高層建筑填充墻裂縫的成因及其防治

1、高層建筑填充墻裂縫的成因及其防治1 裂縫的基本形式及形成原因高層住宅和商業(yè)建筑的填充墻體在施工過程和實(shí)際使用過程中主要承受兩大類型的荷載，靜荷載、動(dòng)荷載和其他荷載為第一類荷載，變形荷載為第二類荷載。裂縫產(chǎn)生的原因主要有以下三個(gè)：由靜荷載、動(dòng)荷載等直接應(yīng)力引起。在靜荷載、動(dòng)荷載等作用下，由建筑結(jié)構(gòu)的次應(yīng)力引起。由建筑結(jié)構(gòu)的變形引起。比如，建筑結(jié)構(gòu)因溫度變化會(huì)收縮膨脹，或者因不均勻沉降等因素導(dǎo)致溫度裂縫、收縮裂縫和沉降裂縫等的產(chǎn)生。經(jīng)調(diào)查相關(guān)資料和查驗(yàn)實(shí)際工程可知，在高層建筑產(chǎn)生的裂縫中，有 80%左右的是由于溫度變化、結(jié)構(gòu)收縮和不均勻沉降引起的；由靜荷載和動(dòng)荷載等引起的只占 20%左右。大多數(shù)裂

2、縫的產(chǎn)生是建筑結(jié)構(gòu)變形與荷載共同作用的結(jié)果。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，裂縫按照不同的標(biāo)準(zhǔn)可分為多種形式。按照裂縫的形成原因可分為受力裂縫和非受力裂縫兩大類；按照裂縫的危害性可分為有害裂縫和無害裂縫；按照材料的種類可分為普通磚砌墻體裂縫、砌塊墻體裂縫和混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。以下將對(duì)高層建筑填充墻各種形式的裂縫特征作簡單介紹。1.1 溫度裂縫溫度裂縫是填充墻裂縫的主要形式之一?；炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)和砌體在溫度線膨脹系數(shù)方面差異較大，當(dāng)房屋受到較大的溫差影響時(shí)，這兩者將產(chǎn)生不同程度的變形，并在結(jié)構(gòu)內(nèi)部相應(yīng)的位置出現(xiàn)應(yīng)力。應(yīng)力與結(jié)構(gòu)剛度的大小有關(guān)，當(dāng)應(yīng)力超過一定數(shù)值后就會(huì)產(chǎn)生裂縫。裂縫出現(xiàn)后，變形得到了滿足或部分滿足，同

3、時(shí)剛度下降，應(yīng)力發(fā)生松弛。根據(jù)房屋外形的不同，裂縫具有各自的特點(diǎn)。溫度裂縫一般具有以下一些共同特點(diǎn)：溫度裂縫一般是對(duì)稱分布的。頂層溫度裂縫較重，下層較輕。房屋兩端溫度裂縫較重，中間較輕。1.2 結(jié)構(gòu)裂縫在靜荷載和動(dòng)荷載等作用下，相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)必然會(huì)發(fā)生變形。比如，建筑高度較高時(shí)，產(chǎn)生豎向壓縮變形的相鄰豎向受力構(gòu)件必然存在差異；結(jié)構(gòu)梁體跨度較大時(shí)，跨中產(chǎn)生的撓度較大；同一建筑的不同高度和地基變形量差異過大，導(dǎo)致相鄰部位沉降不均勻，產(chǎn)生較大的沉降差值；混凝土框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的不同變形會(huì)在填充墻內(nèi)部產(chǎn)生剪切應(yīng)力，由此導(dǎo)致填充墻變形的不一致。當(dāng)剪切應(yīng)力超過填充墻抗拉極限強(qiáng)度時(shí)，填充墻上產(chǎn)生的

4、裂縫就會(huì)沿主拉應(yīng)力跡線出現(xiàn)。1.3 干縮裂縫在各種不同材料的墻面上會(huì)出現(xiàn)不同程度的干縮裂縫?；炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)中的填充墻材料常使用輕質(zhì)砌塊。通常情況下，填充墻的干縮變形在其成型后一個(gè)月內(nèi)比較大，且隨著填充材料本身含水量的降低而逐步趨于穩(wěn)定。當(dāng)受潮或遇水時(shí)，已趨于收縮穩(wěn)定的砌體結(jié)構(gòu)再次膨脹，然后隨著含水量的降低再次收縮，此時(shí)，砌體結(jié)構(gòu)內(nèi)部會(huì)再次產(chǎn)生收縮應(yīng)力，在較薄弱的部位出現(xiàn)拉伸裂縫。由此形成的裂縫在建筑結(jié)構(gòu)中數(shù)量較多、分布較廣，開裂程度也比較大。干縮裂縫的形式一般有以下幾種：在墻體中部出現(xiàn)的階梯形裂縫。環(huán)繞在塊材周邊灰縫的裂縫。在外墻（多發(fā)生在窗下墻）出現(xiàn)的豎向均勻裂縫。在山墻等大墻面

