常見建筑磚砌體裂縫原因及其防治.doc

常見建筑磚砌體裂縫原因及其防治 RSS 打印 復(fù)制鏈接 大 中 小 發(fā)布時(shí)間：2011-10-27 08:30:49 1、溫差變形引發(fā)的磚砌體裂縫 這類裂縫較典型和普遍的是建筑物(特別是那些縱向較長的)頂層兩端內(nèi)外縱墻上的斜裂縫，其形態(tài)呈“八”字或“X”型，且顯對稱性，但有時(shí)僅一端有，輕微者僅在兩端12個(gè)開間內(nèi)出現(xiàn)，嚴(yán)重者會(huì)發(fā)展至房屋兩端1/3縱長范圍內(nèi)，并由頂層向下幾層發(fā)展。此類型縫對那種剛性屋面平屋頂、未設(shè)變形縫、隔熱層的房屋，更易發(fā)生。產(chǎn)生的直接原因是混凝土結(jié)構(gòu)屋面的伸縮變形牽引其下磚砌體超過其材料抗拉強(qiáng)度的結(jié)果。具體的機(jī)理可認(rèn)為是：在陽光照射下(特別是南方地區(qū))屋面板溫度可高達(dá)6070，而在其下的磚砌體僅為3035，如此大的溫差，加上混凝土線膨脹系數(shù)比磚砌體近似大一倍，則根據(jù)王鐵夢建筑物的裂縫控制一書中提出的計(jì)算理論和公式，可計(jì)算出砌體中的主拉應(yīng)力。設(shè)砂漿強(qiáng)度M5.0、磚強(qiáng)度Mu7.5時(shí)，則其沿灰縫截面破壞時(shí)的軸心抗拉、抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值僅為0.14MPa和0.12MPa，而沿齒縫通縫的彎曲抗拉強(qiáng)度僅為0.25MPa和0.12MPa，則溫差引起的砌體主拉應(yīng)力大于砌體本身抵抗力的50%300%不等。又加上房屋兩端為“自由端”，水平約束力小，上部砌體垂直壓力較小，如無相應(yīng)措施上述裂縫在所難免。當(dāng)屋面向兩端熱脹時(shí)，致使下部砌體出現(xiàn)正“八”字縫，當(dāng)冷縮時(shí)，就出現(xiàn)倒“八”字縫，一脹一縮則易出現(xiàn)“x”字縫。其防治的主要方法：一是減緩消除熱脹冷縮動(dòng)力源，如設(shè)隔熱層、變形縫；二是增強(qiáng)相關(guān)砌體抗力，如提高砂漿強(qiáng)度，提高飽滿度，空斗改實(shí)砌，加筋砌體，加設(shè)構(gòu)造柱；三是提高抹灰的抗裂能力(對于不影響結(jié)構(gòu)安全的縫)。 例如本縣長途運(yùn)輸公司一號集資樓，磚混7層，面積4901m，建于1994年10月1996年4月，縱長56m，未設(shè)變形縫，屋面為多孔板灌縫找平后加小青瓦坡屋面防水，兩側(cè)縱長為寬2m現(xiàn)澆屋面板并作排水檐溝使用，當(dāng)年夏季過后即發(fā)現(xiàn)東西兩端頂層邊套邊間縱墻出現(xiàn)約45斜裂縫。為此，決定先作石膏試餅觀察，及至1997年夏季后裂縫加劇，并由邊間向內(nèi)二三間發(fā)展、頂層向六、五層發(fā)展。在查明施工、設(shè)計(jì)及現(xiàn)狀后即采取了對癥措施：以每套為獨(dú)立元，將屋面板間正對的每套之間的多孔板端縫，重新切開留縫；將相對此端縫的現(xiàn)澆檐溝板切縫分開(減緩了動(dòng)力源)；將其內(nèi)一道空斗縱墻干脆拆除改實(shí)砌；在不明顯影響結(jié) 構(gòu)安全的縫部位，鏟除原抹灰后加鋼絲網(wǎng)片，再用高標(biāo)號水泥砂漿粉刷修補(bǔ)。