通用banner

差异沉降造成的砖混结构墙体裂缝特征与机理

2020-10-31 10:13:02

1.砖混结构墙体裂缝成因分析   造成砖混结构墙体裂缝的原因众多。但究其根源,大致可以分为以下几类:人为因素,自然因素,差异沉降,温度作用。其中,差异沉降是造成砖混结构墙体裂缝的主要原因。   

1,人为因素造成砖混结构墙体裂缝。房屋在多年的使用过程中,可能要经历多次的装修、改造,而中国目前的建筑市场,这方面的管理还不完善,质量参差不齐,因此可能会出现野蛮装修,对原有结构造成一定的损伤。对于一些老房子则因为人口密度大,为了解决拥挤,会自己用木结构搭建夹层来充分利用空间,这在现场调查中经常会发现,这样一方面增加了房屋的使用荷载,另一方面改变了原先房屋结构荷载传递的路线,对原结构造成一定的损伤。加上现在人们生活水平提高,家用电器增多,外墙面有可能需要安装空调,有的房屋临街墙面还会有可能安装广告牌,当安装不当会造成局部楔入裂缝,造成墙体损伤。房屋的使用活荷载也已经比以前增大了,新规范由原先的1.5kN/m2调整为2.0kN/m2。老房屋也是火灾易发的地方。 

湖北宏泽建设有限公司  

2,自然因素造成砖混结构墙体裂缝。首先,砖的风化与冰冻以及砂浆的粉化是重要的自然破坏因素。粘土砖在水浸时,能将溶解在水中的无机盐、矿物质在毛细作用下运至砖的表面,经蒸发、结晶在墙面形成风化层。风化现象主要是由于基础中的毛细水和渗透水,以及雨水作用形成,多数情况仅影响外观。但是如果遇到无机盐硫酸镁、硫酸钠结晶体积会膨胀,导致墙体开裂,致使墙体承载力破坏。粘土砖一般都是不抗冻的,当气温急剧变化使粘土中的水结冰体积膨胀,当膨胀力超过砖的内聚力,发生碎裂、剥落;当温度升高解冻时,又在砖表面与内部形成温度差,这样冻融循环使砖块发生破坏,正中破坏作用与冻融循环的频率、温度变化到结冰的速度,砖块中毛细水的多少、分布有较大的关系。砂浆的粉化主要是水泥水化形成氢氧化钙,与二氧化碳作用形成碳酸引起的。一些老房子采用石灰砂浆和石灰糯米砂浆,长期在水侵蚀下容易溶解,影响砖混结构的承载力。   其次,差异沉降造成砖混结构墙体裂缝。实际工程中引起砖混结构差异沉降的原因一般有两种:一是因为建筑物自重产生的或者地面发生超载产生,可能在建筑物本身的重量作用下,地基土质差异较大产生建筑物的差异沉降,或者是在建筑物的使用过程中,地面出现大量堆载等造成地面超载,使地基负荷增大,从而导致地基相对应的约束变形,造成建筑物的差异沉降;二是因为基坑开挖、隧道开挖等岩土工程活动改变了土体中的应力状态、约束性态等,导致土体的变形,进而影响临近建筑物产生差异沉降。   Z后,温度作用的破坏。温度变化产生的裂缝多发生在楼房的顶部,呈八字形裂缝,女儿墙根部水平裂缝和墙角裂缝,沿窗边(或楼梯间)贯穿整个房屋的竖直裂缝,墙面局部竖直裂缝。   2.受差异沉降影响的砖混结构墙体裂缝特征研究   

不同结构对差异沉降的敏感性不同,依次将建筑结构分为三种:刚性、柔性和沉降敏感的结构。由于砖混结构的整体刚度较差,砖混结构的材料本身抗拉、抗剪能力低,属于对沉降敏感的结构,较小的相对差异沉降即可导致显著的开裂。裂缝将削弱墙体截面、破坏墙体的整体性、降低构件的承载能力及抗震性能。   

