談高層建筑填充墻裂縫控制

張 軍

(山西二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030013)

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談高層建筑填充墻裂縫控制

張 軍

(山西二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030013)

論述了高層建筑填充墻裂縫的危害性，并針對(duì)填充墻裂縫的產(chǎn)生原因，從材料、設(shè)計(jì)、施工三個(gè)環(huán)節(jié)，提出了裂縫的控制措施，有利于提高高層建筑的美觀性與安全性。

高層建筑，填充墻，結(jié)構(gòu)裂縫，防裂措施

1 填充墻裂縫的危害

高層建筑以柱(剪力墻)、梁、板承受豎向荷載和水平荷載，填充墻不參與受力，只起圍護(hù)和分隔作用。填充墻質(zhì)量不過(guò)關(guān)對(duì)建筑的整體影響容易被人忽視，在施工中得不到重視。在高層建筑中填充墻出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象比較多見(jiàn)，因墻體的裂縫影響室內(nèi)裝飾效果，外墻裂縫還會(huì)出現(xiàn)雨水滲漏、降低墻體保溫性能，在晝夜溫差很大的地區(qū)，外墻裂縫甚至?xí)?dǎo)致墻體抹灰、飾面磚脫落，不僅嚴(yán)重影響建筑的美觀和使用功能，還存在高空墜物的安全隱患。在大量的地震中，建筑物主體結(jié)構(gòu)尚未出現(xiàn)影響，但填充墻就出現(xiàn)：X裂縫、和主體結(jié)構(gòu)連接部位破壞、局部砌塊垮塌、整體墻體失穩(wěn)垮塌等現(xiàn)象，填充墻的提前破壞嚴(yán)重影響人們生命財(cái)產(chǎn)安全。

2 裂縫產(chǎn)生的原因

2.1 干縮裂縫

在填充墻的裂縫中干縮裂縫所占比例較大、呈現(xiàn)的形式較多，經(jīng)常以垂直裂縫、水平裂縫、階梯形細(xì)微裂縫出現(xiàn)。目前填充墻主要以加氣混凝土砌塊等輕質(zhì)材料砌塊為主，常用的輕質(zhì)砌塊都具含水量降低時(shí)體積收縮，遇水受潮含水率增加時(shí)體積膨脹的特性。輕質(zhì)砌塊制作成型后28 d體積變形才能趨于穩(wěn)定，控制砌塊齡期可有效控制干縮裂縫出現(xiàn)。GB 50924—2014砌體結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范規(guī)定輕骨料混凝土砌塊、蒸壓加氣混凝土砌塊使用時(shí)，其產(chǎn)品齡期應(yīng)大于28 d，但在實(shí)際施工中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)輕質(zhì)砌塊供不應(yīng)求的現(xiàn)象，剛出廠的砌塊就用于工程砌筑，在規(guī)定使用齡期前受潮、干燥幾次循環(huán)后，砌體內(nèi)部產(chǎn)生收縮應(yīng)力，就會(huì)導(dǎo)致細(xì)微裂縫的產(chǎn)生。

2.2 結(jié)構(gòu)裂縫

荷載作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件必然會(huì)產(chǎn)生變形。在設(shè)計(jì)裙樓的高層建筑中，裙樓和主樓的高差很大，裙樓和主樓在不同荷載作用下豎向變形會(huì)存在較大的差異，因主裙樓高差和主裙樓地基變形模量偏差也較大，會(huì)導(dǎo)致相鄰部位沉降差較大。這種情況目前通常采用設(shè)沉降后澆帶解決，并嚴(yán)格控制沉降后澆帶的澆筑時(shí)間。GB 50007—2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：當(dāng)高層建筑與相連的裙房之間不設(shè)置沉降縫時(shí)，宜在裙房一側(cè)設(shè)置用于控制沉降差的后澆帶，當(dāng)沉降實(shí)測(cè)值和通過(guò)計(jì)算確定的后期沉降差滿足設(shè)計(jì)要求后，方可進(jìn)行后澆帶澆帶。一般在主樓主體結(jié)構(gòu)封頂14 d后澆筑沉降后澆帶。但在實(shí)際施工中，有時(shí)在主樓結(jié)構(gòu)封頂前就澆筑沉降后澆筑。由于主樓和裙樓地基沉降變形偏差大，填充墻變形不一致而產(chǎn)生剪切應(yīng)力，當(dāng)剪切應(yīng)力超過(guò)砌體抗剪切極限強(qiáng)度時(shí)，填充墻就會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。

