磚混結(jié)構(gòu)墻體裂縫的分析與防治

1、磚混結(jié)構(gòu)墻體裂縫的分析與防治 * 摘要：通過(guò)對(duì)磚混結(jié)構(gòu)墻體裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，結(jié)合規(guī)范要求，從設(shè)計(jì)、施工、材料使用等方面提出防治與處理的原則措施。關(guān)鍵詞：磚混結(jié)構(gòu)裂縫溫差沉降強(qiáng)度應(yīng)力 低層住宅普遍采用磚混結(jié)構(gòu)，在外界不同的條件作用下，墻體裂縫時(shí)有發(fā)生。這些裂縫輕則影響結(jié)構(gòu)物的美觀和耐久性，重則危及建筑物的安全和使用。同時(shí)，這些裂縫的產(chǎn)生，也可能的結(jié)構(gòu)物破壞的前兆，如何鑒別這些裂縫并防止裂縫的產(chǎn)生極為重要。磚混結(jié)構(gòu)墻體產(chǎn)生的裂縫種類繁多，原因復(fù)雜。但基本原因可歸納為二大類：荷載變化和變形變化。實(shí)際表現(xiàn)為溫差裂縫、不均勻沉降裂縫、其它原因裂縫等。1 溫差裂縫溫差裂縫主要發(fā)生在鋼筋混凝土屋蓋的磚

2、混結(jié)構(gòu)中。屋面鋼筋混凝土和墻體磚砌體材料的線脹系數(shù)相差1倍（鋼筋混凝土線脹系數(shù)為101061，磚墻為51061），而屋面受到的太陽(yáng)輻射時(shí)間長(zhǎng)，接受的輻射熱平均要比墻面大1倍左右。特別在夏季熱脹明顯，若屋面保溫隔熱層處理不當(dāng)，屋蓋會(huì)產(chǎn)生較大的溫度膨脹變形（冬季會(huì)產(chǎn)生冷縮變形），使屋蓋和墻體之間產(chǎn)生較大的拉剪應(yīng)力，而當(dāng)屋蓋與墻體間構(gòu)造處理不當(dāng)，會(huì)使墻體受拉受剪。當(dāng)剪應(yīng)力和拉應(yīng)力大于砌體抗拉抗剪應(yīng)力時(shí)，墻體便被拉裂。溫差裂縫形式有正八字縫、倒八字縫、水平縫、斜裂縫等。正八字縫一般在房屋縱向兩端對(duì)稱產(chǎn)生，多數(shù)只在端部各裂一個(gè)開(kāi)間，少數(shù)裂兩個(gè)開(kāi)間；多數(shù)僅在房屋頂層開(kāi)裂，少數(shù)向下裂二層，個(gè)別的向下裂三層；

3、縱墻上有窗洞口者，裂縫一般均通過(guò)窗口對(duì)角，靠窗口的一端，裂縫寬度大。有的八字縫上端常與水平縫相連。當(dāng)墻體一端伸脹受到限制，八字縫則轉(zhuǎn)變成斜裂縫。斜裂縫多發(fā)生在山墻和內(nèi)縱墻。這種裂縫還常在房間縱橫墻上同時(shí)出現(xiàn)，形成墻角包角縫，縫寬上大下小。水平縫多發(fā)生在頂層圈梁的下皮標(biāo)高處沿內(nèi)外縱橫墻上。常在建筑物四角形成水平包角縫，少數(shù)可在端開(kāi)間室內(nèi)四周墻上裂成一圈。當(dāng)縱墻窗洞多時(shí)，水平縫出現(xiàn)在洞上口標(biāo)高處。當(dāng)縱墻上門(mén)窗洞口不多、墻體砌筑質(zhì)量較高、抗拉抗剪內(nèi)力較強(qiáng)時(shí)，在正八字縫出現(xiàn)之前，可能在縱墻中段頂部墻頂與屋面板接觸之處，因熱脹使頂板伸長(zhǎng)，從而使頂板有鼓起趨勢(shì)而出現(xiàn)水平鼓起縫。水平縫一旦產(chǎn)生，熱脹冷縮作用

4、便獲得了自由，產(chǎn)生八字縫的機(jī)率便減少。 少數(shù)房屋會(huì)因屋頂冷縮作用在縱墻兩端頂產(chǎn)生倒八字縫。 溫差裂縫與建筑物平面組合、體型、結(jié)構(gòu)尺寸、材料性能、施工質(zhì)量等多種因素有關(guān)，最主要的因素是溫差變化。為避免溫差裂縫發(fā)生，建議在設(shè)計(jì)與施工中采取如下措施。 1）適當(dāng)增加屋面伸縮縫，減少屋面熱膨脹積累值。設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)有保溫層的屋面規(guī)定每60m設(shè)伸縮縫，無(wú)保溫層的屋面每40m設(shè)伸縮縫。這個(gè)規(guī)定是從整體結(jié)構(gòu)考慮的，按規(guī)范設(shè)置伸縮縫，整體結(jié)構(gòu)一般不會(huì)出現(xiàn)異常情況，但屋面溫差裂縫卻仍然會(huì)發(fā)生。所以，為防止墻體端部溫差裂縫，須在屋面增設(shè)伸縮縫，考慮到屋面結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，結(jié)構(gòu)層完成后，保溫層或隔熱層往往不能及時(shí)做完，使