一年后再檢查未見變化。 又如在此事例教訓(xùn)下的該單位第二幢集資樓，磚混7層，面積6037m，建于1996年6月1998年6月，為防治上述裂縫，在六、七層的兩端1/3縱長上加設(shè)必要的構(gòu)造栓，提高砌筑砂漿強(qiáng)度到M5.0，全部實(shí)砌處理，至今檢查未見此類裂縫出現(xiàn)。 同理，溫差裂縫尚有屋面結(jié)構(gòu)與其下相應(yīng)砌體之間的水平縫，包角水平縫，沿窗上下角水平縫，女兒墻根部水平縫以及出現(xiàn)在靠近外縱墻的橫墻上的內(nèi)高外低斜裂縫等等。對于出現(xiàn)這類斜裂縫一般為：上幾層多于下幾層，輕微者僅在靠外墻端約0.51.0m位置上，有12條縫而已，嚴(yán)重者可達(dá)橫墻1/3跨度及各層都有，尤其是那種層層設(shè)混凝土梁(如圈梁)和縱橫墻交角設(shè)混凝土柱(如構(gòu)造柱)的房屋，其產(chǎn)生裂縫的機(jī)理可以認(rèn)為是：由于外墻柱及橫墻 (包括填充墻)上下梁均為混凝土結(jié)構(gòu)，其線膨脹系數(shù)大于磚砌體近一倍，再加上溫差效應(yīng)，受熱脹時(shí)，柱向上伸長(下有地基約束)，梁向外墻伸長(內(nèi)約束大于外端)，于是在橫墻端部 產(chǎn)生豎、橫向拉應(yīng)力y和x合力為主拉應(yīng)力r，約45(如圖1)，當(dāng)r超過砌體抵抗強(qiáng)度時(shí)，裂縫就出現(xiàn)了。與此同理出現(xiàn)的尚有如窗角“八”字縫以及沿窗上下腳的水平縫等。防治這類縫的有效措施是加設(shè)混凝土窗臺(tái)盤（具體做法如圖2)，它不僅可以防裂縫，還可有效地解決鋁合金等窗框安裝配合問題，防止窗周滲漏水。 典型的例子是本縣一個(gè)縣府干部集資房工程，磚混7層，面積3500m，于1997年底開工到1998年10月完工，1999年上半年就發(fā)現(xiàn)自上而下靠外墻橫墻及窗角斜裂縫和“八”字縫，下半年越烈，2000年后仍在變化，但已趨緩，由于未涉及結(jié)構(gòu)安全，故作加鋼筋網(wǎng)片修補(bǔ)處理。另一例是本縣巨浦中銀教學(xué)樓，磚混4層，面積1300m，于1995年9月開工，1996年3月完工，同年夏季后發(fā)現(xiàn)窗角“八”字縫自上層往下發(fā)展，1997年加劇，排除基礎(chǔ)不均勻沉降后，施工質(zhì)量可作一個(gè)因素考慮，經(jīng)分析，動(dòng)力源認(rèn)為是混凝土梁柱溫差變形。為此，加補(bǔ)混凝土窗臺(tái)盤和補(bǔ)縫處理后，至今未見變化。 2、基基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫 一般在建筑物下部，由下往上發(fā)展，呈“八”字、倒“八”字、水平及豎縫。當(dāng)長條形的建筑物中部沉降過大，則在房屋兩端由下往上形成正“八”字縫，且首先在窗對角突破；反之，當(dāng)兩端沉降過大，則形成的兩端由下往上的倒摪藬字縫，也首先在窗對角突破，還可在底層中部窗臺(tái)處突破形成由上至下豎縫；當(dāng)某一端下沉過大時(shí)，則在某端形成沉降端高的斜裂縫；當(dāng)縱橫墻交點(diǎn)處沉降過大，則在窗臺(tái)下角形成上寬下窄的豎縫，有時(shí)還有沿窗臺(tái)下角的水平縫；當(dāng)外縱墻凹凸設(shè)計(jì)時(shí)，由于一側(cè)的不均勻沉降，還可導(dǎo)致在此處產(chǎn)生水平推力而組成力偶，從而導(dǎo)致此交接處的豎縫。