砌体结构工程质量事故

项目4砌体结构工程,本章重点分析了砖砌体产生裂缝的原因，并进行了疏理和归纳。开裂、屋面渗漏、基础沉降是砌体结构常见的质量问题。对小型砌块砌体工程容易产生的“热、裂、漏”质量缺陷，从多方面进行分析，并掌握砖砌体承载力和稳定性不足的加固方法,4.1砖、石砌体工程,砌体工程的质量事故从现象上来看，有砌体裂缝、砌体错位变形、砌体倒塌等。引起砌体裂缝的主要原因：地基不均匀沉降、温差变形、砖砌体承载力不足。在建筑工程中，砌体裂缝频率高，有的裂缝也难于避免。砌体工程施工质量验收规范(GB502032002)，对砌体开裂，作了如下规定：对有可能影响结构安全性的砌体裂缝，应由有资质的检测单位检测鉴定，需返修或加固处理的，待返修或加固满足使用要求后进行二次验收；对不影响结构安全性的砌体裂缝，应予以验收，对明显影响使用功能和观感质量的裂缝，应进行处理。从上述规定来看，完全避免砌体裂缝有一定的难度。,4.1砖、石砌体工程,引起砖、石砌体裂缝的原因：1.地基不均沉降(1)地基沉降差大，造成砌体下部出现斜向裂缝。(2)地基局部塌陷，使墙体出现水平或斜向裂缝。(3)地基冻胀造成基础埋深不足。(4)填土地基浸水产生不均匀沉降。(5)地下水位较高的软土地基，因人工降低地下水位，引起附加沉降。,4.1砖、石砌体工程,2.温差收缩变形(1)温差影响不同材质或同一材质不同部位线膨胀差异。(2)北方寒冷地区，砌体胀缩受到地基约束。3.设计不当或设计构造处理不当(1)设计安全度不足，受压砌体强度安全系数小于设计规范的规定。(2)任意改变砌筑砂浆的品种和强度等级。(3)任意改变建筑物的用途或构造，例如把横向承重的小开间改用为大开间，把非承重的纵墙当成承重墙，如在设计时，在节点构造处理时省去梁垫。(4)建筑盲目加层，加大了承重墙的荷载。,4.1砖、石砌体工程,(5)任意改变挡土墙后的填土料，或排水、泄水构造不良，致使挡土墙抗剪强度不足，引起砌体水平裂缝。(6)变形缝设置位置不当或缝宽过小，应力致使墙体开裂。(7)建筑结构整体刚性较差，混凝土圈梁不闭合交圈。(8)不同结构混合使用或新旧建筑连接不当。前者如在钢筋混凝土梁上砌砖墙，因梁挠度引起开裂；后者新旧建筑的基础分离，新旧砖墙结合处产生裂缝。4.承载力不足砌体承载力不足，主要原因是砌体的强度不够和砌体的稳定性差，存在这两个原因，就容易引起砌体裂缝。,4.1砖、石砌体工程,1)影响砌体抗压强不够的主要原因：(1)砖和砂浆的标号是确定砌体强度的两个主要因素。在施工中如降低了标号，势必降低砌体的强度。(2)砖的形状和灰缝厚度不一，会影响砌体的强度。如果砖表面不平整或厚簿不均匀，就会造成砂浆层厚度不一，引起较大的附加弯曲应力，使砖破裂；砂浆和易性差、灰缝不饱满也会增加单砖内受到的弯曲和剪切应力增加，降低了砌体的强度，如据有关科研单位试验结果表明，当竖缝砂浆很不饱满或完全无砂浆时，砌体的抗剪强度会降低40%50%。,4.1砖、石砌体工程,2)影响砌体稳定性的主要原因：(1)墙、柱的高厚比超过了规范允许的高度比，使其刚度变小，稳定性差。(2)砌体受温差收缩变形影响，当收缩引起的应力超过砌体的抗拉强度时，容易在纵墙中部沿砌体高度方向产生上下贯通的竖向裂缝，降低砌体的稳定性。(3)砖砌组合不当。