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材料收缩引起的墙体开裂的案例分析

2023-05-08 11:05:13

王 昆(上海市房屋安全监察所,上海 200003)

既有建筑中由于各种原因,往往存在一定的裂缝现象,这些裂缝的成因多种多样,材料收缩、温度变形、不均匀沉降、异常骨料、受力变形均会引起建筑开裂现象。而由于成因不同,裂缝对结构的影响也有所不同,一般分为有害裂缝和非有害裂缝。对有害裂缝往往需要及时的加固处理,而对于非有害裂缝,不一定需要马上采取处理措施,往往结合房屋的维护修缮进行维修即可。但实践中,房屋裂缝的形态各异,千变万化,准确地进行判断往往不仅仅需要扎实的专业知识,更需要丰富的实践经验和高度的责任心。如果对裂缝形态和特点不进行深入、仔细的调查和分析,对其开裂的机理缺乏正确的认识,就会对裂缝问题的处理带来较大的盲目性,就会混淆裂缝与结构安全的关系,盲目的处理裂缝,从而导致不必要的加固,或盲目认为裂缝对结构影响不大,从而导致应加固的结构未加固、结构隐患延续发展甚至造成较严重的后果。

本文通过对某建造于 21 世纪初的多层钢筋混凝土现浇框架房屋裂缝成因的案例的分析,反映正确分析裂缝成因的重要性,检测鉴定技术人员应对各种裂缝的性状、成因及对结构的影响进行深入细致的检测和分析,做到心中有数,否则容易造成误判。

2.1 工程概况

某钢筋混凝土框架结构房屋,建造于 2007 年,目前用作办公楼,地下 1 层,地上共 5 层。房屋各层层高均约为4.250 m。房屋建筑平面形状整体呈“L”形,主要轴网尺寸为 8.0 m×8.0 m。房屋的结构体系为现浇钢筋混凝土框架。该房屋的结构特点是三层及以上各楼层均有较大的向外悬挑,悬挑长度约 3.4 m,悬挑部分的楼面框架梁主要截面尺寸为 350 mm×700 mm;
各悬挑部位均砌筑有填充墙,填充墙采用加气混凝土砌块砌筑。

充墙在悬挑梁的根部位置普遍出现了竖向裂缝。2018年曾有检测鉴定机构对该房屋进行安全性检测,认为结构存在安全问题,需要对该悬挑梁进行加固处理;
在对加固方案论证过程中,有专家认为该裂缝为非受力引起的裂缝,不需要加固。为此,委托方对该裂缝的情况重新进行了检测鉴定。

2.2 现场检测情况

现场对房屋的建筑结构布置进行复核、检测,结果表明建筑结构布置与设计图纸基本一致,混凝土构件的强度达到C 30 的要求。对房屋倾斜情况测量结果表明,房屋无明显的倾斜和不均匀沉降。

对房屋 3 层悬挑梁的变形情况进行测量,结果表明,房屋 3 层悬挑梁无明显的变形。

对房屋损伤情况调查结果表明,房屋 3 层悬挑梁上部的填充墙在靠近悬挑梁根部的位置几乎均存在竖向裂缝,裂缝上宽下窄,最宽处约 3~4 mm。其余各层相应位置的填充墙未发现有明显的裂缝。

根据现场检测结果对房屋框架部分的承载力进行验算,结果表明房屋上部结构的承载力均满足要求。3 层悬挑梁的承载力有较大的富余量,且变形验算也满足规范要求。

由现场检测和承载力验算的结果可知,填充墙上的裂缝应该与悬挑梁的承载力和变形无关,而存在其他的原因。

2.3 原因分析

之所以判定该裂缝与悬挑梁的变形无关,在于裂缝形态与悬挑梁变形造成上部墙体开裂的形态不一致。我们知道,当悬挑梁(下部结构)发生变形引起填充墙(上部构件)开裂时,一般为斜裂缝,且裂缝向上延伸的指向为悬挑梁向下变形的方向(悬挑端)。

而实际填充墙上的裂缝主要是垂直裂缝,且位于悬挑梁的根部,该位置属于悬挑梁变形最小的部位,因此可以判断填充墙的裂缝与悬挑梁的变形基本没有关系。

为进一步查清损伤原因,现场检测中掀开了吊顶,观察填充墙的顶部未粉刷部分的情况,发现有填充墙存在竖向开线槽后,用水泥砂浆封闭的现象,而出现裂缝的位置基本上均位于开线槽后封闭的水泥砂浆与填充墙的交接处或另一侧的相同位置。

由此可知,该裂缝并非是由于主体结构受力或变形引起,而是不同材料之间的收缩变形不协调引起的材料收缩裂缝。我们知道,加气混凝土砌块的收缩变形相对较大,其变形受到周边构件的约束,往往会在墙体内形成一定的约束应力,而开线槽后,此处截面削弱,加之不同材料之间发生收缩变形,容易引起在开线槽处发生墙体开裂现象。

由于填充墙的材料收缩裂缝为非结构性裂缝,不影响房屋的安全使用,因此不需要对房屋的主体结构进行加固,只需要对填充墙的表面粉刷进行修补即可。

另据了解,该房屋三层悬挑部分结构目前情况正常,再次佐证了当初 3 层悬挑梁上的填充墙普遍出现竖向裂缝并非受力引起的裂缝。

(1)既有建筑的裂缝的成因多种多样,由于成因不同,裂缝对结构的影响也有所不同甚至没有影响,有害裂缝往往需要及时的加固处理,而对于非有害裂缝,不一定需要马上采取处理措施,往往结合房屋的修维护缮进行维修即可。

(2)检测鉴定实践中,准确地判断房屋裂缝的成因,往往不仅仅需要扎实的专业知识,更需要丰富的经验。如果对裂缝形态和特点不进行仔细分析,对其开裂的机理缺乏正确的认识,对裂缝问题的处理往往存在较大的盲目性。

(3)对房屋裂缝问题的处理,除扎实的专业知识、丰富的的实践经验外,检测鉴定技术人员也应具有高度的责任心和良好的职业精神,通过严谨细致的检测和分析,尽力避免因误判裂缝问题导致巨大的人力物力浪费、应加固的结构及时得到加固。

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