淺談建筑砌體結(jié)構(gòu)裂隙的成因分析與控制

1、淺談建筑砌體結(jié)構(gòu)裂隙的成因分析與控制 【摘要】本文對建筑工程普遍存在的砌體結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因進行了深入分析，并從其原因入手，對多種不同情況下的建筑砌體結(jié)構(gòu)裂縫的控制及加固處理措施進行了詳細闡述。 【關健詞】建筑；砌體；結(jié)構(gòu)；裂隙 建筑結(jié)構(gòu)裂隙控制看來是一個比較簡單、普遍存在的問題，但卻是一門與力學、熱工學、材料學等專業(yè)知識關系十分密切的、復雜的綜合性學科，是建筑工程中確保工程質(zhì)量不容忽視的重要環(huán)節(jié)。在該領域中，目前國內(nèi)尚無統(tǒng)一的規(guī)范和技術(shù)指標可循。 1、建筑砌體結(jié)構(gòu)裂隙的成因 1.1地基不均勻沉降引起的裂縫 地基發(fā)生不均勻沉降后，沉降大的部分砌體與沉降小的部分砌體產(chǎn)生相對位移，從而使砌體中產(chǎn)生

2、附加的拉力或剪力，當這種附加內(nèi)力超過砌體的強度時，砌體中便產(chǎn)生裂縫。這種裂縫往往與地面成45左右夾角，上寬下窄斜縫朝向凹陷處（沉降大）的部位。 1.2地基凍脹引起的裂縫 地基土上層溫度降到0以下時，凍結(jié)層中形成冰部開始冰結(jié)，下部水由于毛細管作用不斷上升在凍結(jié)層中形成冰晶，體積膨脹，向上隆起的程度與冰結(jié)層厚度及地下水位高低有關，一般隆起可達6mm至幾十毫米，其折算凍脹力可達2mpa10mpa，而且往往是不均勻的，建筑物的自重往往難以抗拒，因而建筑的某一局部就被頂了起來，和地基不均勻沉降類似，引起房屋開裂。 1.3溫度差引起的裂縫 熱脹冷縮是絕大多數(shù)物體的基本物理性能，砌體也不例外，由于溫度變化不

3、均勻使砌體產(chǎn)生不均勻收縮，或者砌體的伸縮受到不均勻的約束，則會引起砌體開裂。常見的是砌體長度過長，砌體伸縮在上層大而在基礎處小而引起開裂，故應按規(guī)范要求設置伸縮縫。 此外，由于混凝土屋蓋，混凝土圈梁與砌體的溫度膨脹系數(shù)不同在溫度變化時會使墻體產(chǎn)生裂縫。 1.4建筑材料使用不當 不少砌體結(jié)構(gòu)由于使用渣磚而產(chǎn)生裂縫，由于渣磚的原材料及生產(chǎn)工藝與普通粘土磚不同，其線膨脹系數(shù)與粘土磚亦不同。通過對諸多開裂砌體的統(tǒng)計分析，使用渣磚的砌體極易產(chǎn)生裂縫。不少砌體結(jié)構(gòu)由于墻體布置不當，構(gòu)造柱設置不合理，梁墊設計不合理等造成砌體的開裂。 2、建筑砌體結(jié)構(gòu)裂隙的類型 2.l八字形裂隙。 主要出現(xiàn)在橫墻與縱墻兩端部

4、，此種裂縫屬正八字形的熱脹裂縫，隨溫度升降而變化，其原因是由于設計一與施工中的缺陷，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，當產(chǎn)生一定的溫度應力的，屋面板的推力就傳給墻體，并因墻體溫度附加應力在房屋兩端較大，當砌筑砂漿強度較低時，則易發(fā)生剪力產(chǎn)生的主拉應力，當超過砌體抗拉極限時，墻體即出現(xiàn)八字形開裂。 2.2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重。由于墻體冷縮附加應力在墻體兩端較大，當房屋收縮變形大于墻體時，在門窗洞口處產(chǎn)生應力相對集中而導致形成倒八字形裂隙，使墻體開裂。 2.3水平裂隙。 多見于頂層橫墻、縱墻、女兒墻

5、及山墻處。當屋面保溫隔熱較差，屋面板受熱膨脹對墻體產(chǎn)生水平推力，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。 2.4垂直裂隙。 主要出現(xiàn)在窗臺墻處、過梁端部及樓層錯層處。此種裂隙主要由于溫度變化，墻體受到樓板的拉應力作用，在門窗洞口處產(chǎn)生應力集中效應而拉裂，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層處，引起墻體垂直開裂。 2.5x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作用形成，而底層墻體產(chǎn)生的x形裂縫則是由于基礎不平整或不均勻沉降引起。 3、在設計過程中對建筑砌體結(jié)構(gòu)裂隙的主動控制 建筑砌體結(jié)構(gòu)裂隙一旦產(chǎn)生，就會降

