工程案例
業務范圍
砼小型空心砌塊填充墻開裂控制
發布時間：2014-08-09
提要：本文通過實地調查 ，總結出砼砌塊填充墻裂縫的分布規律，結合室內試驗和樣板工程，提出解決墻體開裂的初步方案。關鍵詞：砼小型空心砌塊 ；裂縫 ；收縮 ；機理 ；控制
1 引言
隨著國家禁止使用粘土墻體材料力度的不斷加大，砼小型空心砌塊由于價格低廉、環保、施工快速簡便，已在我省許多建筑工程中得到廣泛應用，但是隨之而來也出現了不少質量問題，如墻體的開裂、滲漏，上海、浙江、江蘇等地的建筑科研部門曾對砼小型空心砌塊（以下簡稱砼砌塊）承重墻進行過一些研究，但是對于非承重的框架結構填充墻的裂縫成因和治理，迄今國內還缺乏深入系統的研究。因此有必要對砼砌塊框架填充墻體開裂的成因和治理進行探討。
今年初，我站通過對12幢竣工建筑物和17幢在建工程的施工現場調查以及對8家砌塊生產廠家的考察，初步找出影響砌塊填充墻裂縫的幾種主要施工和生產因素。并結合室內試驗，提出解決砌塊墻體裂縫的初步措施，實踐證明這些技術措施可以有效地解決砌塊填充墻體的裂滲。
2 裂縫的分布規律
在調查中我們對12幢竣工建筑物進行詳細調查，總建筑面積11萬平方米。其中有4幢建筑物內外墻均采用砼砌塊砌筑；其余的8幢為外墻采用粘土空心磚，內墻采用砼砌塊砌筑。墻體的砌筑齡期為4-10個月。調查發現：這些工程在墻體砌筑時，基本上仍按粘土實心磚的砌筑方法施工，未采取其它防裂措施。裂縫的寬度為0.3mm-3mm，這些裂縫發生的主要部位有：
①框架梁底部、樓梯平臺梁底部與砌塊填充墻交接處出現水平裂縫如圖1所示。
②框架柱、構造柱與砌塊填充墻交接處出現豎向裂縫。
③洞口上方出現斜向上發展的裂縫。
④窗臺出現八字形裂縫。
⑤部分墻長過大的墻體中部出現豎向裂縫。
3 施工中存在的質量問題
在調查中我們對17幢在建工程（建筑面積197600m2）進行仔細檢查，其中有3幢工程內外墻均采用砼砌塊砌筑；余下的14幢為外墻采用粘土空心磚，內墻采用砼砌塊。檢查中發現相當多的建筑技術人員對砼砌塊的性能、特點及其應用技術不了解。尤其是一線操作工人，他們習慣于粘土實心磚的施工方法，施工時普遍存在著違章操作的現象，這些因素加劇了砼砌塊填充墻裂縫的發展，有時甚至是砌塊填充墻開裂的主要原因。調查中發現存在的質量問題主要有：
①使用不合格的砼砌塊：調查中我們對施工現場的14批砌塊進行抽檢，分別進行砌塊的力學和物理性能試驗，試驗結果：砌塊強度達不到設計要求的有4組 （設計強度等級為MU5）；軟化系數大于0.8的約有4組；相對含水率大于40%有4組。相當多的工地使用砌塊齡期不符合規范“28d方可上墻砌筑”的要求，大部分的砌塊齡期才10d就上墻砌筑，甚至發現齡期僅6d的砌塊上墻砌筑。這是砌塊填充墻產生收縮裂縫的主要原因。
②水平灰縫不平直、厚度不一，豎向灰縫砂漿不飽滿，出現透亮縫、通縫。有的豎向灰縫厚度達40mm，有的豎向灰縫厚度幾乎等于零。
③門頂未按規定設置砼過梁，用砌塊胡亂填塞，有的墻體剛砌筑幾天灰縫就己經出現開裂。
