建筑砖结构破损现象及其治理研究论文_吴林杰

建筑砖结构破损现象及其治理研究论文_吴林杰

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摘要:在对建(构)筑物检查维护过程中,我们常常会遇到砖砌体构件的损坏现象,其主要表现为裂缝,此现象不仅在外观上影响了建筑的整体性,而且由此给使用者带来了一定的使用风险。由于产生这种现象的原因很多,只有对其进行分类研究,才能有的放矢的进行治理。本文就对此进行了分析和阐述。。

关键词:砌体结构;损坏;原因;治理措施

0 引言

砖砌结构是由带有灰浆的砖、石块组成的结构。它的主要运用在墙、柱、过梁等结构构件。砖砌结构材料常见、便宜、使用方便、技术成熟。但由于其强度较低,并且在施工时不易统一质量,因此在后期使用过程中容易发生裂纹。因此,研究砖砌构件的裂缝以实现有效治理已成为施工管理的重要组成部分。

1.裂缝治理的必要性

如果一个建筑某个部位出现了裂缝,首先会让人感觉不安全,虽然其未必会危及到整个建筑结构的安全性,但建筑使用人有可能并非专业人士,由此会担心建筑的质量和安全问题;其次会影响使用人的心情,会让人感觉不舒服,如果置之不理,发展严重后会导致结构变形、饰物脱落、发霉、漏水、漏风等影响建筑物的正常使用。

2.裂缝的主要类型及特征

裂缝的主要类型概括下大致有温度裂缝、沉降裂缝、特殊材料产生的裂缝及其他裂缝,其中特殊材料产生的裂缝属于少数情况,此次主要研究以下经常遇到的裂缝情况:温度裂缝、沉降裂缝、荷载裂缝。

2.1温度裂缝

温差引起的裂纹比较典型和普遍的是呈对称的八字和交叉型的纵向较长的、顶层和底层两端内外纵墙上的斜裂缝,一般呈对称分布;错层房屋之间的墙面会产生裂缝;在平屋面顶层圈梁以下四角易出现水平裂缝或斜裂缝,由于这种裂缝发生在房屋的顶层四角,故称为包角缝;外廓梁、板两端的砖墙因温度收缩作用而产生裂缝。

2.2沉降裂缝

沉降裂缝主要由地基不均匀沉降引起,这种现象在我们遇到的裂缝情况中比较普遍,一般首先出现在建筑物下部并呈向上发展的趋势,其常出现在纵横墙交接处、窗台下、建筑物顶部,呈竖向,上宽下窄;窗间墙上下对角,呈水平和斜向,边宽内窄;柱附近,下宽上窄,窗台口边角,上宽下窄;纵、横墙竖向变形或挠度较大窗口对角,呈斜纹、八字形。

2.3其他裂缝

荷载裂缝是由混凝土构件变形引起,由于砖砌体构件的承载力不足或稳定性不够所导致,其常出现在承重墙中部,多为竖向,中间宽两端窄(受压);在受偏心荷载的墙或者柱上,竖向、水平裂缝,边宽内窄(偏心受压);在砖砌体弯曲段中点,呈竖向或水平状裂纹(受弯);在受集中荷载处,呈竖向裂纹并伴有斜裂纹(局部受压);在圆、弧形砌体结构上,呈马牙形、阶梯形状(受拉);在受压墙体水平荷载处,呈水平、阶梯形裂纹(受剪)。

3.裂缝形成原因

3.1产生温度裂缝的原因

由于混凝土膨胀系数大于砖砌体,由此在温度变化时,墙体和混凝土屋面的膨胀速度和膨胀量不同这种物理变化作用在墙体不同部位就造成了各种温度裂缝的产生。作用在砖墙与钢筋混凝土屋盖结合处,就形成了“八”字形斜裂缝;发生在顶层圈梁以下四角就形成了包角缝;作用在梁、板和砖砌体结合处就形成了梁头垂直缝;错层(若有)山墙受房屋伸缩作用,错层之间墙面会产生水平剪切缝。

3.2产生沉降裂缝的原因

是由于地基不均匀沉降引起砌体受弯和受剪而产生的,而地基软硬度不同和建筑结构的不同,就导致沉降位置差异,这种差异就造成了各种沉降裂缝的不同类型。

若建筑一端地基质量较差则产生的沉降量大,由于此时砌体主拉应力较大,致使该端出现一条或多条斜裂缝;若建筑两端地基质量较差,两端沉降量大,导致纵墙中部出现倒“八”形裂缝;若建筑中部地基质量较差,中部沉降量较大,导致纵墙中部下边受拉并产生下宽上窄的正“八”形裂缝。