5、屋面處于裸露狀況，故間距宜控制在30-40m左右。這不僅符合現(xiàn)行規(guī)范要求，也與建筑物如住宅單元基本一致。屋面伸縮縫設(shè)置只需將屋面部分隔開(kāi)即可。2）充分發(fā)揮架空隔熱板的隔熱性能。建議適當(dāng)提高架空高度，且要保證隔熱空間的通風(fēng)，端部不得封閉。采取這一措施還可改善頂層的使用條件。 3）改進(jìn)屋頂挑檐設(shè)計(jì)。現(xiàn)行磚石結(jié)構(gòu)規(guī)范提出，頂層鋼筋混凝土圈梁“不宜露出室外”，而實(shí)際上帶飛檐的平屋面鋼筋混凝土挑檐大部分無(wú)保溫隔熱措施，長(zhǎng)期外露。故建議：在挑檐上加保溫隔熱層；加強(qiáng)挑檐梁側(cè)面的保溫，而挑檐板設(shè)伸縮縫，每隔15m左右設(shè)一道（板斷梁不斷）；將現(xiàn)澆挑檐改為預(yù)制；非抗震設(shè)防地區(qū)宜多用女兒墻而少用挑檐。 有些資料提出

6、在屋頂挑檐梁（或圈梁）、屋面板與墻體接觸面上加油氈隔離層，這一建議必須慎重應(yīng)用。雖然這樣使溫差裂縫可以減少（水平縫一般仍不能避免），但將大大削弱建筑物的整體性和空間剛度，降低對(duì)不均勻沉降的抵抗力。必要時(shí)，可用1:3石灰砂漿作為隔離層。 4）墻加非承重內(nèi)縱墻厚度，宜由120墻改為240墻，加強(qiáng)內(nèi)墻對(duì)溫差的抗變能力，并有利于電線的暗設(shè)。 5）適當(dāng)提高頂層砌體砂漿標(biāo)號(hào)（要杜絕單純考慮抗壓強(qiáng)度而將墻體砂漿標(biāo)號(hào)自底層向上層逐級(jí)遞減的錯(cuò)誤做法）。在端部23間范圍的砌體，必要時(shí)可加設(shè)部分拉通錨固筋。非抗震設(shè)防地區(qū)也宜在墻角設(shè)置構(gòu)造柱（截面240240，配414、6-300），增加構(gòu)造柱與墻體錨固筋的拉結(jié)，以

7、提高建筑物整體剛度和延性。適當(dāng)加大端部縱墻的窗間墻及邊垛寬度。 6）切實(shí)保證施工質(zhì)量。砌體砌筑質(zhì)量是出現(xiàn)裂縫的內(nèi)因，施工人員要嚴(yán)格執(zhí)行施工規(guī)范和操作規(guī)程。砌材要認(rèn)真濕潤(rùn)，干磚不上墻。做好內(nèi)外墻接槎，不留直槎。提高墻體砂漿飽滿程度，保證設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)。7）屋面結(jié)構(gòu)層做完后應(yīng)及時(shí)做好保溫隔熱層。 溫差裂縫一般屬于穩(wěn)定性裂縫，一旦出現(xiàn)，能量便得到釋放，殘留變形不大。一般情況下，一冬一夏便可穩(wěn)定，對(duì)結(jié)構(gòu)安全影響不大。裂縫穩(wěn)定后，應(yīng)做好修補(bǔ)工作。使用外墻涂料如卡絲彈性乳膠漆彌蓋墻體裂紋，根據(jù)溫度變化可以彌蓋相當(dāng)于漆膜厚度35倍的裂紋。2 建筑物不均勻沉降裂縫不均勻沉降裂縫會(huì)引起建筑物縱橫向不規(guī)則的彎曲變形。當(dāng)

8、建筑物整體剛度較差，基礎(chǔ)不足以調(diào)整因沉降而產(chǎn)生的應(yīng)力時(shí)，便會(huì)在磚砌體的某些部位產(chǎn)生拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。而當(dāng)砌體抗拉抗剪應(yīng)力不足以抵抗變形應(yīng)力時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生裂縫。因不均勻沉降而產(chǎn)生的砌體裂縫常見(jiàn)的有八字縫、斜裂縫及房屋包角縫。這些裂縫大多發(fā)生在建筑物底層，少數(shù)會(huì)向上發(fā)展到二層及以上各層，通常都伴隨地面開(kāi)裂與房屋傾斜。 引起建筑物不均勻沉降的原因有以下幾種： 1）地基不均勻，特別是建筑地點(diǎn)有深淺不一的雜填土層、坑、塘、暗溝時(shí)，如采取措施不當(dāng)，建筑物難免發(fā)生不均勻沉降。有些軟弱地基如淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土等高壓縮性土層，即使土層均勻，但由于壓縮模量較小，強(qiáng)度較低，在荷載作用下變形較大，小的荷載差異也會(huì)引起

