砌体结构墙体裂缝的成因及控制

　　摘要：本文通过对砌体结构墙体裂缝成因的分析，阐述了预防和控制裂缝的措施及方法。
　　关键词：砌体结构，墙体裂缝，防治措施
　　在砌体结构中，墙体裂缝一直以各种形态普遍存在，其形成涉及到工程材料、设计控制及施工质量等多个方面，它不仅影响了建筑物美观，也影响建筑物的使用，甚至危及建筑物的安全，在住宅商品化的今天，这个问题已日益引起开发商和居民的普遍关注。
　　一．裂缝的类型及成因
　　产生裂缝的原因是多方面的，归纳起来主要有两方面:一是由外荷载(包括静、动荷载)变化引起的裂缝，二是由变形引起的裂缝(主要有温度变化，不均匀沉陷或膨胀等变形产生应力而引起的裂缝)。在砌体结构的民用建筑中，砌体裂缝绝大部分是由于变形引起的，温度变化是引起墙体开裂的主要因素。由于温度应力和变形而产生的裂缝具有“顶层重下层轻”、“两端重中间轻”、“阳面重阴面轻”的特点与规律，裂缝的类型及其产生的原因可具体分为如下3种:
　　1.1由温度变形引起的墙体裂缝
　　当外界温度变化引起的墙体温度变形受到约束，或者由于房屋地下和地上、室内和室外的温度差异而使墙体各部分具有不同的温度变形时，都会在墙体中产生温度应力。
　　常见的温度裂缝出现在混凝土平屋盖房屋的顶层两端墙体和山墙上。如在门窗洞边的正“八”字斜裂缝、山墙上部的斜裂缝、平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝、以及水平包角裂缝(包括女儿墙)等。
　　对于砌体房屋，钢筋混凝土和砌体材料的线膨胀系数有很大差异，钢筋混凝土为1.0~1.4×10－5，约为砌体的两倍。在混合结构房屋中，当温度变化时，钢筋混凝土屋盖或楼盖以及墙体会因为温度变形的相互制约而产生较大的温度应力，而两种材料又是抗拉强度很弱的非云质材料，所以当构件中产生的拉应力超过其抗拉强度极限值时，不同的裂缝就会出现，往往是造成墙体开裂的主要原因。
　　1.2由收缩变形引起的墙体裂缝
　　混凝土内部自由水蒸发所引起的体积的减少称干缩变形，混凝土中水和水泥化学作用所引起的体积减少称为凝缩变形，两者的总和称为收缩变形。钢筋混凝土最大的收缩值为（2~4）x10－4，大部分在凝固初期完成，凝固10d后完成约30%，28d完成50%。而烧结黏土砖（包括其他材料的烧结制品）的干缩很小，且变形完成比较快，在正常温度下的收缩现象不甚明显。但对于砌块砌体房屋，混凝土空心砌块的干缩性大，在形成砌体后还约有0.02%的收缩率，使得砌块房屋在下部几层墙体上较易产生收缩裂缝。因而非烧结类块体（砌体、灰砂砖、粉煤灰砖等）砌体中，往往同时存在温度和干缩共同引起的裂缝，一般情况是墙体中两种裂缝都有，或因具体条件不同而呈现不同的裂缝现象，其裂缝的发展往往较单一因素更严重。
　　因砌块收缩引起的墙体裂缝，在混凝土砌块房屋中比较普遍。在内外墙、在房屋的各层均可能出现。干缩裂缝形态一般有：⑴在墙体中部出现的阶梯形裂缝；⑵环块体周边灰缝的裂缝；⑶在外墙的窗下墙出现竖向均匀裂缝；⑷山墙等大墙面出现的竖向、水平向裂缝。收缩裂缝一般多出现在下部几层，有的砌块房屋山墙大墙面中间部位出现了由底层一直延伸至3、4层的竖向裂缝。
　　
　　1.3由地基不均匀沉降引起的墙体裂缝
　　当房屋的长高比较大、地基土较软，或地基土层分布不均匀、土质差别很大，或者房屋高差较大、荷载分布极不均匀时，都可能产生过大的不均匀沉降，使墙体产生附加应力，引起墙体裂缝。房屋发生不均匀沉降后，一般发生弯、剪变形而产生主拉应力，因此裂缝一般为斜向的阶梯形裂缝。斜裂缝大多集中在局部倾斜较大及弯、剪应力较大的部位。当由于地基土较软且房屋长高比较大或其他原因在房屋中部产生过大沉降时，斜裂缝一般出现在房屋的下部，呈八字形分布。当由于地基土分布或荷载分布不均匀而在房屋的一端产生较大的沉降时，斜裂缝主要集中在沉降曲率较大的部位。
