砌體結(jié)構(gòu)常見裂縫的分析與防治

申請(qǐng)免費(fèi)試用、咨詢電話：400-8352-114

1、前言
    由磚、石或各種砌塊等塊體通過砂漿鋪縫砌筑而成的結(jié)構(gòu)稱為砌體結(jié)構(gòu)。由于砌體結(jié)構(gòu)的材料來源廣泛，施工設(shè)備和施工工藝較簡(jiǎn)單，可以不用大型機(jī)械，能較好地連續(xù)施工，還可以大量地節(jié)約木材、水泥和鋼材，相對(duì)造價(jià)低廉，因而得到廣泛應(yīng)用。許多住宅、辦公樓、學(xué)校、醫(yī)院等單層或多層建筑就是采用磚、石或砌塊墻體和鋼筋混凝土樓蓋組成的混合結(jié)構(gòu)體系。
    但是由于砌體的抗拉、抗彎、抗剪性能較差，并且由于設(shè)計(jì)、施工以及建筑材料等多方面原因引發(fā)的砌體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量事故也較多，其中砌體出現(xiàn)裂縫是非常普遍的質(zhì)量事故之一。砌體中出現(xiàn)的裂縫不僅影響建筑物的美觀，而且還造成房屋滲漏，甚至?xí)绊懙浇ㄖ锏慕Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性，也會(huì)給房屋使用者造成較大的心理壓力和負(fù)擔(dān)。在很多情況下，裂縫的發(fā)生與發(fā)展還是大事故的先兆，對(duì)此必須認(rèn)真分析，妥善處理。
    2、砌體結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施
    引起砌體結(jié)構(gòu)墻體裂縫的因素很多，大體上有地基的不均勻沉降，收縮和溫度的變化，設(shè)計(jì)上對(duì)房屋的構(gòu)造處理不當(dāng)，施工質(zhì)量不合格、使用的建筑材料不合格等。
    2.1    地基不均勻沉降引起的裂縫
    當(dāng)?shù)鼗l(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會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移，從而使砌體中產(chǎn)生附加的拉力或剪力，當(dāng)這種附加內(nèi)力超過砌體的強(qiáng)度時(shí)，砌體中便產(chǎn)生相對(duì)裂縫。這中裂縫一般都是斜向的，且多發(fā)生在門窗洞口上下。這種裂縫的特點(diǎn)是：（1）裂縫一般呈傾斜狀，說明系因砌體內(nèi)主拉應(yīng)力過大而使墻體開裂；（2）裂縫較多出現(xiàn)在縱墻上，較少出現(xiàn)在橫墻上，說明縱墻的抗彎剛度相對(duì)較?。唬?）在房屋空間剛度被削弱的部位，裂縫比較集中。
    為防止地基不均勻沉降在墻體上產(chǎn)生的各種裂縫而采取的措施有：
    （1）合理設(shè)置沉降縫將房屋劃分成若干個(gè)剛度較好的單元，或?qū)⒊两挡煌牟糠指糸_一定距離，其間可設(shè)置能自由沉降的懸挑結(jié)構(gòu)。
    （2）合理地布置承重墻體，應(yīng)盡量將縱墻拉通，盡量做到不轉(zhuǎn)折或少轉(zhuǎn)折。避免在中間或某些部位斷開，使它能起到調(diào)整不均勻沉降的作用，同時(shí)每隔一定距離設(shè)置一道橫墻，與內(nèi)外縱墻連接，以加強(qiáng)房屋的空間剛度，進(jìn)一步調(diào)整沿縱向的不均勻沉降。
    （3）加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的剛度和整體性，提高墻體的穩(wěn)定性和整體剛度，減少建筑物端部的門、窗洞口，設(shè)置鋼筋混凝土圈梁，尤其是要加強(qiáng)地圈梁的剛度。
    （4）加強(qiáng)對(duì)地基的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)有不良地基應(yīng)及時(shí)妥善處理，然后才能進(jìn)行基礎(chǔ)施工。
    （5）房屋體形應(yīng)力求簡(jiǎn)單，橫墻間距不宜過大。
    （6）合理安排施工順序，宜先建較重單元，后建較輕單元。 
    2.2　收縮和溫度變化引起的裂縫
    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。由于屋蓋系統(tǒng)溫度變化出會(huì)使磚墻產(chǎn)生裂縫，由于溫度變化不均勻使砌體因不均勻收縮產(chǎn)生裂縫，或由于鋼筋混凝土圈梁與磚墻伸縮量不同也會(huì)產(chǎn)生裂縫。
    （1）屋蓋系統(tǒng)溫度變化時(shí)使墻體產(chǎn)生的裂縫：
    這類裂縫較典型和普遍的是建筑物（特別是縱向較長(zhǎng)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(duì)稱性，但有時(shí)僅一端有輕微者僅在兩端1～2個(gè)開間內(nèi)出現(xiàn)，嚴(yán)重者會(huì)發(fā)展重房屋兩端1/3縱長(zhǎng)范圍內(nèi)，并由頂層向下幾層發(fā)展。此類裂縫對(duì)那種剛性屋面的平屋頂，未設(shè)變形縫、隔熱層的房屋就更易發(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。一般來說，在陽光照射下，屋面板溫度可高達(dá)60～70℃，而其下的砌體僅為30～35℃，溫差引起的砌體主拉應(yīng)力大于砌體本身的抵抗力的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，則上述裂縫在所難免。當(dāng)屋面向兩端熱脹時(shí)，會(huì)使下部砌體出現(xiàn)正 “八”字裂縫，當(dāng)冷縮時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)倒 “八”字縫，一脹一縮則易出現(xiàn)“X”型縫。