6、低建筑物的使用功能，嚴重裂隙還會影響結(jié)構(gòu)安全，同時對裂隙進行加固補強困難較大，因此防止、控制砌體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂隙是十分重要的，尤其是在地震區(qū)更為重要，否則將產(chǎn)生嚴重后果。 3.1從計算角度控制。 由于砌體裂隙主要是由間接作用引起的，而溫度變化與材料脹縮系數(shù)不同等間接作用引起的砌體附加應力的定量計算目前尚無統(tǒng)一的規(guī)范，因此設計人員應根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況，對間接作用可能引起的附加應力給予充分考慮和計算，并對砌體強度進行分析計算，以減少在通常溫差下變形裂隙的產(chǎn)生。 3.2規(guī)范結(jié)構(gòu)控制。 為控制裂隙的產(chǎn)生，在建筑物的平面布置設計中，結(jié)構(gòu)的平面形狀應力求規(guī)則對稱，如平面形狀不規(guī)則，應盡量采用伸縮縫將其分成若干

7、獨立規(guī)則單元，以放為主，抗放兼施，以避免由于墻體溫度變化產(chǎn)生豎向開裂。對伸縮縫的設置，設計規(guī)范的規(guī)定一般較靈活，沒有嚴格和明確規(guī)定，設計方法均由設計人員自行處理。根據(jù)多年實際經(jīng)驗，只要按規(guī)范每隔一定距離留一條伸縮縫，按留縫就不裂的簡單方法，在一般情況即可得到基本控制。在建筑物的豎向設計時，應力求按豎向規(guī)范規(guī)則，盡可能不出現(xiàn)錯層，以避免由于溫度變化產(chǎn)生的水平裂縫。 3.3構(gòu)造控制。 （1）、加強設置鋼筋鹼圈梁，提高墻體的整體性。在建筑頂層每個開間、在錯層處及屋面不等高處必須設置圈梁；頂層外圈梁應設計為暗圈梁，不應外漏，這樣可使外圈梁免受陽光直接照射或大氣影響；無論女兒墻高低，均要設置鋼筋混凝土壓

8、頂圈梁，并與構(gòu)造柱連為整體，以抵抗裂縫的產(chǎn)生。 （2）、提高屋面板的整體性。屋面板最好采用現(xiàn)澆板，或在預制屋面板上增加現(xiàn)澆層；在預制屋面板與外縱墻間設置現(xiàn)澆板帶，預制屋面板間設置現(xiàn)澆板縫梁，使屋面成整體式裝配。 （3）、屋面挑檐為外露結(jié)構(gòu)，在一天內(nèi)的溫度變化較大，不僅本身容易開裂，而且對墻體開裂也有一定的影響，故應適當增加挑檐縱向配筋并增設變形縫或 后澆帶，以減少收縮。后澆帶的做法是在其縱向受力較小的中間適當部位，預留300mm寬的后澆帶，用鋼筋貫通，在施工40一60天后再二次澆筑，以起到先放后抗的控制作用。 （4）、重視屋面保溫。選擇屋面保溫層時，適當加厚或選用保溫隔熱性能良好的材料。對屋面

9、保溫層必須按建筑節(jié)能標準進行熱工計算，進一步提高屋面保溫層的保溫隔熱性能。屋面保溫不好是屋面板產(chǎn)生溫度應力的直接原因，嚴重時會導致頂層墻體開裂或屋面漏水。保溫層應做至“挑檐”或檐溝處，以防止混凝土結(jié)構(gòu)外漏，有條件者必須增設、架空隔熱層。 4、建筑砌體結(jié)構(gòu)裂隙的加固處理 4.l當屋面保溫層未達到熱工要求和節(jié)能標準時，應重做屋面保溫層，使裂縫穩(wěn)定，因為對溫度裂縫僅做一般性的加固補強是無濟于事的，必須從減少溫度應力人手。保溫層使用的絕熱材料要滿足表觀密度、粒經(jīng)、導熱系數(shù)與含水率等各項技術(shù)指標的要求，在施工中要嚴格按照設計和現(xiàn)行施工規(guī)范的要求施工，力求達到設計的保溫效果。 4.2對地基不均勻沉降引起的砌體裂隙，應先加固地基，等沉降量達到穩(wěn)定標準（平均日沉量0.02-0.03以內(nèi)）后，再加固墻體。 4.3對外縱墻、橫墻、內(nèi)縱墻的裂隙采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿抹面加固法，剔灰縫深12cm，必脹錨栓500，呈梅花型分布。掛鋼筋網(wǎng)必6250，m10水泥砂漿40mln厚，3道成活，施工完后，要注意噴水養(yǎng)護預防空鼓。 4.4對于輕微裂隙可用水泥砂漿加107膠嵌