砖通过一定的排列，依靠砂浆的粘结形成一个整体(砌体)。如砌体是在受压状态承受压力，为了使所有砖均能平均承受外力和自重，必须使将受到的压力沿45线向下传递，使整个砌体由交错45应力线联为整体。如果在砌筑砖砌块时，排序不合理，就会降低砌体抗压强度和稳定性，引起裂缝。,4.1砖、石砌体工程,(4)在砌筑石料时，因料石自重大，表面又不规则，没有使石料的重心尽量放低，又忽视设置拉结石，或设置了拉结石没有相互错开，或每0.7m2墙面拉结石少于1块，会造成砌体不稳定(见图4.1)。此外，造成砌体裂缝，还关系到使用方面的原因。如何分析砌体常见裂缝的产生原因，归纳如下：温度变形造成的裂缝：裂缝的位置。多出现在房屋顶部附近，以两端最为常见。裂缝的形态。常见的为斜裂缝，裂缝呈一头宽一头细或两头细中间宽，其次是水平裂缝，形态为中间宽两头细，呈断续状；再其次是竖向裂缝，缝宽不均匀。,4.1砖、石砌体工程,图4.1石砌体组砌示意图(a)正确砌法；(b)错误砌法,4.1砖、石砌体工程,裂缝出现的时间。多数出现在冬夏两季以后。裂缝的变化。裂缝会随温度变化产生裂缝宽度和长度的变化，但不会无限制增宽和增长。地基不均匀沉降造成的裂缝：裂缝的位置。多数出现在房屋下部；对等高的一字形房屋，裂缝一般出现在房屋两端；其它形状的房屋，裂缝多数出现在沉降最为剧烈处；一般裂缝都发生在纵墙体。裂缝的形态。常见为斜向裂缝，位于门窗洞口处较宽；贯穿房屋全高的裂缝呈上宽下细。地基局部塌陷呈水平裂缝，缝宽比较大。裂缝出现的时间。一般发生房屋建成后不久出现，施工期间出现裂缝不多见。,4.1砖、石砌体工程,裂缝的变化。随地基的不均匀沉降裂缝增多增宽增长，地基变形稳定后，裂缝不再变化。砌体承载能力不足造成的裂缝：裂缝的位置。多数出现在砌体应力较大部位。轴心受压柱裂缝常发生在柱下部1/3处，如梁或梁垫下的因局部承压强度不足出现裂缝。裂缝的形态。裂缝方向与应力一致，裂缝两头细中间宽，受拉裂缝与应力垂直，受弯裂缝在受拉区外边缘较宽，受剪裂缝与剪力作用方向一致。裂缝出现的时间。大多数裂缝发生在荷载突然增加时。裂缝的变化。随荷载和作用时间的增加，裂缝宽度增大。,4.1砖、石砌体工程,混合结构砌体的裂缝比较普遍，河北省某设计院对该市的73栋新建砖混结构建筑物进行了调查，发现68栋房屋的砖墙都有较明显的裂缝，占调查建筑物的93.2%。裂缝不仅影响建筑物美观，而且有的造成渗漏水、保温、隔热、隔声性能下降等。有的降低或削弱建筑结构的强度、刚度、稳定性、整体性和耐久性，缩短使用年限；有的甚至发展成倒塌事故。因此，一旦发现砌体裂缝，就应定期观测，及时分析，并采取必要的应急措施。砌体裂缝种类甚多，形态各异，原因又较复杂，分析的关键是区别裂缝的种类与成因。造成砌体裂缝的原因是多方面的：90%的裂缝是温度变形和地基变形造成的，少量裂缝为设计不合理、材料质量低劣、施工不规范、施工环境和外部影响等因素引起的。,4.2混凝土小型空心砌块砌体工程,墙体材料的用量几乎占整个房屋建筑总重量的50%左右。长期以来，房屋建筑的墙体砌筑一直是沿袭使用粘土砖为主，破坏良田又耗用了大量能源。发展混凝土小型空心砌块建筑体系和轻墙体系是必然趋势。当前，新型墙体材料的生产与应用发展很快。新型墙体品种很多，如按用途来分，可分为外墙和内墙小砌块，按受力情况，又可分为承重和非承重两大类。