如本縣新建的石門中學(xué)教學(xué)樓，局部地基為粉砂層，下挖一部分換土處理后采用混凝土柱下帶基施工，于1999年9月開工至2000年4月基本完工，粉刷之后，在中間檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，一側(cè)外窗臺(tái)下角出現(xiàn)上寬下窄豎縫及窗間墻水平縫，共4層均有發(fā)現(xiàn)，但下層比上層嚴(yán)重，調(diào)查原因中發(fā)現(xiàn)，由于附近山澗水直接沖刷滲透地基土導(dǎo)致在縱橫交點(diǎn)處沉降過大，再加墻外堆土過高(超過原設(shè)計(jì)室外標(biāo)高近2m)，從而增加附加沉降，為此，立即采取攔截澗水和鏟除堆土的措施，近半年后觀測裂縫已無變化。 對于不均勻沉降導(dǎo)致的裂縫應(yīng)以預(yù)防為主，即無地質(zhì)勘察資料嚴(yán)禁做施工圖設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按圖施工，不得擅自更改、任意處理，根據(jù)本地區(qū)通病，如能在那些開大窗洞的教學(xué)樓底層窗臺(tái)下設(shè)置構(gòu)造圈梁與地梁構(gòu)成剛度較大的復(fù)合墻梁結(jié)構(gòu)，對防止所述裂縫有明顯效果。治理的原則是，觀測裂縫發(fā)展的速度、部位、程度，決定是表面處理還是上部加固或基礎(chǔ)加固處理。 3、特殊砌體材料產(chǎn)生的裂縫 如混凝土小型空心砌塊、灰砂磚等的砌體，前者致裂的主要原因是豎縫砂漿難以飽滿以及特殊的構(gòu)造要求未能跟上。后者一般使用溫州地區(qū)蒸壓灰砂磚，由于其本身對溫差敏感、表面光滑等特殊性，雖然外觀、尺寸指標(biāo)均較好，但在實(shí)際使用中對嚴(yán)格的灰砂磚砌體施工規(guī)程不熟悉，缺少使用經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致除存在粘土磚常見裂縫外，還常見在較長墻段中及外墻窗臺(tái)下的豎斜裂縫。其機(jī)理可以認(rèn)為：剛出廠的灰砂磚穩(wěn)定性差。灰砂磚主要由細(xì)砂和石灰組成，蒸壓養(yǎng)護(hù)后，一般不到一周即已出廠，但根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，灰砂磚在出廠的一月內(nèi)其釋放的熱量較大，存在著反復(fù)的化學(xué)反應(yīng)過程，而且實(shí)際上一時(shí)難以完全反應(yīng)，因此，體積極不穩(wěn)定。對含水率有苛刻的要求，據(jù)有關(guān)試驗(yàn)資料和使用經(jīng)驗(yàn)表明，含水率控制在7%10%之間砌體可獲得較好的粘結(jié)力和抗剪強(qiáng)度，否則影響明顯。磚體表面太光滑，粘結(jié)性能差，特別是當(dāng)含水率不當(dāng)致使砌體砂漿強(qiáng)度低劣粘結(jié)不良后，直接地導(dǎo)致了在縫間抗拉剪強(qiáng)度低下。預(yù)防的主要方法：確保使用前的穩(wěn)定期；嚴(yán)格控制含水率；嚴(yán)格按溫州地區(qū)有關(guān)灰砂磚操作規(guī)程和構(gòu)造要求施工，如在較長墻段中部及窗臺(tái)下設(shè)統(tǒng)長構(gòu)造筋等；改善磚面造型 (如生產(chǎn)糙面灰砂磚)。