5、出現(xiàn)的豎向裂縫或水平向裂縫。干縮裂縫一般多出現(xiàn)在高層建筑的下面幾層，這是因墻面的收縮變形受基礎(chǔ)和橫墻的約束所致。干縮裂縫往往呈絲狀分散在灰縫之中，在清水墻中不易發(fā)現(xiàn)，而在粉刷抹面時(shí)較為明顯。干縮裂縫寬度較小，一般在 0.3 mm 左右。1.4 沉降裂縫沉降裂縫不是因建筑物地基不均勻沉降引起的，而是因砌體本身的沉降所致。比如房屋窗角處出現(xiàn)的裂縫，可將其看作是由于窗臺(tái)墻和窗間墻的高度不同，所承受的荷載值不等而引起的。特別是在窗口較大或窗間墻受到較大的集中荷載時(shí)，窗角處就會(huì)產(chǎn)生較大的集中應(yīng)力，進(jìn)而使窗角處呈 45°開裂。同時(shí)，砌筑砌體時(shí)，每日砌筑的高度過高、水平灰縫厚度太厚也會(huì)引起灰縫變形、

6、墻體沉降，導(dǎo)致墻面抹灰層裂開。此外，混凝土框架結(jié)構(gòu)的填充墻在梁底和墻頂部位置出現(xiàn)的裂縫多數(shù)屬于沉降裂縫。1.5 施工不當(dāng)造成的裂縫1.5.1 階梯形裂縫的形成原因階梯形裂縫的產(chǎn)生主要有兩個(gè)原因：施工前沒有提前計(jì)算砌塊模數(shù)和灰縫厚度，并將模數(shù)剩余量集中到一處灰縫厚度內(nèi)，且按每皮間隔留置，再加上抹灰前沒有提前嵌填砂漿，由此產(chǎn)生有規(guī)則的階梯形裂縫。砌塊頂端部位未嵌填砂漿或灰縫飽滿度低于 60%，再?zèng)_水刮漿，使豎縫中的灰漿沖散流淌。1.5.2 水平裂縫和間斷裂縫的形成原因水平裂縫和間斷裂縫的產(chǎn)生主要有三個(gè)原因：在砌筑墻體的過程中未加設(shè)皮數(shù)桿、灰縫厚度不均勻、沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，且砂漿稠度過大；在氣候炎熱、干

7、燥時(shí)，沒有及時(shí)濕潤砌塊。砂漿配合比未經(jīng)試驗(yàn)取得，而是根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)隨意拌制，由于攪拌不充分、拌和不均勻，最終導(dǎo)致砂漿強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。抹灰前，未對(duì)基層表面澆水濕潤、清理浮漿，且抹灰時(shí)間間隔未按要求設(shè)置，從而導(dǎo)致填充墻抹灰面層空鼓開裂。1.5.3 梁底裂縫的形成原因梁底裂縫是混凝土框架結(jié)構(gòu)填充墻的質(zhì)量通病。出現(xiàn)梁底裂縫的原因主要有：由于受填充墻高度和灰縫厚度的影響，砌塊皮數(shù)不可能為整數(shù)，且最后一皮沒有用混凝土砌塊嚴(yán)密堵實(shí)。選材不當(dāng)?，F(xiàn)場(chǎng)砌筑過程中隨意使用破碎砌塊或其他材料壘砌，并未嚴(yán)密堵實(shí)，甚至用紅磚且不帶砂漿斜碼最后一皮磚，斜砌部分兩端的三角形孔洞和墻中間的孔洞未用砂漿或細(xì)石混凝土嚴(yán)密堵實(shí)，

