异常气候条件下墙砖裂缝的预防措施

作者：陈刚 聂宗泉 崔秀君 焦宁艳 吴吉祥 单位：中铁四局集团安哥拉分公司 中铁四局集团技术中心 中铁四局集团设计研究院

主要裂缝成因分析

地基不均匀沉降因素影响分析地基不均匀沉降会在墙体内产生附加应力，从而可能导致墙体开裂。由地基不均匀沉降引起的裂缝一般出现在建筑物的底部，且多为斜裂缝；而由建筑物两端下沉引起的上部受拉开裂多表现为竖向裂缝，且裂缝宽度形态表现为上宽下窄。从现场调查情况来看，现场调查未见建筑上部出现竖向裂缝，且符合上宽下窄的裂缝特征；仅仅底部出现斜向裂缝的情况也不多见，也即现场调查未见明显符合沉降特征的裂缝分布形式。从沉降观测数据来看，各测点的最大沉降量不超过25mm，大部分测点沉降量都在15mm以内，与基础沉降计算结果及平板载荷试验结果基本吻合。不论是计算结果、试验结果还是沉降观测结果，均表明本项目房屋基础沉降量和沉降差都很小，远未达到规范限值。基础没有产生明显的不均匀沉降，因而也不会对砖混结构房屋墙体开裂产生明显影响。温差变形因素影响分析温差裂缝是砖混结构墙体中最常见的裂缝形式。由于昼夜温差、室内外温差及季节性温差等的存在，会引起材料的热胀冷缩，以及结构材料间线胀系数的不同和不同构件间的约束作用，构件本身或构件之间就可能出现温差裂缝。多层砖混结构中，温差裂缝主要表现为由于钢筋混凝土楼盖（楼板）和砖砌体间不同的温度变化和线胀系数而产生的相互作用。当屋面受到太阳辐射或较高气温作用引起温升高于墙体时，屋面板和墙体之间就会产生变形差，而由于屋面板膨胀受到墙体约束，将在墙体中产生拉应力和剪应力，当此温差应力超过墙体抗拉或抗剪强度时，就会导致墙体开裂。由于洞口角部存在应力集中现象，砖混结构外墙温差裂缝主要出现于门窗洞口四角，且往往呈对角斜向分布。安哥拉罗安达属热带草原气候，虽然年平均气温不高，但日温差较大，达到22°左右，且罗安达位于赤道附近，太阳直晒下屋盖（楼板）温度远高于墙体。为全面调查了解本项目房屋温度变化情况，分析砌体施工开裂原因，对部分房屋进行温差测量。外墙、内墙及楼板温度测量测点布置（图略）从对本工程项目部分房屋不同时段不同部位的温度测量结果来看，在中午时段，屋面板上表面平均温度为44．3℃，最高温度达到57．4℃。对应时间段内，顶层外墙平均温度达32．8℃，最高温度38．2℃。已完成保温层施工的房屋，屋面板和墙体温差一般在10℃以内，而对于未及时施工屋面保温层或楼板长期暴露的房屋，屋面板和墙体的最高温差可达20℃以上。现场调查发现，本工程项目部分砖混结构房屋在施工过程中未能及时施工屋面保温层或存在中间层楼板长期暴露的情况，致使屋面板（楼面板）长期暴露在阳光直射环境下，导致屋面板和墙体产生较大温度差，且日温差对结构作用频次很高，从而致使部分砖混结构墙体产生较为严重的温差裂缝。部分裂缝变化观测情况也表明温差对裂缝的影响，为裂缝处腻子饼因温度变化而开裂。材料干缩作用因素影响分析本工程砖混结构墙体主要采用水泥多孔砖，其本身收缩性大，抗拉强度低，当墙体干燥收缩变形受到外约束作用时，墙体就将产生拉应力，从而易在门窗洞口角部等应力集中部位开裂，是砖混结构墙体开裂的主要原因之一。水泥多孔砖本身收缩性大，特别是龄期28d前的收缩不仅数值大，而且收缩速度快。现场对砖混结构使用的水泥多孔砖进行了收缩率的测试，从测试情况看，前10d的收缩率最大的约1．0mm／m。相关规程要求水泥多孔砖（混凝土砌块）龄期不足28d不得上墙。但现场调查结果表明，本工程初期，因生产能力跟不上，也存在部分墙体施工时采用了不足28d龄期的砖。此外，水泥多孔砖吸水率大，干燥的混凝土砌体容易吸收抹灰层中的水分，影响砂浆强度与墙面粘结力，也是造成墙面容易开裂的原因之一。施工工艺因素影响分析（1）水泥多孔砖二次收缩影响。对于干缩已趋稳定的水泥多孔砖和混凝土砌块，如被雨水浸湿后，会再次发生干缩，通常称为第二次干缩。水泥多孔砖和混凝土砌块在含水饱和后的第二次干缩，其稳定时间比成型硬化过程的第一次干缩时间要短，一般为15d左右。第二次干缩的收缩率约为第一次干缩的80％左右。现场调查发现，本工程水泥多孔砖（混凝土砌块）生产场地未设置防雨措施，以及在上墙施工中没有进行砌块含水率的控制，导致砌体上墙后失水产生收缩加剧形成裂缝。（2）砂浆性能的影响。水泥砂浆的质量高低也直接影响砌体及抹灰层的质量。水泥砂浆保水性差，其水分易被砖吸收而影响砂浆硬化，其强度、粘结力也随之下降；此外，施工现场水泥砂浆一般多为现场搅拌的方式，虽有试验配合比，但人为的操作原因很难准确把握配合比。大部分墙体抹灰层的开裂都与砂浆的强度有关。（3）抹灰工艺影响［13］。抹灰一次成活，或分层抹灰时无适当间隔时间，或抹灰层过厚未采取设钢丝网片处理等加强措施而产生裂缝；因抹灰层自收缩、塑性收缩、滑移等，引起较大裂缝或微裂纹产生；特别是安哥拉地区天气干燥炎热，抹灰后失水过快，施工前期缺水严重，难以做到及时喷雾养护，从而影响抹灰层砂浆强度及与基层的粘结力，容易引起干缩裂缝。

