置,當(dāng)不能通長設(shè)置時(shí),允許搭接,搭接長度不應(yīng)小于45d和600mm;
(7)配筋帶鋼筋應(yīng)彎入轉(zhuǎn)角墻處錨固,錨固長度不應(yīng)小于35d和400mm;
(8)當(dāng)配筋帶僅用于控制墻體裂縫時(shí),宜在控制縫處斷開,當(dāng)設(shè)計(jì)考慮需要通過控制縫時(shí),宜在該處的配筋帶表面作成虛縫,以控制可預(yù)料的裂縫位置;
(9)對(duì)地震設(shè)防裂度≥7度的地區(qū),配筋帶的截面不應(yīng)小于190mm×200mm,配筋不應(yīng)小于410;
(10)設(shè)置配筋帶的房屋的控制縫的間距不宜大于30m;
4.3 也可根據(jù)建筑物的具體情況,如場地土及地震設(shè)防裂度、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)布置型式、建筑物平面、外形等,綜合采用上述抗裂措施.
[1]肖亞明,砌體結(jié)構(gòu)裂縫與控制問題研究綜述,第三屆全國工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集,1994.
[2]苑振芳,砌體結(jié)構(gòu)的局部配筋對(duì)裂縫控制和伸縮縫間距影響的討論,《工程建議標(biāo)準(zhǔn)化》1996.2期
[3]配置灰縫鋼筋砌體的裂縫控制,第10屆國際砌體會(huì)議論文集,1994.P719.