④砼空心砌塊與粘土實心磚混砌，在相同的條件下會產生不同的干縮值而引起內應力，最終導致墻體開裂。
⑤水電線管預埋位置不準，事后在砌好的墻上胡剔亂鑿，造成墻體嚴重受損如圖2所示。
⑥當填充墻砌至接近梁板底時，未按要求留一定空隙待砌體收縮穩定后（間隔7d）再用實心砌塊斜砌擠緊，而是一次性砌到頂。這是造成梁底出現水平裂縫的重要原因。
4 砼小型空心砧塊填充培升型的機理
4.1砼小型空心砌塊的特性
①砼小型空心砌塊是以干硬性砼用強力振蕩成型的，含有經水養護而生成的硅酸鈣水化物膠體。其干縮變形大，本次室內實驗成型養護7d的砌塊經標準干縮條件下測定其各齡期的收縮率，如圖3所示，至28d齡期其干縮率為302×10-6（即每米收縮0.302mm）；至60d齡期干縮率為353×10-6（即每米收縮0.353mm）。且其干縮變形特征是早期發展較快，砌塊出窯后30d以內的收縮變形較快，以后逐步變慢，幾年后才能完全停止干縮。
②砌塊含水率：在正常使用條件下，砌體砌筑后，砌塊含水率繼續下降，最低可達10%左右；砌塊隨含水率的降低而收縮，收縮大小與砌塊的原有含水率有關，也與溫濕度條件有一定關系。這種干縮是在一個相當長的時期內延續的，整個砌體處于徐變狀態中。砌塊干縮的另一個特點是：當砌塊再次被水浸濕后，體積膨脹，在其干燥過程中會再一次收縮，可稱為第二干縮。因此，在施工中，當雨水或其他水淋濕砌塊或砌體后，不采取必要措施、立即續砌新砌塊者，在其交接處必然產生裂縫。由于砌塊的含水量是影響干縮裂縫的主要因素，因此須對砌塊的含水率加以限制。
4.2墻體開裂的機理
①對于框架結構砌塊填充墻而言，我們可以把每一堵墻所包含的梁、柱、門窗洞口和填充墻、抹灰層、外墻裝飾層視為有機結合的一個“整體墻”。在這個“整體墻”中，由于許多的內在因素的影響，從而產生了形式多樣的內應力，砌塊的干縮是其中的一種主要因素。當砌塊砌筑時，材料一般較濕，其后由于氣候或使用條件而逐漸干燥，膠體水份排出而隨之收縮。當砌塊砌成墻后，體積的變化使其受到砂漿和其他構件的約束，形成內應力。這些內應力從墻體砌筑完成便已開始形成并一直在墻體中發生變化。當變化過程中形成較大的內應力并集中在墻體的某一部位，而該處的抗拉強度不足以抗衡的情況下，則會產生裂縫并將這部分的集中應力逐步釋放。
前述被視為“整體墻”的墻體是非均質體，它包含有梁、柱、門窗洞口和填充墻、抹灰層、外墻裝飾層等，這些不同結構物體的交接處是最容易產生應力集中的。
②另一類容易產生應力集中的位置是與后期施工有關的。比如在預埋暗線管處，由于砌體受到擾動，或者在藏暗線管后，溝槽內的砂漿填塞不飽滿密實，填塞砂漿因收縮造成與墻體抹灰層結合不牢等，影響了砌塊間的粘結，破壞了墻體的整體性。還有一類是由于使用了斷裂砌塊砌筑、砌體存在瞎縫、預留洞口填塞不嚴、灰縫不飽滿等不按照有關規定施工操作所引起的的應力集中。
上述集中應力逐步變化，當墻體的抗拉強度小于集中應力時，裂縫便由此而產生。
5 空心砌塊填充墻裂縫控制的措施
5.1裂縫控制的指導思想