如能切實(shí)落實(shí)這四類措施，在目前大力推廣使用墻改材料的今天，灰 砂磚還是有廣泛的生產(chǎn)和應(yīng)用潛力的。 例如本縣公改25幢商品房于1997年4月開工，1999年11月完工，采用灰砂磚砌體，由于缺乏使用經(jīng)驗(yàn)，于今年檢查中發(fā)現(xiàn)在較長墻段(大于5m，包括有交叉墻的直線段)及窗臺(tái)下、上下角等，無論上下層，普遍有豎、斜縫出現(xiàn)，為此加設(shè)鋼筋網(wǎng)片修補(bǔ)后，未見再現(xiàn)。 4、其它裂縫 這些裂縫包括：混凝土構(gòu)件變形導(dǎo)致的砌體裂縫，如當(dāng)挑梁上填充墻、梁相繼同步施工致使撓度過大，其上砌體產(chǎn)生內(nèi)低外高斜裂及與外縱墻之間的豎縫等；砌體本身承載力不足如磚柱承載不足時(shí)在下部1/3高度處出現(xiàn)的豎縫；砌體構(gòu) 造要求不良如施工洞留置和拉結(jié)筋放置不當(dāng)造成的洞邊縫(如我縣2000年6月份完工的綜協(xié)字59幢就是一例，其施工洞留在與內(nèi)縱墻交叉的橫墻上，結(jié)果自下到上各層在這點(diǎn)交角上均出現(xiàn)了豎直縫)；施工質(zhì)量差造成的縫，如砌體通縫，灰縫砂漿不飽滿，含水率掌握不當(dāng)，腳手眼設(shè)置不當(dāng)，組砌不當(dāng)?shù)?。這些裂縫形態(tài)各異，必須對癥防治。 5、小結(jié) 綜上分析，砌體裂縫因溫差和磚的材質(zhì)因素產(chǎn)生的較普遍，而以沉降、超載致裂的危害較大，但其危害性和處理方法也不能一概而論，在具體處理時(shí)務(wù)須正確區(qū)分，對癥防治，且以防為主。治理的原則：凡已涉及結(jié)構(gòu)安全且變化劇烈的，應(yīng)當(dāng)機(jī)立斷，迅速采取相應(yīng)對策，排除動(dòng)力源，加固補(bǔ)強(qiáng)或作拆除返工處理；反之，如變化趨緩、穩(wěn)定、僅與外觀和評定有關(guān)、修復(fù)后不影響使用，則重點(diǎn)放在表面處理上?？傊?，只要堅(jiān)持對國家和人民極端負(fù)責(zé)的態(tài)度，認(rèn)真，切實(shí)查明原因，磚砌體裂縫問題也是不難處理的。常見砌磚墻體裂縫的成因及防治探討砌體結(jié)構(gòu)房屋出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象較為普遍，裂縫程度輕重差別很大。輕則影響房屋正常使用和美觀，嚴(yán)重的將形成結(jié)構(gòu)安全隱患，甚至發(fā)生工程事故。一、常見的裂縫的成因及類型產(chǎn)生裂縫的原因是多方面的，歸納起來主要有兩方面：一是由外荷載(包括靜、動(dòng)荷載)變化引起的裂隙，二是由變形引起的裂隙(主要有溫度變化，不均勻沉陷或膨脹等變形產(chǎn)生應(yīng)力而引起的裂隙)。在砌體結(jié)構(gòu)的民用建筑中，砌體裂隙絕大部分是由于變形引起的，溫度變化是引起墻體開裂的主要因素。由于磚砌體的線膨脹系數(shù)和鋼筋混凝土線膨脹系數(shù)不同，因此當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，二者產(chǎn)生變形差異。