1.現象
斜裂縫一般發生在縱墻的兩端,多數裂縫通過窗口的兩個對角,裂縫向沉降較大的方向傾斜,傾斜角度在45°左右,裂縫多呈平行分部;并由下向上發展,裂縫多出現在底層墻體,向上逐漸減少,裂縫寬度自下而上逐漸變小,一般磚混結構到三層很少看到這種裂縫。橫墻由于剛度較大(門窗洞口也少),一般不會產生太大的相對變形,故很少出現這類裂縫。這種裂縫常常在房屋建成后不久就出現,其數量及寬度隨時間而逐漸發展。窗間墻水平裂縫一般在窗間墻的上下對角處成對出現,沉降大的一邊裂縫在下,沉降小的一邊裂縫在上)。豎向裂縫發生在縱墻中央的頂部和底層窗臺處,裂縫上寬下窄。當縱墻頂層有鋼筋混凝土圈梁時,頂層中央頂部豎直裂縫則較少。
2.原因分析
斜裂縫主要發生在軟土地基上的墻體中,由于地基不均勻下沉,使墻體承受較大的剪切力,當結構剛度較差,施工質量和材料強度不能滿足要求時,導致墻體開裂。
窗間墻水平裂縫產生的原因是,由于地基沉降量較大,沉降單元上部受到阻力,使窗間墻受到較大的水平剪力,而發生上下位置的水平裂縫。
房屋底層窗臺下豎直裂縫,是由于窗間墻承受荷載后,窗臺墻起著反梁作用,特別是較寬大的窗口或窗間墻承受較大的集中荷載情況下(如禮堂、廠房等工程),建在軟土地基上的房屋,窗臺墻因反向變形過大而開裂,嚴重時還會擠壞窗口,影響窗扇開啟。另外,地基如建在凍土層上,由于凍脹作用也可能在窗臺處發生裂縫。
3.預防措施
加強地基探槽工作。對于較復雜的地基,在基槽開挖后應嚴格按照基土釬探工藝標準進行釬探,探出的軟弱部位會同設計單位共同確定處理方案,進行加固處理后,方可進行基礎施工。
合理設置沉降縫。凡不同荷載(高差懸殊的房屋)、長度過大、平面形狀較為復雜,同一建筑物地基處理方法不同和有部分地下室的房屋,都應從基礎開始分成若干部分,設置沉降縫使其各自沉降,以減少或防止裂縫產生。沉降縫應有足夠的寬度,操作中應防止澆筑圈梁時將斷開處澆在一起,或磚頭、砂漿等雜物落入縫內,以防房屋不能自由沉降而發生墻體拉裂現象。
加強上部結構的剛度,提高墻體抗剪強度。由于上部結構剛度較強,可以適當調整地基的不均勻下沉。故應在基礎頂面處及各樓層門窗口上部設置圈梁,減少建筑物端部門窗數量。
設計時,應控制長高比不要過大。施工時嚴格執行操作規程規定,如磚提前澆水潤濕,改善砂漿和易性,組砌方法正確,避免通縫和瞎眼縫,提高砂漿飽滿度,特別是磚墻豎縫砂漿的飽滿度應嚴格控制;在施工臨時間斷處留置斜搓。對于非抗震設防地區的房屋,當留置直搓時,也應留成陽搓,并按規定加設拉結筋,堅決消滅陰搓和無拉結筋的作法。
為預防不均勻沉降引起裂縫,《砌體結構設計規范》第6.3.3條有明確的規定,設計時可采取下列措施:增大基礎圈梁的剛度;在底層的窗臺下墻體內設置3道焊接鋼筋網片或2Φ6鋼筋,并深入兩邊窗間墻內不小于600㎜;采用鋼筋混凝土窗臺板,窗臺板嵌入窗間墻內不小于600㎜。大的門窗洞口下部,可以考慮設置鋼筋混凝土梁,以適應窗臺反梁作用而變形,防止窗臺處產生豎直裂縫,混凝土梁深入每端不小于600毫米。另外,窗臺部位應使用整磚砌筑。
在靠近原有建筑物新建房屋時,設計時應考慮對原有建筑物的沉降影響,采取相應的措施,預防原有建筑物因地基沉降而裂縫,比如新建房屋靠近原有建筑的一端基礎采取懸挑結構形式等,使新建建筑與原有建筑基礎保持一定的距離。如果新建建筑地基開挖較深,應考慮開挖時對原有建筑物的沉降影響,采取相應的措施,比如深基坑降水,可造成周邊土體沉降,在基坑周邊采取止水措施。
4.治理方法
對于沉降差不大,且已不再發展的一般性細小裂縫,如果墻柱構件與房屋結構的剛度和強度是足夠的,一般不會影響結構的安全和使用,采用表面處理,即采取砂漿堵抹即可。
對于不均勻沉降仍在發展,裂縫較嚴重且在繼續開展階情況,應本著先加固地基后處理裂縫的原則進行。一般可采用樁基托換加固方法來加固,即沿基礎兩側布置灌注樁,上設抬梁,將原基礎圈梁托起,防止地基繼續下沉。
防止地基繼續沉降還可以采取注漿加固處理,在基礎邊緣外起的一定范圍內對稱梅花狀布孔,孔深根據地質情況確定。通過用振動法(或鉆孔法)將注漿花管擊至設計灌漿加固深度,將普通硅酸鹽水泥(強度等級不低于32.5級)拌成的稠漿注入地基土中。即用有一定限度的壓力,使水泥稠漿向地基的孔隙、空隙和空洞灌注。灌漿時,漿液所受阻力較小,易于滲透充填。漿液的滲流是哪里薄弱,就往哪里鉆,形成不規則脈狀、網狀和窩團狀漿液流體;漿液流體包圍和膠結土粒及碎石,固化后形成有一定強度的網絡狀結石,與四周被擠密的填土一起形成復合地基,從而使地基結構趨于致密、均勻性改善、承載能力明顯提高。
沉降穩定后或地基繼續沉降問題解決后,應對裂縫墻體根據裂縫的嚴重程度,分別采用灌漿充填法(1:2水泥砂漿);鋼筋網片加固法(250mm×250mmΦ4—6鋼筋網,用穿墻拉筋固定于墻體兩側,上抹35mm厚1:2.5水泥砂漿或C20細石混凝土);拆磚重砌法(拆去局部磚墻,用高于原強度等級一級的砂漿重新砌筑)進行處理。還可以通過注漿法,其作法是,用空氣壓縮機將粘合劑灌人磚墻裂縫內,將開裂的墻重新粘合在一起,提高裂縫墻體強度的強度,具體施工方法如下:可沿裂縫打φ25mm孔,每個孔相距25mm左右,將建筑膠聚合水泥漿灌入孔內,形成銷鍵來抵抗剪力,依靠建筑膠聚合水泥砂漿將裂縫粘成整體。按照裂縫的寬度配制三種漿。當裂縫寬度在0.2~1mm時用稀漿,裂縫寬度在1~5mm時用稠漿;裂縫寬度在5~15mm時用砂漿。具體灌漿修補磚墻裂縫的施工工藝如下,即:清理裂縫→粘灌漿嘴子→封閉裂縫→檢查封閉程度→灌漿。具體施工工藝可按下圖施工: