閱讀 2679 次 砌體結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及防治

砌體結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及防治

王雪梅

(重慶市大足縣建委質(zhì)量監(jiān)督站，重慶大足402360)

    在工程實(shí)踐中常常發(fā)現(xiàn)砌體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了各種各樣的裂縫，追溯其原因，不難發(fā)現(xiàn)也有設(shè)計(jì)方面的因素。由于設(shè)計(jì)上的欠缺和施工操作上的不當(dāng)，很容易忽略多層磚混結(jié)構(gòu)建筑l物的主體工程質(zhì)量，特別是頂層主體結(jié)構(gòu)磚混的質(zhì)量。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，相對造價(jià)低廉，因而在工程中得到廣泛應(yīng)用。但是由于砌體的抗壓強(qiáng)度較高而抗拉、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)�影響到建筑物的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性，也會給房屋使用者造成較大的心理壓力和負(fù)擔(dān)。引起砌體結(jié)構(gòu)墻體裂縫的因素很多，筆者認(rèn)為大體上有頂層主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量較差，收縮和溫度的變化，地基的不均勻沉降，設(shè)計(jì)上理解簡單，對房屋的構(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等諸多原因。建設(shè)工作者應(yīng)當(dāng)從下述幾個(gè)方面理解并有效地避免之。

1.重視房屋頂層的地震反應(yīng)

    大量的地震調(diào)查資料證明：房屋頂層的地震反應(yīng)較大，變位也較大；屋蓋質(zhì)量愈大，慣性力愈大，地震對頂層破壞愈嚴(yán)重。

    房屋頂層端部的破壞現(xiàn)象比較多見。房屋兩端山墻剛度大，承擔(dān)著較多的地震作用，但因山墻的一側(cè)無約束，施加給山墻的地震作用傳不到其他部位，加劇了本身的破壞。兩端距剛度中心較遠(yuǎn)，當(dāng)有扭矩發(fā)生時(shí)，兩端結(jié)構(gòu)的剪應(yīng)力比中間大，房屋轉(zhuǎn)角處受到該處兩個(gè)方向地震力的影響，變形和應(yīng)力都比較復(fù)雜。

    房屋頂層的附屬突出建筑物，如女兒墻、挑檐、雨蓬、陽臺，以及出屋頂?shù)臉翘輪柕龋�都是截面較小、剛度突出、連接較差、缺少周圍聯(lián)系的附屬物，在地震作用下，鞭稍效應(yīng)明顯。所以，地震時(shí)它們往往最先破壞，破壞率也最大。

2.重視砌體的熱漲冷縮現(xiàn)象

    房屋和一般物體一樣，也有熱脹冷縮的物理特性。屋頂兩頭房間沿縱墻會出現(xiàn)溫差裂縫。在相同氣溫下，屋蓋與墻體的溫度變形不一致，當(dāng)房屋受太陽照射時(shí)，屋蓋受熱的時(shí)間比墻面長，特別在夏季，這二者溫度變形差異尤為顯著，屋蓋和墻體之間便可能產(chǎn)生較大的拉、剪應(yīng)力，而這種拉、剪應(yīng)力在房屋兩端最大。由于磚砌體的抗拉、抗剪強(qiáng)度較小，一旦墻體抗主拉應(yīng)力的強(qiáng)度小于溫差變形產(chǎn)生的主拉應(yīng)力時(shí)，墻體端部就會產(chǎn)生裂縫。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，室內(nèi)外溫差過大，因鋼筋}昆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)會使樓蓋的相應(yīng)部位發(fā)生斷裂，形成內(nèi)外貫通的周圍裂縫。另外，當(dāng)房屋空間高大時(shí)，墻體因受彎而在截面薄弱處(如窗間墻)會出現(xiàn)水平裂縫；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6 m，并與女兒墻隔開，其縫寬不小于30 mrll。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)遇有較長的現(xiàn)澆屋面t昆凝土挑檐、圈梁時(shí)，可分段施工，預(yù)留伸縮縫，以避免混凝土伸縮對墻體的不良影響。在鋼筋混凝土屋面板與墻體圈梁的接觸面處設(shè)置水平滑動層，滑動層可采用兩層油氈夾滑石粉或橡膠片等；對于長縱墻可只在兩端的2—3個(gè)開間內(nèi)設(shè)置，對于橫墻可只在其兩端1／4范圍內(nèi)設(shè)置。

    綜上所述，房屋頂層的多種不利因素應(yīng)該在設(shè)計(jì)和施工中加強(qiáng)對房屋頂層主體工程質(zhì)量的控制。但是，在實(shí)際工作中往往被忽視。

    在設(shè)計(jì)中應(yīng)該采取的具體措施：(1)在房屋頂層應(yīng)設(shè)置鋼筋混凝土圈梁，圈梁不宜外露，并應(yīng)閉合，且不得被洞El截?cái)唷Ｈα阂伺c預(yù)制板設(shè)在同一標(biāo)高處或緊靠樓板設(shè)置。如內(nèi)縱墻縱向不能拉通，則應(yīng)在端開間內(nèi)縱墻上設(shè)置鋼筋混凝土圈梁。(2)當(dāng)采用整體式或裝配整體式的鋼筋混凝土屋蓋時(shí)，宜在屋蓋上設(shè)足夠厚度的保溫層或隔熱層。(3)如采用橫墻承重方案，所有鋼筋混凝土預(yù)制屋面板縱縫均應(yīng)采用細(xì)石混凝土灌縫；預(yù)制板端縫，包括山墻端縫或內(nèi)橫墻端縫，采用油膏嵌縫，使鋼筋混凝土預(yù)制板的溫度伸縮變形在其所在開間內(nèi)得以調(diào)節(jié)，避免屋蓋產(chǎn)生集中的溫度變形和溫度應(yīng)力，防止鋼筋混凝土屋面板熱脹推擠磚墻，造成墻體水平裂縫；(4)不宜將樓梯間設(shè)在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處。可在頂層外墻端部洞口兩側(cè)墻體增設(shè)頂層局部構(gòu)造柱，或適當(dāng)增加該層外墻轉(zhuǎn)角構(gòu)造柱，以保證墻體開裂后有足夠的抵抗力；(5)盡可能不設(shè)置突出屋面的小建筑。如需要設(shè)置突出屋面的小建筑，墻的四角應(yīng)設(shè)構(gòu)造柱，并與圈梁錨固。當(dāng)構(gòu)造柱不能自下部建筑直通到屋頂時(shí)，可將四個(gè)轉(zhuǎn)角的構(gòu)造柱插入到下部主建筑頂層的墻體中，插入長度為頂層的墻高；避免在墻體轉(zhuǎn)角處設(shè)置煙道、通風(fēng)道等，應(yīng)避免通風(fēng)道、煙道切斷墻體和圈梁；(6)頂層磚砌體混合砂漿強(qiáng)度等級不宜低于 M5.0。女兒墻磚砌體混合砂漿強(qiáng)度等級不應(yīng)低于M7．5。在滿足泛水高度要求的前提下，女兒墻盡可能不要太高。(7)構(gòu)造柱應(yīng)伸至女兒墻頂，但女兒墻構(gòu)造柱的間距不宜大于3.6 m，構(gòu)造柱應(yīng)與現(xiàn)澆鋼筋混凝土壓頂或下部圈梁整澆在一起，其縱向鋼筋的錨固長度不應(yīng)小于35倍鋼筋直徑。(8)為了防止頂層磚砌體開裂，在頂層圈梁底與頂層過梁頂范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)置l至3道，每道266通長的水平配筋。并在頂層兩端各兩個(gè)開間的內(nèi)外縱墻窗臺一皮磚下灰縫中設(shè)366水平鋼筋；按設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，要在適當(dāng)距離內(nèi)設(shè)伸縮縫。

3.防止地基沉降不均勻而使砌體產(chǎn)生裂縫

    在工程中可以看到大量的因地基不均勻沉降而引起的房屋開裂。當(dāng)?shù)鼗�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會產(chǎn)生相對位移，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)生相對裂縫。這種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：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；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較小；在房屋空間剛度被削弱的部位，裂縫比較集中。為了防止地基不均勻沉降在墻體上產(chǎn)生的各種裂縫，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該采取的有效措施有：(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�的部分隔開一定距離，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，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，上下層門窗洞口宜對齊，設(shè)置鋼筋混凝土圈梁，尤其是要加強(qiáng)地圈梁的剛度；加強(qiáng)對地基的檢測，發(fā)現(xiàn)有不良地基應(yīng)及時(shí)妥善處理。嚴(yán)格按照規(guī)范要求避免同一結(jié)構(gòu)單元采取不同的基礎(chǔ)形式；(4)房屋體形應(yīng)力求簡單規(guī)則，橫墻間距不宜過大；(5)合理安排施工順序，宜先建較重單元，后建較輕單元，盡量讓輕重不一的結(jié)構(gòu)單元基礎(chǔ)沉降保持一致，有效地避免由于沉降不一致而產(chǎn)生的裂縫。