此外，由于建筑物中的構(gòu)件大多屬于超靜定桿件，具有多個(gè)約束，對由于溫度變化所引起的變形將予以限制，從而會(huì)在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，對墻體與混凝土之間的變形差異勢必在砌體中產(chǎn)生很大的拉力和剪力，這些力超過一定限度時(shí)，砌體就產(chǎn)生錯(cuò)位裂隙，溫度裂隙是造成墻體早期開裂的主要原因。由于溫度應(yīng)力和變形而產(chǎn)生的裂隙具有“頂層重下層輕”、“兩端重中間輕”、“陽面重陰面輕”的特點(diǎn)與規(guī)律，裂縫的類型及其產(chǎn)生的原因可分為如下5種：(一)八字形裂隙主要出現(xiàn)在橫墻與縱墻兩端部，此種裂縫屬正八字形的熱脹裂縫，隨溫度升降而變化，其原因是由于設(shè)計(jì)與施工中的缺陷，使屋面保溫層的熱阻減少甚至失效，致使屋面板溫度變形大于砌體溫度變形，當(dāng)產(chǎn)生一定的溫度應(yīng)力時(shí)，屋面板的推力就傳給墻體，并因墻體溫度附加應(yīng)力在房屋兩端較大，當(dāng)砌筑砂漿強(qiáng)度較低時(shí)，則易發(fā)生剪力產(chǎn)生的主拉應(yīng)力，當(dāng)超過砌體抗拉極限時(shí)，墻體即出現(xiàn)八字形開裂，(二)倒八字形裂隙屬冷縮裂隙，主要出現(xiàn)在縱橫墻兩端的窗洞口處，尤以頂層兩端窗洞口處最嚴(yán)重，由于墻體冷縮附加應(yīng)力在墻體兩端較大，當(dāng)房屋收縮變形大于墻體時(shí)，在門窗洞口處產(chǎn)生應(yīng)力相對集中而導(dǎo)致形成倒八字形裂隙，使墻體開裂，(三)水平裂隙多見于頂層橫墻、縱墻、“女兒墻”及山墻處，當(dāng)屋面保溫隔熱較差，屋面板受熱膨脹對墻體產(chǎn)生水平推力時(shí)，由于墻體在端部收縮要大于中部且砌體抗剪能力較低，使縱橫墻與屋蓋的接觸面上產(chǎn)生水平裂隙，(四)垂直裂隙主要出現(xiàn)在窗臺(tái)墻處、過梁端部及樓層錯(cuò)層處，此種裂隙主要由于溫度變化，墻體受到樓板的拉應(yīng)力作用，在門窗洞口處產(chǎn)生應(yīng)力集中效應(yīng)而拉裂，或因冷縮變形，在與墻漆之間變形差異最大的鋼筋混凝上梁端和樓板錯(cuò)層處，引起墻體垂直開裂。(五)x形裂縫多數(shù)沿砌體灰縫開裂，主要受房屋熱脹冷縮的反復(fù)作用形成，而底層墻體產(chǎn)生的x形裂縫則是由于基礎(chǔ)不平整或不均勻沉降引起。二、控制裂縫的原則和措施我國砌體規(guī)范抗裂措施主要有兩條：(一)第5.3.1條：對鋼筋混凝土屋蓋的溫度變化和砌體的干縮變形引起的墻體開裂，可采取設(shè)置保溫層或隔熱層：采用有檁屋蓋或瓦材屋蓋：控制硅酸鹽磚和砌塊出廠到砌筑的時(shí)間和防止雨淋。而未考慮我國幅員遼闊、不同地區(qū)的氣候、溫度、濕度的巨大差異和相同措施的適應(yīng)性。(二)第5，3，2條：防止房屋在正常使用條件下，由溫差和墻體干縮引起的墻體豎向裂縫。應(yīng)在墻體中設(shè)置伸縮縫。從規(guī)范的溫度伸縮縫的最大間距可見，它主要取決于屋蓋或樓蓋的類別和有無保溫層，而與砌體的種類、材料和收縮性能等無直接關(guān)系?？梢娫谖覈?，伸縮縫的作用主要是防止因建筑過長在結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)豎向裂縫，它一般不能防止由于鋼筋混凝土屋蓋的溫度變形和砌體的干縮變形引起的墻體裂縫。