2.3 構(gòu)造裂縫

設(shè)計(jì)、施工人員往往重結(jié)構(gòu)、輕建筑，有時(shí)因建筑設(shè)計(jì)人員對(duì)填充墻砌塊材料的性質(zhì)了解不夠，對(duì)砌體變形特征分析不足，對(duì)高層填充墻防裂構(gòu)造處理缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中對(duì)填充墻與主體結(jié)構(gòu)側(cè)向連接、墻體頂部構(gòu)造拉結(jié)、構(gòu)造柱、抱框柱、水平系梁、芯柱做法設(shè)計(jì)不夠明確，洞口位置設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致離墻角的距離太小，對(duì)墻體的防裂重視程度不夠，加之，施工單位對(duì)砌體工程的施工不規(guī)范，施工工序、工期安排不合理，砂漿、砌塊原材料質(zhì)量不符合要求等綜合因素，導(dǎo)致砌體薄弱部位出現(xiàn)構(gòu)造裂縫。

2.4 溫度裂縫

由于填充墻材料與主體結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土的膨脹系數(shù)不同，在環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)不同材料的熱脹冷縮變形量不同，就會(huì)在主體結(jié)構(gòu)和填充墻結(jié)構(gòu)結(jié)合處出現(xiàn)裂縫。出現(xiàn)溫度裂縫比較有規(guī)律，一般出現(xiàn)在外墻部位，冬夏溫差大的地區(qū)尤為明顯。這種情況屬于難以徹底消除的質(zhì)量通病，只能在后期裝飾裝修中進(jìn)行彌補(bǔ)，通過(guò)一系列防裂措施將裂縫控制成無(wú)害裂縫，降低對(duì)美觀的影響和滿足使用功能。

3 裂縫控制措施

3.1 材料選擇

建筑設(shè)計(jì)時(shí)盡量選用如：陶?；炷量招钠鰤K、加氣混凝土砌塊等與主體鋼筋混凝土膨脹系數(shù)相近、吸水率較小、強(qiáng)度高的砌體材料，使砌體的溫度變形和結(jié)構(gòu)混凝土盡量接近，減少溫度裂縫產(chǎn)生。砌筑用砂的質(zhì)量符合規(guī)范要求，不得含有有害雜物，含泥量符合要求：水泥砂漿和強(qiáng)度不低于M5的水泥混合砂漿含泥量不得超過(guò)5%，強(qiáng)度低于M5的水泥混合砂漿含泥量不得超過(guò)10%。

3.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮墻體的防裂措施，高低跨建筑考慮地基的不均勻沉降因素，合理設(shè)置溫度、沉降后澆帶，并明確后澆帶的澆筑時(shí)間；對(duì)填充墻與主體結(jié)構(gòu)的連接、墻頂部構(gòu)造拉結(jié)、構(gòu)造柱、抱框柱、水平系梁、芯柱做詳細(xì)說(shuō)明；合理控制窗墻比及洞口位置；合理選用外墻保溫材料，降低建筑內(nèi)外表面溫差；砌筑砂漿優(yōu)先選用和易性好的水泥混合砂漿，砂漿強(qiáng)度等級(jí)不宜低于M5，通過(guò)保證砂漿強(qiáng)度等級(jí)、和易性來(lái)提高砌體的強(qiáng)度和整體性，提高砌體的軸心抗拉、彎曲抗拉、抗剪切能力，降低裂縫的產(chǎn)生。條件允許的情況下，蒸壓加氣混凝土砌塊考慮采用薄層砂漿法砌筑，可有效降低收縮裂縫。