4.不能忽略砌體的結(jié)構(gòu)計(jì)算

    實(shí)際工程中，有時(shí)由于設(shè)計(jì)人員忽略了砌體結(jié)構(gòu)的計(jì)算，使實(shí)際設(shè)計(jì)的砌體承載力不足。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。因此設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中應(yīng)該以科學(xué)的態(tài)度，細(xì)心認(rèn)真地設(shè)計(jì)。(1)對擬建砌體結(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；(2)大梁下砌體要設(shè)墊塊并進(jìn)行局部受壓驗(yàn)算；(3)加強(qiáng)對圈梁的布置和構(gòu)造柱的設(shè)置，以提高砌體結(jié)構(gòu)的整體安全性。當(dāng)裂縫一旦出現(xiàn)，要注意觀測裂縫的寬度及長度的發(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)加固處理。

5.施工質(zhì)量也是防止砌體裂縫的重要因素

    在施工過程中，由于種種原因使施工質(zhì)量出現(xiàn)問題。如砂漿稠度過大，吸水后干縮，砂漿不飽滿或砂漿稠度不夠，磚的質(zhì)量不合格，砂漿強(qiáng)度不夠。這些都會造成整個(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。因此，在施工中應(yīng)嚴(yán)格控制工序質(zhì)量以保證整個(gè)工程的施工質(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。在施工中應(yīng)采取的具體措施：(1)建筑原材料必須檢驗(yàn)合格后才能使用。(2)改善砂漿的和易性是確保灰縫砂漿飽滿和提高粘結(jié)強(qiáng)度的關(guān)鍵。干磚砌筑，會使砂漿中的水分很快被吸去，造成砂漿失水過多而不能保證水泥硬化所需要的水，影響砂漿強(qiáng)度的增長；(3)砂漿失水后減少了流動性，不便于操作，砂漿也不易飽滿。砌筑砂漿對砌體強(qiáng)度有著直接影響，砂漿強(qiáng)度等級降低，就會使砌體的抗壓強(qiáng)度降低；(4)為保證砂漿強(qiáng)度，要重視砌筑砂漿中的原材料使用、配合比計(jì)量、拌和等問題，應(yīng)嚴(yán)格杜絕隔日砂漿不經(jīng)處理而繼續(xù)使用的現(xiàn)象；(5)砌筑時(shí)組砌方法要合理，半磚和破損磚用量不得超過5％，且不得集中用于頂層，應(yīng)分散使用在受力較小的砌體中；(6)抗震拉結(jié)筋應(yīng)按規(guī)定放置，不得漏放少放，長度規(guī)格應(yīng)符合規(guī)范要求。實(shí)踐證明，由于砌體抗壓強(qiáng)度較高而抗拉、抗剪強(qiáng)度較低，出現(xiàn)裂縫的原因很多，在很大的程度上只能預(yù)防為主。在設(shè)計(jì)施工中不能簡單理解為頂層房屋豎向荷載較輕而麻痹大意，在設(shè)計(jì)中要根據(jù)抗震設(shè)防的原則，重視概念設(shè)計(jì)以及構(gòu)造措施；在施工中重視施工工藝，細(xì)部處理，嚴(yán)格按照施工規(guī)范要求，保證工程質(zhì)量，消除各種安全隱患，重視房屋頂層主體工程質(zhì)量。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。在整個(gè)工程建設(shè)中，無論是在設(shè)計(jì)還是施工過程中，都應(yīng)該以科學(xué)的態(tài)度，努力保證工程質(zhì)量，避免砌體結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，在滿足承載力要求的同時(shí)，滿足正常使用要求。

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(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 溫紅娟 尹維維 編輯  文徑 審核)