由此可見砌體規(guī)范的抗裂措施。主要是針對干縮小、塊體小的粘土磚砌體結(jié)構(gòu)的，對干縮大、塊體尺寸比粘土磚大得多的混凝土砌塊和硅酸鹽砌體房屋，基本是不適用的。在這方面，國外已有比較成熟的預(yù)防和控制墻體開裂的經(jīng)驗(yàn)，值得借鑒：1、在較長的墻上設(shè)置控制縫(變形縫)，這種控制縫和我國的雙墻伸縮縫不同，而是在單墻上設(shè)置的縫。2、在砌體中根據(jù)材料的干縮性能，配置一定數(shù)量的抗裂鋼筋，或?qū)⑵鲶w設(shè)計(jì)成配筋砌體，其配筋率既能滿足抗裂需要，又能保證砌體具有一定的延性。三、防止墻體開裂的具體構(gòu)連措施(一)防止屋蓋溫度變化與砌體干縮變形引起的墻體開裂措施1、屋蓋上設(shè)置保溫層或隔熱層；2、在屋蓋的適當(dāng)部位設(shè)置控制縫，控制縫的間距不大于30m；3、當(dāng)采用現(xiàn)澆混凝土挑檐的長度大于12m時(shí)，宜設(shè)置分隔縫，分隔縫的寬度不應(yīng)小于20mm，縫內(nèi)用彈性油膏嵌縫：4、建筑物溫度伸縮縫的間距除應(yīng)滿足BGJ32-88砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范第53，2條的規(guī)定外，宜在建筑物墻體的適當(dāng)部位設(shè)置控制縫，控制縫的間距不宜大于30m。(二)防止主要由墻體材料干縮引起裂縫的措施1、設(shè)置控制縫1控制縫的設(shè)置位置。a，在墻的高度突然變化處設(shè)置豎向控制縫；b，在墻的厚度突然變化處設(shè)置豎向控制縫；c，在不大于離相交墻或轉(zhuǎn)角墻允許接縫距離之半設(shè)置豎向控制縫：d，在門、窗洞口的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置豎向控制縫；e，豎向控制縫，對3層以下的房屋，應(yīng)沿房屋墻體的全高設(shè)置：對大于3層的房屋，可僅在建筑物l層2層和頂層墻體的上述位置設(shè)置：f，控制縫在樓、屋蓋處可不貫通，但在該部位宜做成假縫，以控制可預(yù)料的裂縫；g控制縫做成隱式，與墻體的灰縫相一致，控制縫的寬度不大于12mm，控制縫內(nèi)應(yīng)用彈性密封材料，如聚硫化物、聚氨酯或硅樹脂等填縫。2，控制縫的間距。a，對有規(guī)則洞口外墻不大于6mmlb，對無洞墻體不大于8m及墻高的3倍：c，在轉(zhuǎn)角部位，控制縫至墻轉(zhuǎn)角的距離不大于4，5m。2、設(shè)置灰縫鋼筋1在墻洞口上、下的第一道和第二道灰縫，鋼筋伸入洞口每側(cè)長度不應(yīng)小于600mm2，在樓蓋標(biāo)高以上，屋蓋標(biāo)高以下的第二或第三道灰縫，和靠近墻頂?shù)牟课唬?，灰縫鋼筋的間距不大于600mu4，灰縫鋼筋距樓、屋蓋混凝土圈梁或配筋帶的距離不小于600mm；5，灰縫鋼筋宜采用小螺紋鋼筋焊接網(wǎng)片，網(wǎng)片的縱向鋼筋不小于25mm，橫筋間距不宜大于200m；6，對均勻配筋時(shí)含鋼率不少于0，05；局部截面配筋，如底、頂層窗洞上下不小于38mm：7，灰縫鋼筋宜通長設(shè)置，當(dāng)不便通長設(shè)置時(shí)，允許搭接，搭接長度不應(yīng)小于300Illm8，灰縫鋼筋兩端應(yīng)錨