9、沉降不均。為防止地基的不均勻沉降，須對(duì)不均勻地基和軟弱地基采取有效的加固措施。須注意的是，某些使用整板基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，增加板厚和配筋量是不能取代地基處理的。 2）建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)。如建筑平面形狀復(fù)雜，轉(zhuǎn)彎多，設(shè)大門(mén)大窗，立面變化過(guò)大，使建筑物整體剛度較差，質(zhì)量中心與剛度中心偏移較多。結(jié)構(gòu)措施不當(dāng)，亦會(huì)引起建筑物不均勻沉降。在設(shè)計(jì)磚混結(jié)構(gòu)建筑物時(shí)，必須對(duì)建筑物的體型、荷載、基礎(chǔ)類型與地基進(jìn)行綜合分析。建筑平面應(yīng)力求簡(jiǎn)單，避免不必要的曲折變化，內(nèi)外墻力求貫通，合理布置縱橫墻。橫墻間距不宜超過(guò)建筑物寬度的1.5倍，建筑物的長(zhǎng)高比一般宜控制在2.5以下。對(duì)平面復(fù)雜，高度、荷載差異較大處及過(guò)長(zhǎng)的房屋宜

10、在適當(dāng)部分設(shè)置沉降縫，合理布置圈梁。應(yīng)合理選擇基礎(chǔ)類型，適當(dāng)加強(qiáng)基礎(chǔ)剛度和強(qiáng)度，加強(qiáng)地基與上部結(jié)構(gòu)的共同作用。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，應(yīng)使各種假定盡量符合建筑物實(shí)際工作狀態(tài)。計(jì)算有陽(yáng)臺(tái)、挑走廊的縱墻的基礎(chǔ)時(shí)不宜采用縱橫墻三向分析荷載，而宜將陽(yáng)臺(tái)、走廊荷載直接由縱墻基礎(chǔ)承擔(dān)。3）地基含水量的不正常變化。如上下水管道滲透漏水；淺埋板基板邊構(gòu)造不當(dāng)，使地面水灌入地基。大量的抽取地下水，使地基塌陷，也可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物墻體裂縫破壞。4）大面積較厚的墻基土未按要求先填土后建筑或在建筑物內(nèi)外堆載過(guò)大均會(huì)引起建筑物基礎(chǔ)的位移和沉降不均。5）建筑物周邊環(huán)境的影響。在建筑物周邊超深開(kāi)挖將導(dǎo)致毗鄰的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，引起不均勻

11、沉降使墻體裂縫。應(yīng)按規(guī)范要求采取措施。 由于建筑物不均勻沉降而引起的墻體裂縫屬于不穩(wěn)定裂縫，一般均有繼續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。從不穩(wěn)定到穩(wěn)定往往持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間，嚴(yán)重者會(huì)一直發(fā)展下去而使建筑物呈危險(xiǎn)狀態(tài)甚至破壞。一旦發(fā)現(xiàn)，要及時(shí)做好觀測(cè)、分析，采取切實(shí)有效的措施加以控制。3 其它原因裂縫某些荷載（如梁、懸臂構(gòu)件）直接由磚砌體承受時(shí)，如果支承點(diǎn)構(gòu)造處理不當(dāng)，或使用超荷也會(huì)引起裂縫。如門(mén)窗洞口的裂縫，由于過(guò)梁的擱支長(zhǎng)度較短，在角隙部份，因截面尺寸減弱而引起墻體裂縫。這類裂縫特點(diǎn)顯著，易于鑒別，應(yīng)采取針對(duì)性措施予以防治。非破壞性地震（通常為5度、6度地震）產(chǎn)生的震動(dòng)和水平力也會(huì)在磚砌體的某些薄弱部位引起裂縫。有的

12、會(huì)使原來(lái)就存在的溫差裂縫和不均勻沉降裂縫加劇，往往是頂層重，往下輕。對(duì)這類裂縫可在震后采取措施修補(bǔ)。如周邊近距離強(qiáng)夯使墻體裂縫就屬于此類原因。干縮裂縫。墻體材料使用傳統(tǒng)的粘土磚外，還使用灰砂磚或小型砌塊，由于這類磚施工前灑水較多，特別是在雨季施工含水率往往過(guò)高，待正常使用后墻體逐慚干燥，砌體內(nèi)部收縮，產(chǎn)生較大的雙向收縮拉力，使墻體同時(shí)處于多種復(fù)雜的受力狀態(tài)，即這類磚干燥收縮拉力、熱脹冷縮力及周邊對(duì)其的約束力等，多種復(fù)雜的力作用在墻體上的合拉力遠(yuǎn)大于墻體或磚的極限抗拉力，墻體開(kāi)裂，磚被拉斷，且因墻體周邊約束條件較好，造成墻體中部開(kāi)裂，隨著時(shí)間的推移，裂縫逐慚增多、增寬。4小結(jié)磚混結(jié)構(gòu)墻體裂縫產(chǎn)生的原因是多方面的。多數(shù)情況下，上述幾種因素可能同時(shí)發(fā)生，其結(jié)果有