8、隨著時(shí)間的推移，必然會(huì)產(chǎn)生裂縫。1.5.4 直裂縫的形成原因縱橫隔墻交叉處的裂縫多為間斷裂縫，框架柱與填充墻間的裂縫多為直通裂縫。產(chǎn)生這種裂縫的原因主要有以下三個(gè)：在施工前未計(jì)算模數(shù)或未考慮砌塊的規(guī)格、型號(hào)，導(dǎo)致出現(xiàn)很寬的邊灰縫，填充墻不能與柱擠緊。人為因素導(dǎo)致灰縫變窄，并且在端頭沒有用砂漿干鋪、墻體交叉處沒有設(shè)置咬槎，導(dǎo)致通縫的形成。墻體拉結(jié)筋的設(shè)置不合理。施工過程中拉結(jié)筋數(shù)量不足，甚至私自取消拉結(jié)筋；拉結(jié)筋兩肢未分開，扭曲未進(jìn)行調(diào)直，拉緊后直接置于砂漿中；拉結(jié)筋位置高度高于灰縫，形成錯(cuò)位，而未起到拉結(jié)作用。1.5.5 門窗頂頭倒八;字裂縫的形成原因由于過梁板端處墻體砌筑不規(guī)則，兩端搭接長度

9、較小或預(yù)制梁板底部沒有使用座漿墊平，而是直接干鋪，從而形成門窗頂頭倒八;字裂縫。1.5.6 豎向通直裂縫或間斷裂縫的形成原因豎向通直裂縫或間斷裂縫一般是因通縫墻體局部受剔鑿強(qiáng)弱電管道和溝槽產(chǎn)生的外力沖擊引起，或因砌塊砌筑時(shí)留置的直槎間斷處未設(shè)置拉結(jié)筋引起。1.5.7 其他不規(guī)則裂縫的形成原因抹灰層自身收縮、空鼓，接槎未按規(guī)范處理；同時(shí)，在墻體上的洞口和腳手架洞眼等處嵌填砂漿不密實(shí)。2 裂縫的控制及處理措施2.1 使裂縫發(fā)生在預(yù)定的位置采取相應(yīng)的施工措施，使裂縫產(chǎn)生在預(yù)定的位置，避免填充墻產(chǎn)生裂縫。具體做法為：設(shè)置滑移縫或滑動(dòng)層?；瓶p與控制縫不同，控制縫是垂直的，而滑移縫是水平的。此做法允許填

10、充墻與框架梁在交界面處進(jìn)行限度內(nèi)的自由伸縮，減小因變形積累受約束而引起的內(nèi)力，從而防止填充墻開裂。設(shè)置豎向控制縫。豎向控制縫不等同于相鄰兩面墻體的伸縮縫。在單獨(dú)的一面墻體上設(shè)置控制縫，旨在將較長的墻體依次劃分成若干個(gè)較小的區(qū)域。分隔縫段在填塞后能使每段墻體自由伸縮，減小因收縮變形、溫度引起的應(yīng)力，從而減少填充墻上的裂縫。2.2 加強(qiáng)施工過程控制加強(qiáng)施工過程控制可從原材料的質(zhì)量和施工的質(zhì)量入手，具體措施為：選用具有特定顆粒級(jí)配的材料。良好的材料顆粒級(jí)配可有效改善混凝土砌塊的性能。填充材料應(yīng)在砌筑前一兩天澆水濕潤，防止相對(duì)含水率超標(biāo)。砌筑高度應(yīng)控制在 1500 mm/d 左右，在梁和板底最后一皮砌

11、筑處盡量留出 300 mm的作業(yè)空間。為防止砌體本身的沉降裂縫，砌筑至少應(yīng)間隔 7 d，待下部墻體變形穩(wěn)定后再砌筑，并嵌填密實(shí)。施工過程中不應(yīng)使用豁土磚與混凝土小砌塊共同砌筑。這是因?yàn)槿绻牧喜馁|(zhì)不同，在這兩種材料的交界處易產(chǎn)生界面裂縫，因此，應(yīng)盡可能使用規(guī)格砌塊，切斷裂縫產(chǎn)生的源頭。在砌筑時(shí)應(yīng)使砌塊錯(cuò)縫搭接，上下孔洞應(yīng)錯(cuò)位對(duì)齊，搭接長度不小于 90 mm。對(duì)于不能滿足搭接要求的特殊部位，應(yīng)將拉結(jié)筋設(shè)置于灰縫中。在砌筑過程中，砌筑墻體的灰縫寬度應(yīng)控制在 812 mm，豎向灰縫飽滿度不低于 90%，水平灰縫飽滿度不低于 95%，且通常采用鋪灰擠漿法進(jìn)行砌筑。砌筑過程中的墻面勾縫必須用同一批次的砂