地基差异沉降引起砖混结构的裂缝在房屋的外纵墙、横墙上均可见,对等高的长条形房屋位置大多在两端附近,其他形状的房屋裂缝均在差异沉降变化剧烈处附近。主要分布形式有正八字、倒八字和单向斜裂缝。一般可以分为盆形沉降引起的墙体裂缝、局部沉降引起的墙体裂缝、两端沉降差异较大引起的墙体裂缝、一端沉降较大引起的墙体的裂缝。其中,基坑开挖引起的墙体裂缝往往是靠近基坑一端的地基发生位移与变形引起差异沉降较大而导致墙体开裂。   

当建筑物的长高比较大或地基中部软弱端部坚硬、荷载相差悬殊等,使建筑物形成中部沉降大,端部沉降小的弯曲,产生正弯矩,结构中下部受拉,端部受剪;由于端部地基反力梯度很大,墙体的剪应力很高,而砖混结构因其抗拉、抗剪强度很低,故在剪力高峰区将由主拉应力引起斜裂缝,呈正八字。这就是局部差异沉降引起的正八字裂缝。   

当地基中部坚硬端部软弱,或者由于建筑物荷载差异悬殊,使两端的沉降大于中部时,会形成负弯矩并受到剪切作用,墙体反向挠曲,裂缝呈倒八字。一般来说斜裂缝均是向沉降较大的位置倾斜地向上延伸的,对于门窗洞口处,对墙体的削弱作用,造成洞口角隅应力集中,常常是先开裂的位置,且开裂裂缝的宽度一般较大。对于基坑开挖造成的靠近基坑端的沉降较大时,可能在房屋顶部出现裂缝并向下延伸,当裂缝开裂严重时可贯穿房屋全高。水平裂缝较为少见,有的出现在窗角,靠窗处裂缝较宽,有的是因为地基局部塌陷造成,裂缝宽度一般较大。通常建筑物差异沉降裂缝常出现在房屋建成后不久,或在施工期间明显开裂,严重的可能导致不能竣工;对于基坑开挖引起的差异沉降一般是在基坑开挖到底的时候开始比较危险,对于软土地基由于其本身流变性一般是基坑开挖到底后的差异沉降的作用还要延续一段时间内,比较危险。   

3.差异沉降对砖混结构房屋开裂影响机理分析   由于造成砖混结构差异沉降的原因不同,故按照成因予以分别讨论。实际工程中引起砖混结构差异沉降的原因如前文所述分两种:一是因为建筑物自重产生的或者地面发生超载产生;二是因为基坑开挖、隧道开挖等岩土工程活动产生的差异沉降。   

对于砖混结构结构而言,尤其是国内早期没有抗震构造措施的房屋,由于砖混结构结构本身属于脆性对差异沉降敏感的结构,因此,在差异沉降作用下,非常容易产生剪切斜裂缝。开裂的砖混结构重新受压时,强度一般会降到80%左右,而且湖北宏泽建设有限公司对基坑开挖影响范围内临近砖混结构结构房屋进行调查发现,房屋在实际使用中,很多房屋的实际使用荷载超过了原设计水平,加上墙体的自然损坏,可能会造成局部承载力不足的情况,因此,对于房屋底层应该重新估算墙体承载力是否满足要求。   砖混结构墙体的大多数开裂损坏都是由于砖混结构采用的材料的抗拉能力达到极限而产生裂缝。   

基坑开挖时,由于支护结构的水平和垂直方向位移导致地基土发生相应的位移,相应的土体内应力发生了变化,主动土压力区与被动土压力区相互转换,支护结构后土体发生变形,造成靠近基坑开挖的一端发生较大的沉降,出现斜向端部的裂缝,端部下沉,使得整个房屋结构随之变形;由于门窗洞口存在削弱作用,窗户出现较大的变形,出现拉应力超过砖混结构的抗拉能力,即会在窗角处开裂。在基坑开挖过程中裂缝首先开裂的地方往往是差异沉降作用显著的地方和在基坑开挖之前已经形成裂缝的墙体薄弱的地方,然后随着开挖深度的增加,裂缝逐渐延伸开展。

标签

0

网站首页        /        关于宏泽        /        资质荣誉        /        工程展示         /       新闻资讯         /        人才招聘         /         联系方式