影響砌塊填充墻開裂的因素很多，砌塊自身的干縮特性是主要原因之一。我們擬從三方面入手來解決這個問題。一是通過對砌塊材料進行改性處理，減少其干縮率。此項工作目前正進入室內試驗階段，初步的結果：1號配方的砌塊，齡期50d干縮率為120×10-6；僅為基準砌塊干縮率的35%。二是設置適當的“控制縫”，雖然砼砌塊填充墻的收縮變形是不可避免的，但是我們可以把裂縫出現的部位限定在我們指定的位置，在這些部位采取相應的構造措施。第三我們還必須考慮到本地區的砌塊生產現狀和施工操作水平，所采取的措施應該是價格適中為市場接受、可以有效解決問題、便于施工操作和事后監督管理檢查。
5.2砼砌塊墻體裂縫控制技術措施
砼砌塊墻體防裂具體措施在很多規范和導則里都有詳細規定的，本文僅就近年來在監督檢查中常見質量問題，結合此次課題研究的成果，提出幾點需要注意之處。
(1)采用干縮率小的砌塊，嚴格控制砌塊齡期不得低于28d。
(2)砌塊強度應大于5.0Mpa。
(3)砌塊的相對含水率，根據泉州地區的濕度條件，要求相對含水率應小于40%。另一方面鑒于絕大部分的砌塊生產廠家堆磚場地均為露天，易受到天氣影響，要求在雨季砌塊進工地后，應搬運至室內一間以上方可上墻砌筑。
(4)外填充墻應采用三排孔砌塊，內填充墻應采用雙排孔砌塊。
(5)墻長大于4m設置構造柱，把豎向裂縫控制在柱邊，避免在墻體其它位置發生開裂。
(6)在砌塊填充墻與框架梁、柱、樓梯平臺板交接處等應力集中部位加貼耐堿玻璃纖維網格布（網格為6×8mm）。頂層、外墻等變形較大的部位加貼雙層耐堿玻璃纖維網格布，或者在這些部位采用聚丙烯纖維抗裂砂漿抹灰。
(7)在門窗洞口的四角加貼雙層耐堿玻璃纖維網格布，如圖4所示。
(8)在水電線管密布的位置 （如樓梯間墻）設置預留線槽，盡量避免切割線槽對砌塊墻體造成損傷。
(9)水電線槽應用細石砼或砂漿填嵌補平，并加貼耐堿玻璃纖維網格布。
(10)保證砌體灰縫砂漿飽滿度和密實度，在砌筑四小時內用專用勾縫工具對灰縫進行二次勾縫。
(11)盡量采用主砌塊和輔助塊砌筑，嚴禁使用斷裂的砌塊砌筑。內外墻應盡量搭砌，確實難以搭砌的應按照圖集要求設置拉結鋼筋網片。
(12)預埋線管應采用切割機切割線槽，嚴禁隨意砍鑿敲打。
(13)砌塊砌筑時一般不要澆水，嚴禁使用過濕砌塊砌筑。盡量采用砌塊專用砂漿。
(14)日砌筑高度應控制在1.5m以內，當填充墻砌至接近梁底時，應待砌體收縮穩定至少7d以上，再用實心砌塊斜砌頂緊。
(15)門窗洞口周邊的砌塊孔內灌填細石砼。
6 結論
以上這些裂縫控制技術措施，近一年來已在我站監督的工程中應用并取得很好的效果，這些措施增加的工程造價和工程量很少，綜合造價按建筑面積算大約增加1～1.5元/m2。和其它未采取措施的同類工程相比，采取措施的砌塊墻體大部分未出現明顯的開裂，個別出現的裂縫經分析原因，大多與砌塊齡期不足提前上墻砌筑或施工操作失誤有關，且這些裂縫大多很細微。相信今后若采用減縮砼砌塊加上必要的輔助技術措施，應該可以消除砼小型空心砌塊框架填充墻裂縫通病。
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