住宅頂層墻體裂縫的防治研究

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【摘要】本文對住宅頂層墻體裂縫產(chǎn)生原因進(jìn)行了系統(tǒng)分析， 總結(jié) 出一些產(chǎn)生裂縫的原因以及減少裂縫的經(jīng)驗(yàn)，提出了控制頂層墻體裂縫防治措施。 

  【關(guān)鍵詞】住宅頂層 墻體裂縫 成因 防治      隨著人們對居住環(huán)境和建筑質(zhì)量的要求不斷提高，對減少建筑物頂層保溫墻體裂縫的要求越來越高，建筑物的裂縫已成為住戶評判建筑物安全的一個(gè)非常直觀敏感性的問題和首要的質(zhì)量要求。本文重點(diǎn)對住宅頂層墻體裂縫進(jìn)行了深入分析，總結(jié)出一些產(chǎn)生裂縫的原因以及減少裂縫的經(jīng)驗(yàn)，提出了控制裂縫的技術(shù)措施。      一、住宅頂層墻體裂縫的成因分析        裂縫從類型上可分為溫度裂縫和干縮裂縫，住宅頂層墻體裂縫的產(chǎn)生可歸結(jié)為以下幾方面：    1.住宅頂層保溫體系面層存在設(shè)計(jì)缺陷    (1)外墻內(nèi)保溫構(gòu)造設(shè)計(jì)存在的缺陷。內(nèi)保溫是將保溫體系置于外墻內(nèi)側(cè)從而使內(nèi)、外墻體分處于兩個(gè)溫度場，建筑物結(jié)構(gòu)受熱應(yīng)力的影響而始終處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，使結(jié)構(gòu)壽命縮短。在相同氣候條件下做內(nèi)保溫不僅比做外保溫、甚至比不做保溫時(shí)，外墻與內(nèi)部結(jié)構(gòu)墻體的溫差更大，受外界各種作用力的影響更直接，外墻更易遭受溫差應(yīng)力的破壞。    (2)外墻外保溫構(gòu)造設(shè)計(jì)存在的不足。從有利于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面來說，外保溫具有明顯的優(yōu)勢，在可選擇的情況下應(yīng)首選外保溫。但由于外保溫體系被置于外墻外側(cè)，直接承受來自 自然 界的各種因素影響，因此對外墻外保溫體系提出了更高的要求。就太陽輻射及環(huán)境溫度變化對其影響來說，置于保溫層之上的抗裂防護(hù)層只有3～20mm，且保溫材料具有較大的熱阻，因此在得熱量相同的情況下，外保溫抗裂防護(hù)層溫度變化速度比無保溫情況下主體外墻溫度變化速度提高8～30倍。因此，抗裂防護(hù)層的柔韌性和耐候性對外保溫體系的抗裂性能起著關(guān)鍵的作用。    (3)內(nèi)外保溫混合做法的缺陷。該類做法往往是由于在施工中為了方便操作，外保溫施工操作方便的部位做外保溫，外保溫施工操作不方便的部位做內(nèi)保溫，結(jié)果造成整個(gè)建筑外墻內(nèi)外保溫混合使用。外保溫做法使建筑物的結(jié)構(gòu)墻體主要受室內(nèi)溫度的影響，溫度變化相對較小，因而墻體處于相對穩(wěn)定的溫度場內(nèi)，產(chǎn)生的溫差變形應(yīng)力也相對較??；內(nèi)保溫做法使建筑物的結(jié)構(gòu)墻體主要受室外環(huán)境溫度的影響，室外溫度波動較大，因而墻體處于相對不穩(wěn)定的溫度場內(nèi)，產(chǎn)生的溫差變形應(yīng)力相對較大。經(jīng)年溫差使結(jié)構(gòu)發(fā)生形變產(chǎn)生裂縫，從而縮短整個(gè)建筑的壽命。    2.鋼筋混凝土現(xiàn)澆屋面和磚砌體的線脹縮系數(shù)相差大    鋼筋混凝土現(xiàn)澆屋面和磚砌體的線膨脹系數(shù)分別為a 1 =10×10-6/℃和a 2 =5×10-6/℃。因而，即使在相同溫度下，也會產(chǎn)生混凝土屋面相對于磚砌體的位移。由于磚砌體對混凝土現(xiàn)澆板梁位移的約束，在砌體內(nèi)部產(chǎn)生了剪應(yīng)力和拉應(yīng)力，因結(jié)構(gòu)端部的相對位移最大，故端部產(chǎn)生的剪應(yīng)力與拉應(yīng)力也最大，當(dāng)該剪應(yīng)力與拉應(yīng)力大于砌體材料的抗剪強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度時(shí)，就產(chǎn)生了上述的溫度裂縫。    3.砌體房屋的收縮變形    粘土砌體和混凝土砌體對含水率變化的反應(yīng)不同。粘土砌塊隨含水率的增加而膨脹。在含水率降低時(shí)磚不會收縮。即這種膨脹不會因?yàn)樵诖髿鉁囟戎凶兏啥湛s。磚中的含水量取決于原材料的種類和燒制溫度范圍。當(dāng)磚從窯中取出時(shí)尺寸最小，然后隨著含水率的增加而膨脹。當(dāng)磚暴露在潮濕的空氣中它開始膨脹，在開始的幾個(gè)星期內(nèi)膨脹最大，膨脹會以很低的速率持續(xù)幾年，磚的長期濕膨脹在0.0002和0.0009之間。    