3.3 施工控制

1)目前填充墻的拉結(jié)筋采取化學(xué)植筋居多，植筋質(zhì)量的好壞直接關(guān)系填充墻的整體性。植筋時(shí)成孔深度、粘結(jié)劑的質(zhì)量是關(guān)鍵控制點(diǎn)，成孔后保證孔壁沒(méi)有破損和裂縫，孔深符合GB 50367—2013混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。植筋前將孔清理干凈，不得有粉塵和水跡。粘結(jié)劑經(jīng)復(fù)試合格方可使用。鋼筋植入后在粘結(jié)劑固化期間嚴(yán)禁擾動(dòng)鋼筋，固化后按照GB 50924—2014砌體結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范規(guī)定取樣做拉拔試驗(yàn)，經(jīng)試驗(yàn)合格，辦理隱蔽驗(yàn)收后方可開(kāi)始砌筑施工。

2)嚴(yán)格控制灰縫厚度，減少墻體的自由沉降變形，燒結(jié)空心磚水平灰縫不大于12 mm，蒸壓加氣混凝土砌塊水平灰縫不大于15 mm，嚴(yán)格控制拉結(jié)筋位置，使拉結(jié)筋保持在灰縫中部，避免因拉結(jié)筋位置不準(zhǔn)而加大灰縫厚度；嚴(yán)格控制砂漿使用時(shí)間，以保證灰縫飽滿度和強(qiáng)度，砂漿拌合成3 h內(nèi)用完，當(dāng)施工環(huán)境最高氣溫超過(guò)30 ℃時(shí)2 h內(nèi)用完。

3)砌筑工程施工前編制專項(xiàng)施工方案，繪制組砌排磚圖，上下層砌塊錯(cuò)縫組砌，保證最小搭接長(zhǎng)度。如最小搭接長(zhǎng)度不能滿足要求，在水平灰縫中設(shè)置鋼筋網(wǎng)片加強(qiáng)。

4)填充墻墻長(zhǎng)大于5 m或長(zhǎng)度大于層高的2倍時(shí)，墻體中部設(shè)置構(gòu)造柱；當(dāng)墻高超過(guò)4 m時(shí)，宜在墻體中間設(shè)置通長(zhǎng)水平系梁；洞口的垛子小于240 mm時(shí)，設(shè)置鋼筋混凝土抱框柱；洞口寬度大于300 mm時(shí)，不得采用鋼筋磚過(guò)梁，設(shè)置鋼筋混凝土過(guò)梁，以提高填充墻的穩(wěn)定性和整體性。窗臺(tái)壓頂梁每邊伸入填充墻長(zhǎng)度不小于250 mm，以防止窗臺(tái)兩端出現(xiàn)45°裂縫。

5)加強(qiáng)填充墻與主體結(jié)構(gòu)的連接：填充墻砌至接近梁、板底時(shí)，應(yīng)留190 mm～210 mm的空隙，間隔14 d，等墻體基本沉實(shí)后，用實(shí)心磚斜砌擠緊，傾斜磚角度控制在45°～60°，以保證斜砌磚灰縫飽滿且與梁板底緊密結(jié)合。當(dāng)填充墻墻長(zhǎng)大于5 m或長(zhǎng)度大于層高的2倍時(shí)，墻頂采用鐵件或φ6鋼筋連接，抗震設(shè)計(jì)6度、7度間距不大于1 500 mm，抗震8度間距不大于1 000 mm。為保證填充墻與主體結(jié)構(gòu)的連接，沿墻高每隔500 mm～600 mm設(shè)置拉結(jié)筋，拉結(jié)筋采用綁扎搭接時(shí)，如設(shè)計(jì)未明確，搭接長(zhǎng)度不小于55D，且不小于400 mm，如采用單面搭接焊連接，焊縫長(zhǎng)度不小于10D，拉結(jié)筋距墻體表面15 mm為宜，保證在墻體中有效錨固。