对于不等高房屋,当高低层荷载不同,而基础未处理得当造成不均匀沉降,致使墙体弯曲变形引起窗间墙两侧窗洞口发生微小角度变形所致。当基础刚度较小,在荷载较大的窗间墙将产生较大沉降,致使底层大窗台下、建筑物顶部、纵横墙交接处等部位的裂缝产生。当柱基础沉降较大,必然引起柱附近墙体有较大沉降,从而导致墙体下边受拉而出现下宽上窄的开裂,另外由于两柱中间的墙体下沉较小,导致窗台口边角出现上宽下窄裂缝。

3.3产生荷载裂缝的原因

产生原因是由于设计不当、偷工减料、施工质量不合格、使用材料不合格等情况造成砖砌体结构承载力不足导致的。而受力方式以及发生部位的不同就形成了各种类型的荷载裂缝。

(1)受压:若砖砌体强度不够,在外部荷载的作用下,受剪力作用产生沿压力方向的贯穿裂缝。

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(2)受弯:若砂浆强度或拉结筋的配置达不到要求,由于弯矩作用,砖砌体底部受拉,通常在砖砌体底部会产生竖向裂缝(过梁)。当高厚比超过规定限值,由于弯矩作用,作用平面内会有较大的弯曲,在弯曲段中点形成水平向裂缝,如:受力墙或受力柱。

(3)偏心受压:当砖砌体偏心矩较大时,构件弯曲变形,在远离压力作用一侧,由于弯矩作用会出现垂直于荷载方向的裂缝。

(4)局部受压:若在较重构件的底部垫块质量差,由于应力不能均匀而产生应力集中,如过梁底部砌体。

(5)受拉:对于圆形、筒式构筑砌体结构,若构件强度达不到要求,由于拉力作用,会形成受拉裂缝。

(6)受剪:砖砌体在挡土墙或无拉杆拱的边支座处,由于水平力的作用,在砌筑强度达不到要求时,由于剪切破坏,易产生水平通缝或阶梯形裂缝。

4.裂缝的维修处理

4.1维修处理原则

裂缝维修目的是提高砌体结构的强度,从现场裂缝实际情况及其可能发展状况方面来分析,裂缝的加固修补的一般原则如下:

(1)出现荷载裂缝:表明砖砌体承载力已不足,必须马上处理的情况。

(2)出现沉降、温度裂缝:处理之前应先观察其稳定性(常用的观察方法是涂抹石膏、灰法),待其稳定或采取有效措施阻止其发展后,做维修处理:1裂缝宽度(w)≤1.5mm,且裂缝已稳定,可不做处理;2当1.5mm<w<5mm时,且裂缝已稳定,进行一般的修补处理;3当w≥5mm,且裂缝已稳定,则需做加固处理。

4.2加固方法探讨

砖砌体裂缝维修加固方法主要有填缝、灌浆、嵌补、钢筋网片、砖扶壁柱、型钢套箍、碳纤维布。

(1)填缝:通常用于外观维修和裂缝较浅的场合,采用水泥砂浆填缝。

(2)灌浆:是指运用高压设备将修补用的浆料注入待修补的裂缝之内达到填充粘合的效果。这种方法可以恢复砌体结构的承载力。

(3)嵌补:当砖墙上的裂缝较长、较宽且数量不多时,为了把裂缝两侧的砖砌体连接起来,恢复一定的整体性。

(4)钢筋网片:当砖砌墙面的裂缝较多时,在裂缝墙墙身两侧安装钢筋网,并用一定数量的穿墙钢筋拉结起来,对裂缝进行扩口,然后再抹、喷水泥砂浆或细石混凝土。

(5)砖扶壁柱:这种方法主要用于对砖墙荷载裂缝的加固,其修补工序为:用钢顶撑支托楼板减少开裂墙体压力,用压力灌浆法修补裂缝。在开裂墙体两侧增加砖扶壁柱,在扶壁柱部位原墙灰缝打入一定间距的水平拉结筋,采用砖块混合砂浆砌筑扶壁柱,适当掺入水泥膨胀剂以补强效果。

(6)型钢套箍:这种方法主要应用于柱裂缝的加固。在破损柱四个角安装包角角钢并固定后焊扁钢缀板和角钢(与梁及基础顶紧),再用水泥砂浆抹平至缀板表面。

(7)碳纤维布:一种新型材料,在裂缝墙面,采用“X”形碳纤维布粘贴可明显提高砖砌体的抗剪承载力。

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作者简介:

吴林杰(1986.5-),男,汉族,四川自贡,大学本科,助理工程师,研究方向:土木建筑。

论文作者:吴林杰

论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期

论文发表时间:2020/4/2

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