混凝土砌塊是混凝土拌合物經(jīng)澆注、振搗、養(yǎng)生而成?；炷猎谟不^程中逐漸失水而干縮，砌干縮量因材料和成型質(zhì)量而異，并隨時(shí)間增長而逐漸減小。在自然條件下，成型28天后，混凝土砌塊收縮趨于穩(wěn)定?；炷疗鰤K在含水飽和后的第二干縮，穩(wěn)定時(shí)間比成型硬化過程的第一干縮時(shí)間要短，一般為15天左右。當(dāng)混凝土砌塊的收縮受到約束并且收縮引起的拉應(yīng)力超過了塊材的抗拉強(qiáng)度或塊材與砂漿之間的抗彎強(qiáng)度，會出現(xiàn)收縮裂縫。收縮裂縫不是結(jié)構(gòu)裂縫，但它們破壞了墻體外觀。    4.建筑物的設(shè)縫長度過大    建筑物的長度即伸縮縫、沉降縫或控制縫間距與溫度裂縫、干縮裂縫和沉降裂縫的產(chǎn)生有很大關(guān)系。按照歐美規(guī)范，如英國規(guī)范規(guī)定，對粘土磚砌體的控制間距為10～15m，對混凝土砌塊砌體一般不因大于6m；美國混凝土協(xié)會(ACI)規(guī)定，無筋砌體的最大控制縫間距為12～18m，配筋砌體的控制縫間距不超過30m，這些都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于我國砌體規(guī)范的規(guī)定。這也是按我國砌體規(guī)范的溫度縫和有關(guān)抗裂構(gòu)造措施不能消除墻體裂縫的一個(gè)重要原因。    5.施工不當(dāng)    磚砌體的施工質(zhì)量欠佳也是墻體開裂的一個(gè)重要因素，砌筑砂漿強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求、灰縫砂漿不飽滿、干磚上墻等都會導(dǎo)致墻體出現(xiàn)裂縫。 二、頂層墻體裂縫防治措施        防治頂層墻體裂縫是砌塊建筑墻體裂縫的關(guān)鍵，具體的防治措施如下：    1.增強(qiáng)屋面保溫層的保溫效果。在屋頂隔熱層設(shè)計(jì)中，應(yīng)適當(dāng)加大隔熱層厚度，選擇隔熱性能好的隔熱材料，泡沫塑料-水泥砼屋面保溫隔熱層是綜合泡沫塑料優(yōu)良的絕熱性能及水泥砼牢固耐久性而設(shè)計(jì)的。克服了現(xiàn)單純水泥砼塊隔熱層夏季隔熱效果差，冬季熱流失大的缺陷，達(dá)到保溫隔熱效果好、受力均勻、牢固耐壓、光潔美觀、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。主要技術(shù)措施是利用泡沫塑料的絕熱性能，制成與各種需保溫隔熱的物相配套的泡沫塑料保溫隔熱塊、盒、套、管，用于建筑、生活領(lǐng)域，對于標(biāo)準(zhǔn)較高的住宅，還可采用雙層隔熱。    2.減小熱脹冷縮系數(shù)差異。比較簡便的方法是頂層不采用砌塊，而采用多孔磚或其它粘土磚，以此來減小墻體和屋頂材料的熱脹冷縮系數(shù)差異，提高抗剪能力。    3.縮短建筑物的設(shè)縫長度。在設(shè)計(jì)中盡可能縮短建筑物的設(shè)縫長度，頂層墻體材料的選擇也不能按常規(guī)設(shè)計(jì)(如頂層墻體一般采用MU7.5磚砌體和M5混合砂漿砌筑)。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，筆者認(rèn)為在端部應(yīng)采用MU10磚砌體和M10混合砂漿砌筑，以提高砌體的抗剪、抗拉強(qiáng)度。對于結(jié)構(gòu)長度較長，頂層墻體開洞較大等其它不利因素較多時(shí)，還可在墻體內(nèi)每高500毫米設(shè)置Фb4@60×60的鋼筋網(wǎng)片。    4.屋面現(xiàn)澆混凝土的施工應(yīng)盡量避開嚴(yán)寒和高溫季節(jié)。屋面現(xiàn)澆混凝土的施工應(yīng)盡量避開嚴(yán)寒和高溫季節(jié)，并應(yīng)嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行，防止磚混結(jié)構(gòu)圈梁和構(gòu)造柱混凝土強(qiáng)度等級普遍偏低的通病。調(diào)查表明，建筑完工后，不住人與住人的住宅相比，不住人建筑更加容易產(chǎn)生裂縫。因此施工完成后，如不是馬上交付使用的話，最好在頂層每一戶型內(nèi)開一扇窗子通風(fēng)，以減小溫度裂縫的產(chǎn)生。    5.減少砼的收縮和干縮對屋面板的影響。減少砼的收縮和干縮對屋面板的影響，施工中嚴(yán)格控制砼的水灰比和水泥用量，同時(shí)在屋面板中部設(shè)置了后澆帶，大大降低了由于現(xiàn)澆砼收縮和干縮產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，降低屋面現(xiàn)澆砼的收縮影響。