    （2）由于溫度變化不均勻使砌體產(chǎn)生不均勻收縮產(chǎn)生的裂縫：
    由于房屋過長(zhǎng)，室內(nèi)外溫差過大，因鋼筋混凝土樓蓋和墻體溫度變形的差異，有可能使外縱墻在門窗洞口附近或樓梯間等薄弱部位發(fā)生向豎向貫通墻體全高的裂縫，這種裂縫有時(shí)會(huì)使樓蓋的相應(yīng)部位發(fā)生斷裂，形成內(nèi)外貫通的周圈裂縫。另外，當(dāng)房屋空間高大時(shí)，墻體因受彎在截面薄弱處（如窗間墻）會(huì)出現(xiàn)水平裂縫。
    （3）由于鋼筋混凝土圈梁與磚墻伸縮量不同產(chǎn)生的裂縫：
    當(dāng)材料隨時(shí)間發(fā)生收縮變形和自然界溫度發(fā)生變化時(shí)，由于鋼筋混凝土和墻砌體材料收縮系數(shù)和線膨脹系數(shù)的不同，會(huì)在房屋的墻體及樓蓋結(jié)構(gòu)中引起因約束變形而產(chǎn)生的附加應(yīng)力，當(dāng)這種附加應(yīng)力過大時(shí)會(huì)在墻體上產(chǎn)生局部豎向裂縫。
    防止收縮和溫度變化引起裂縫的主要措施有：
    （1）在墻體中設(shè)置伸縮縫。將過長(zhǎng)的房屋伸縮縫應(yīng)設(shè)在因溫度和收縮變形可能引起應(yīng)力集中、砌體產(chǎn)生裂縫可能性最大的地方。
    （2）屋面設(shè)保溫隔熱層。屋面的保溫隔熱層或剛性面層及砂漿找平層應(yīng)設(shè)分隔縫，分隔縫的間距不宜大于6m，并與女兒墻隔開，其縫寬不小于30㎜。屋面施工宜避開高溫季節(jié)。
    （3）樓（屋）面板下設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁，并沿內(nèi)外墻拉通，房屋兩端圈梁下的墻體宜適當(dāng)設(shè)置水平鋼筋。
    （4）遇有較長(zhǎng)的現(xiàn)澆屋面混凝土挑檐、圈梁時(shí)，可分段施工，預(yù)留伸縮縫，以避免砼伸縮對(duì)墻體的不良影響。
    2.3　設(shè)計(jì)上對(duì)房屋的設(shè)計(jì)和構(gòu)造處理不當(dāng)而引起的裂縫
    有一些砌體結(jié)構(gòu)的房屋的設(shè)計(jì)是套用圖紙，應(yīng)用時(shí)未經(jīng)校核；有時(shí)參考了別的圖紙，但荷載增加了或截面減少了而未作計(jì)算；有的雖然作了計(jì)算，但因少算或漏算荷載，使實(shí)際設(shè)計(jì)的砌體承載力不足；有的雖然進(jìn)行了墻體總的承載力計(jì)算，但忽視了墻體高厚比和局部承壓的計(jì)算。如果砌體的承載力不足，則在荷載作用下將出現(xiàn)各種裂縫，以致出現(xiàn)壓碎、斷裂、倒塌等現(xiàn)象，這類裂縫的出現(xiàn)，很可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的失效。
    預(yù)防措施：
    （1）細(xì)心認(rèn)真地設(shè)計(jì)。對(duì)擬建砌體結(jié)構(gòu)的房屋，要做到力學(xué)模型準(zhǔn)確，傳力清楚；荷載統(tǒng)計(jì)無誤；大梁下砌體要設(shè)墊塊并進(jìn)行驗(yàn)算；加強(qiáng)對(duì)圈梁的布置和構(gòu)造柱的設(shè)置，以提高砌體結(jié)構(gòu)的整體安全性。
    （2）裂縫一旦出現(xiàn)，要注意觀測(cè)裂縫的寬度及長(zhǎng)度的發(fā)展情況，并及時(shí)采取相應(yīng)的有效措施，如灌縫，封閉等，必要時(shí)要進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固。
    2.4　施工質(zhì)量不合格、使用材料不合格而引起的裂縫
    當(dāng)施工質(zhì)量出現(xiàn)問題，砂漿稠度過大，吸水后干縮、砂漿不飽滿或砂漿稠度不夠時(shí)，會(huì)在平拱磚過梁處產(chǎn)生沿磚縫斜向的裂縫。
    磚的質(zhì)量不合格，砂漿強(qiáng)度不夠，這些都會(huì)造成整個(gè)砌體的強(qiáng)度不夠，而造成砂漿強(qiáng)度偏低的原因是使用了不合格的水泥，施工配合比不準(zhǔn)確，施工時(shí)不潤(rùn)濕磚等。當(dāng)砌體質(zhì)量較差，砌體灰縫飽滿度不當(dāng)時(shí)也會(huì)影響到砌體的強(qiáng)度。而這些都可能在砌體結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生裂縫。
    預(yù)防措施：
    提高施工質(zhì)量，保證結(jié)構(gòu)所使用的材料，嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行施工。
    3、結(jié)束語：
    由于砌體的抗拉，抗剪強(qiáng)度較小，出現(xiàn)裂縫的原因很多，在很大的程度上只能預(yù)防。一旦出現(xiàn)裂縫則要注意觀察，必要時(shí)采取灌漿或加固措施以阻止裂縫的開展。