6)構(gòu)造柱施工注意事項(xiàng)：構(gòu)造柱屬于二次結(jié)構(gòu)，但在實(shí)際施工中通常為了方便施工，將構(gòu)造柱隨主體結(jié)構(gòu)提前施工，這樣雖然保證了構(gòu)造柱和主體結(jié)構(gòu)的可靠連接，但構(gòu)造柱成了上部梁板的支點(diǎn)，改變了梁板的受力情況，使構(gòu)造柱兩側(cè)梁板產(chǎn)生了負(fù)彎矩，不利于結(jié)構(gòu)的受力，如采取這種方法施工時(shí)，構(gòu)造柱和主體梁板底必須設(shè)一薄層柔性材料隔離，使構(gòu)造柱頂部的梁板下?lián)献冃螘r(shí)具有一定的余地，不影響梁板的相對(duì)變形，在保證構(gòu)造柱可靠連接的同時(shí)不影響主體結(jié)構(gòu)。

7)墻體砌筑后應(yīng)盡量避免外界對(duì)墻體的撞擊或振動(dòng)，并對(duì)墻體灰縫進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，避免砂漿失水。安裝工程施工時(shí)，按要求用切割機(jī)、水鉆開(kāi)槽，不得隨意鑿槽。未經(jīng)設(shè)計(jì)部門同意不得在墻體上隨意鑿洞，設(shè)計(jì)部門同意開(kāi)洞后，鑿洞部位用C20細(xì)石混凝土填補(bǔ)密實(shí)。

8)墻體抹灰控制。不準(zhǔn)隨砌墻隨抹灰，抹灰工程宜在填充墻砌完1個(gè)月后進(jìn)行，以減少因砌體收縮而使抹灰層出現(xiàn)裂縫。抹灰前應(yīng)對(duì)墻體認(rèn)真檢查驗(yàn)收，先將墻面的孔洞、凹槽用1∶2填補(bǔ)密實(shí)、整平、清除墻面浮灰，用界面砂漿對(duì)墻面拉毛處理后方可抹灰。在填充墻與主體混凝土梁、柱、剪力墻交接處，應(yīng)設(shè)置寬度不小于200 mm的鍍鋅鋼絲網(wǎng)，防止因不同材料收縮不一致而出現(xiàn)的裂縫。

9)裂縫修復(fù)。雖然填充墻的裂縫一般不影響結(jié)構(gòu)安全，但一出現(xiàn)裂縫總是影響觀感甚至使用功能。對(duì)于收縮裂縫，在裂縫趨于穩(wěn)定時(shí)用水泥砂漿加鋼絲網(wǎng)進(jìn)行修補(bǔ)；對(duì)于溫度裂縫，由于具有反復(fù)性，主要在裝飾裝修時(shí)采取加強(qiáng)措施效果較好；對(duì)于結(jié)構(gòu)不均勻沉降而出現(xiàn)的有害裂縫則需在結(jié)構(gòu)加固時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

高層建筑填充墻裂縫看似雖小，但帶來(lái)的問(wèn)題隨處可見(jiàn)，對(duì)建筑的影響很大，必須引起關(guān)注。從設(shè)計(jì)、施工階段入手，設(shè)計(jì)階段針對(duì)不同的結(jié)構(gòu)、材料特點(diǎn)，選擇合理的建筑方案，采取相應(yīng)的構(gòu)造措施，施工階段嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求、規(guī)范施工，加大防裂費(fèi)用的投入，才能真正控制墻體開(kāi)裂的問(wèn)題。

[1] GB 50924—2014，砌體結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范[S].

[2] GB 50007—2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] GB 50924—2014，砌體結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范[S].

[4] 12G 614—1，填充墻結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖集[Z].

On crack control of infilled walls in high-rise buildings

Zhang Jun

(Shanxi Second Construction Group Co., Ltd, Taiyuan 030013, China)

The paper indicates the hazards of the infilled wall cracks of high-rise buildings, and puts forward the controlling measures of cracks from the materials, design and construction, according to the reasons for the infilled walls crack, so as to enhance the buildings to be attractive and safe.

high-rise building, infillled wall, structural crack, crack-resistance measures

1009-6825(2016)34-0095-02

2016-09-23

張 軍(1972- )，男，高級(jí)工程師

TU974

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