裂缝防治措施

裂缝预防设计措施（1）顶层外纵墙和横墙交接处、内纵墙端开间、部分有挑梁的横墙等部位，增设部分抗裂构造柱（图略）（2）顶层内横墙窗台顶开始，每2皮砖设26抗裂筋。顶层山墙及顶层内纵墙端开间每2皮砖设26抗裂筋，沿顶层全高设置。顶层外纵墙端开间窗台下设3道26抗裂筋，每2皮砖一道。（3）在房屋外纵墙窗台下及窗顶标高处设90mm高通长钢筋混凝土窗台梁及窗楣梁（图略），预防窗洞口角部裂缝。裂缝预防施工措施（1）屋面板浇筑完成应尽早进行屋面保温层和防水层的施工；屋面施工尽量避免高温天气；其余楼层楼板施工完成后也不宜直接暴露在阳光下，应作适当遮蔽。（2）水泥多孔砖的龄期不宜小于56d，不应小于28d。砌筑砂浆应采用中粗砂，严禁使用细砂和混合粉。（3）砌体灰缝须饱满密实、组砌方法须正确、接槎须规范、拉接筋敷设须符合要求。（4）砌筑砂浆须随拌随用，当气温在30℃以下砂浆须在3h内用完，当气温在30℃以上时砂浆须在2h内用完，严禁在砌筑现场加水二次拌制。（5）砌体结构砌筑完成后宜30d后再抹灰，最短不得少于20d。粉刷墙面时，墙面应干净，墙面粉刷宜刷素水泥浆，边刷浆边粉刷。被雨水淋透的墙体应等墙体干燥后才可粉刷。（6）墙体粉刷时，在粉刷层砂浆内掺入聚丙烯等抗裂纤维。

结束语

针对安哥拉特殊的气候环境条件，通过对罗安达地区砌体结构墙体裂缝成因的系统分析，提出并实施的裂缝预防措施在后期项目中取得了显著效果，墙体裂缝得到了有效控制。此外，也为国内其他企业海外工程承包提供经验和借鉴。