砌筑混凝土小型空心砌块的墙体，容易出现的质量缺陷是“热、裂、漏”。1.热的原因分析1)混凝土砌块保温、隔热性能差，这是因混凝土本身传热系数高所致。,4.2混凝土小型空心砌块砌体工程,2)砌块使用了单排孔的规格品种，使起保温隔热作用的空气层厚130mm，没有充分发挥空气特别具有的保温隔热作用(块型见图4.4)。3)单排孔通孔砌块墙体，上下砌块仅靠壁肋面粘结，上下通孔，产生空气对流，热辐射大。4)外墙内面没有粉刷保温砂浆。,图4.4轻集料混凝土小砌块型,4.2混凝土小型空心砌块砌体工程,2.裂的原因分析混凝土小型砌块墙体，产生的裂缝的部位及裂缝的原因，如沉降裂缝、温差裂缝、收缩裂缝，原因大致相同。1)砌块本身变形特征引起墙体裂缝轻集料混凝土小砌块受温度、湿度变化影响比粘土砖大，存在着潮湿膨胀、干燥收缩的变形特征。砌块墙体对温度特别敏感，线膨胀系数是粘土砖的2倍，空心砌块壁薄，抗拉力较低，当胀缩拉应力大于砌体自身抗拉强度时，产生裂缝。砌块干燥稳定期一般要一年，第一个月仅能完成其收缩率的30%40%，砌块墙体与框架梁、柱连接处也会因收缩率不一致，产生裂缝。,4.2混凝土小型空心砌块砌体工程,2)构造不合理造成墙体裂缝砌块墙柱高厚比、砌块墙体伸缩缝、沉降缝的间距等超过了空心砌块规范规定的限值。砌体与框架、柱连接缝处没有采取防裂技术措施。没有针对砌体的抗剪、抗拉、抗弯的特性，提高砂浆的粘结强度。3)施工质量的影响使用了龄期不足、潮湿的砌块。砌块的搭接长度不够(小于90mm)或通缝。砌筑砂浆强度低，灰缝不饱满。预制门窗过梁直接按放在非承重砌块上，没设梁垫或钢筋混凝土构造柱，造成砌体局部受压，造成墙体裂缝。采用砌块和粘土砖混合砌筑。,4.2混凝土小型空心砌块砌体工程,3.漏的原因分析1)砌块本身面积小，单排孔砌块的外壁为3035mm，下上砌块结合面约为47%。2)水平灰缝不饱满，低于净面积90%，留下渗漏通道。3)砌筑顶端竖缝铺灰方法不正确，先放砌块后灌浆，或竖缝灰浆不饱满低于净面积80%。4)外墙未做防水处理。砌体抗压强度不足的处置措施1)如因砖的质量低劣、砂浆强度不足，又是包心砌法砌的砖柱，可采用托梁换柱的方法，并一定用支撑撑牢承重梁。支撑必须经过计算，要确保安全和稳定。然后，拆除不合格的砖柱，换合格的优质砖，并提高砌筑砂浆强度等级，重新砌好砖柱和放置预制梁垫。,4.2混凝土小型空心砌块砌体工程,安装梁垫时，先浇水湿润砖柱顶面，铺括1:2水泥砂浆10mm左右厚，将预制梁垫就位，用4个铁楔子楔紧加压，使梁垫下与砖柱接触紧密，上面与梁底经铁楔子楔紧的空隙用硬性1:2水泥砂浆填满，堵塞紧密。湿养护7d。当砌筑砂浆强度达到设计要求，填缝砂浆强度达到M5以上时，将梁下支撑慢慢拆除。2)若砖柱的承压力不足主要是因截面偏小时，加固方法为外包配筋的砖砌体。每隔5皮砖高要在砖缝中插2根钢筋和新砌砖搭接。也可在原有砖柱外配钢筋浇混凝土的方法，扩大截面，提高砖柱的抗压等强度。,4.2混凝土小型空心砌块砌体工程,3)在设计时，应验算砖柱结构的强度和稳定性。柱顶要设置钢筋混凝土垫块；垫块可预制，也可现浇。4)加强砖柱的施工管理，如砖需用整砖，强度等级必须满足设计要求；浇水湿润；砂浆成分严格按配合比计量，搅拌均匀，随拌随用；砌筑砂浆稠度控制在70m