　　
　　二．裂缝的预防和控制措施
　　在目前的技术经济水平下，尚不能完全防止和杜绝由于钢筋混凝土屋盖的温度变形和砌体干缩变形引起的墙体局部裂缝，只能通过一些合理的构造措施，使砌体房屋墙体的裂缝的产生和发展达到可接受的程度。
　　2.1防止由温度变化引起的裂缝,采取下列措施:
　　⑴在钢筋混凝土屋盖上设置保温层，屋面加设保温层可以有效减小屋盖与墙体的温差，保温层必须具有一定的厚度，且应设隔气层、保护层、透气孔等。
　　⑵当房屋较长、体型较复杂时，应合理设置伸缩缝，建筑物温度伸缩缝的间距应满足现行《砌体结构设计规范》的规定,控制缝宜在建筑物墙体的适当部位设置,控制缝的间距不宜大于30ｍ。
　　⑶当纵墙两端开间内设有较大洞口，可以在洞口两侧设置砼构造柱，与上、下圈梁拉结，既可以加强该开间的刚度，又可以阻止裂缝发展。
　　⑷提高顶层砌体强度，以加强墙体抗温应力的能力；非地震地区,在房屋顶层宜设钢筋混凝土圈梁。若采用钢筋混凝土圈梁,圈梁不宜外露。若不设圈梁,可在屋盖四周檐口下的砌体内,配置适当转角钢筋。
　　⑸合理安排屋面施工时间及施工工序，施工时尽量避开高温或寒冷季节，加强屋面养护，必要时设置后浇带，以解决砼施工中的内应力问题。
　　2.2防止由墙体材料的干缩引起的裂缝，采用下列措施:
　　⑴严把材料质量关，对不合格的材料坚决不用,选用干缩值低的墙材。控制砌筑时材料的含水量(先让材料干缩后砌墙)。采用低强度砂浆和长度小的砖块,可以避免砖块的断裂,并将细小裂缝均匀分散到各个垂直的灰缝隙中,避免变形和应力集中,累加出现大裂缝。
　　⑵严格按规范施工。砌体应上、下错缝，内外搭接，水平灰缝及竖向灰缝应饱满。严禁以铺浆代替灌缝，转角和交换处应同时砌筑，半砖使用率不得超过5%.
　　⑶认真分析房屋结构，合理安排施工工序，应先建主体后建附属，先建重而高部分，后建轻而低部分，对大面积现浇板，应设置后浇带。
　　⑷面积较大的墙体采用在墙体内增设构造梁柱的构造措施。如墙体长度超过5ｍ,可在中间设置钢筋混凝土构造柱。
　　2.3防止由地基沉降引起的裂缝，采用下列措施：
　　⑴加强地基勘察。验槽时应钎探，以探明局部软弱土层。对照勘探报告，辨别土层成分，防止因未作土样分析而将某些特性土，如膨胀土、湿陷性黄土当作一般土处理。对发现的软弱土部分，应处理后，方可进行基础施工。
　　⑵建筑物的体型力求简单；
　　⑶合理设置沉降缝。当地基压缩性较大、房屋较长、体型较复杂或同一建筑物而基础形式不同时，均应从基础开始设置沉降缝。
　　⑷加强上部结构刚度，提高墙体抗剪、抗拉强度。设置封闭圈梁和构造柱，特别是增强顶层和底层圈梁、合理布置纵横墙、采用整体性好、刚度大的基础形式等；
　　⑸减小或调整基底的附加应力。改变基础地面尺寸，使不同荷载的基础沉降量接近。
　　三、结束语
　　控制裂缝的产生和扩展，是建筑工程中必不可少的一个重要环节，应引起足够重视；控制裂隙，重点在防，并需要从设计、施工上共同努刀，采取有效的技术措施控制裂缝，使结构尽量不出现裂缝，或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量，使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性。
　　
　　参考文献：
　　1、施楚贤，施宇红砌体结构疑难释义北京中国建筑工业出版社2004
　　2、王铁龙工程结构裂缝控制北京中国建筑工业出版社1997
　　3、许淑芳，熊仲明砌体结构北京科学出版社2004

《砌体结构墙体裂缝的成因及控制》

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