12、漿作同步處理，當(dāng)天完成施工任務(wù)后應(yīng)留斜槎，斜槎水平投影長度應(yīng)不小于高度的 2/3，無特殊情況，禁止留直槎。在門窗洞口處施工時(shí)，應(yīng)提前做好組織計(jì)劃，門窗洞口統(tǒng)一預(yù)留，其側(cè)邊與交接處墻面的距離應(yīng)不小于 600 mm，且施工時(shí)所采用的砂漿強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)相應(yīng)提高一級(jí)。內(nèi)墻高度較高時(shí)，宜采用雙排腳手架，盡量不要用單排腳手架，以免造成墻體穿孔。同時(shí)，應(yīng)與安裝工作密切配合，盡量減少因預(yù)留管道錯(cuò)誤引起的電管線開槽現(xiàn)象。如果此現(xiàn)象不可避免，可在補(bǔ)砌完墻體后采取一定的措施，使墻體灰縫橫平豎直、砂漿飽滿、均勻密實(shí)。在填充墻與梁柱的結(jié)合處或門窗洞口邊框處抹灰前，應(yīng)著重清理基層、刮漿打底，并滿掛Φ4200&time

13、s;200 鋼筋網(wǎng)，以增加抹灰層的強(qiáng)度，防止抹灰層開裂。大面墻體施工前應(yīng)對(duì)基層進(jìn)行處理，并甩漿打底，抹灰前基層表面應(yīng)提前一兩天用噴霧器噴水潤濕，使砌塊墻面滲透深度達(dá)到 8l0 mm。含水率應(yīng)小于5%，施工前基層表面不得掛有水珠。抹灰應(yīng)控制在兩三遍成活，且要有一定的時(shí)間間隔，常溫下以 1 d 為宜，嚴(yán)禁第一遍抹灰完成后立即進(jìn)行第二遍抹灰。施工完成后應(yīng)噴水養(yǎng)護(hù)，確保粉刷砂漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2.3 加強(qiáng)施工質(zhì)量管理除了要在設(shè)計(jì)概念上實(shí)施裂縫控制措施外，還要在施工中加強(qiáng)質(zhì)量管理，防止裂縫的出現(xiàn)。具體做法為：從砌體構(gòu)造要求來講，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)說明和選用的施工標(biāo)準(zhǔn)圖集施工，頂層和底層砌塊外墻做鋼筋砼窗臺(tái)。

14、在砌體施工前，施工單位應(yīng)與供貨方及早簽訂合同，滿足合同規(guī)定的堆置時(shí)間為 28 d 的要求后，方可進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)砌筑。加強(qiáng)砌筑施工單位自身的質(zhì)量管理，嚴(yán)格按砌筑工藝施工，嚴(yán)禁干磚上墻，同時(shí)也要保證砌筑所用砂漿的質(zhì)量。剪力墻結(jié)構(gòu)、混凝土框架結(jié)構(gòu)的填充墻砌筑應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況，提前做好施工準(zhǔn)備工作。根據(jù)墻體尺寸、砌塊尺寸和灰縫厚度計(jì)算砌塊皮數(shù)和排數(shù)，按設(shè)計(jì)要求選擇砌塊規(guī)格，同時(shí)配備轉(zhuǎn)角處缺口砌筑材料，盡量不用其他材料代替。砌筑時(shí)，必須要立桿掛線，依線而砌。表 1 所示為填充墻砌體尺寸允許的偏差值統(tǒng)計(jì)。抹灰施工前應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行驗(yàn)收制度。對(duì)于在預(yù)埋管道、預(yù)留溝槽、預(yù)埋件、預(yù)留洞口、梁底柱邊等處檢查出的質(zhì)量問題，應(yīng)依據(jù)施工方案及監(jiān)理意見進(jìn)行處理。根據(jù)所用加氣塊尺寸設(shè)置砌體的拉結(jié)筋定間距，并用環(huán)氧樹酯植筋法施工，確保拉結(jié)筋的施工質(zhì)量，嚴(yán)禁出現(xiàn)打折、拐彎現(xiàn)象。3 結(jié)束語綜上所述，目前因墻體開裂引發(fā)的問題依然隨處可見，高層建筑填充墻裂縫的預(yù)防與控制仍是關(guān)注的焦點(diǎn)，值得深入研究、探討。要想真正解決墻體開裂問題，不僅要嚴(yán)格按照規(guī)范施工、加強(qiáng)施工質(zhì)量管理，還要針對(duì)工程結(jié)構(gòu)、材料特征，在設(shè)計(jì)、施工階段采取相應(yīng)的構(gòu)造措施，并加大技術(shù)、人員和資金的投入。參考文獻(xiàn)1袁廣林.建筑工程事故診斷與分析M.北京：中國建材工業(yè)出版社，2007.2孟文清.建筑工程質(zhì)量通病分析與防治M.鄭