砌體結(jié)構(gòu)受力裂縫解析及預(yù)防控制措施

砌體結(jié)構(gòu)受力裂縫解析及預(yù)防控制措施[提要]砌體結(jié)構(gòu)是指由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)是整體性較差，抗拉和抗剪強(qiáng)度較低，比較容易產(chǎn)生裂縫。本文僅從砌體結(jié)構(gòu)受力裂縫的危害、成因、預(yù)防及產(chǎn)生裂縫后的處理等方面，進(jìn)行論述。[關(guān)鍵詞]砌體結(jié)構(gòu)受力裂縫危害原因分析預(yù)防控制產(chǎn)生裂縫后的處理砌體結(jié)構(gòu)是指由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)是整體性較差，抗拉和抗剪強(qiáng)度較低，比較容易產(chǎn)生裂縫。本文試從裂縫的危害、成因、預(yù)防及產(chǎn)生裂縫后的處理等方面，進(jìn)行論述。一、裂縫對(duì)砌體結(jié)構(gòu)建筑物的危害砌體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫和產(chǎn)生變形對(duì)建筑物的危害主意表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)安全性和房屋使用功能兩個(gè)方面，砌體結(jié)構(gòu)受力裂縫的出現(xiàn)預(yù)示著結(jié)構(gòu)承載力可能不足，結(jié)構(gòu)變形的出現(xiàn)雖然對(duì)砌體抗壓承載力沒(méi)有直接影響，但貫穿性裂縫的形成會(huì)降低結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和抗震性能。外墻、樓板和屋面結(jié)構(gòu)裂縫會(huì)影響結(jié)構(gòu)防水，造成房屋滲漏，明顯的結(jié)構(gòu)裂縫或較大的變形會(huì)影響建筑物的美觀。二、裂縫的類(lèi)型及其產(chǎn)生的原因分析砌體結(jié)構(gòu)的房屋的裂縫一般是單因素典型裂縫，而這種裂縫的形態(tài)與產(chǎn)生的原因有較強(qiáng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。大致分為溫度收縮裂縫、地基沉降差異裂縫、受力裂縫及干縮裂縫等幾種類(lèi)型。1、溫度裂縫砌體結(jié)構(gòu)的房屋的裂縫一般多產(chǎn)生于房屋的頂層，特別是房屋兩端的縱橫墻體，裂縫沿屋頂圈梁與墻體交接面水平分布及墻體外角斜向分布，其次是門(mén)窗洞口45度斜向分布。這類(lèi)裂縫的產(chǎn)生主要是結(jié)構(gòu)溫度收縮變形不協(xié)調(diào)所致。

2、地基沉降差異裂縫地基沉降差異是引起砌體結(jié)構(gòu)建筑物裂縫的一個(gè)主要的因素。由于地基沉降差異引起的裂縫多為斜裂縫，此類(lèi)裂縫一般情況下裂而不鼓，往往貫通到基礎(chǔ)。尤其對(duì)于軟土地基和濕陷性黃土地基，當(dāng)?shù)鼗幚聿划?dāng)時(shí)，很容易在底層墻體產(chǎn)生斜向裂縫和窗下墻豎向裂縫。在房屋縱橫墻地基不均勻沉降的情況下，將使墻體承受較大的剪切力，當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度稍差、施工質(zhì)量和材料強(qiáng)度不能滿足要求時(shí)，會(huì)導(dǎo)致墻體開(kāi)裂。另外，當(dāng)房屋層數(shù)相差較多而沒(méi)有設(shè)置沉降縫時(shí)，容易在交接部位產(chǎn)生豎向裂縫，這類(lèi)裂縫常伴有較大的地基不均勻下沉。3、受力裂縫受力裂縫多出現(xiàn)在抗震設(shè)防區(qū)的建筑物上，雖然有圈梁構(gòu)造柱、鋼筋混凝土現(xiàn)澆板等整體連接，但這也不能完全保證不出現(xiàn)裂縫。比如發(fā)生在房屋底層窗臺(tái)處的豎向裂縫，多數(shù)是由于縱墻開(kāi)窗較大，地基受荷載后變形不均勻，窗臺(tái)墻起到反梁的作用而引起的。在鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)中，基礎(chǔ)內(nèi)一般均未設(shè)置基礎(chǔ)梁，僅靠圈梁、構(gòu)造柱等來(lái)加強(qiáng)建筑物的整體剛度，當(dāng)?shù)鼗芎奢d較大時(shí)，窗臺(tái)墻因反向變形過(guò)大而開(kāi)裂。

有些受力裂縫是由于地基沉降不均勻和溫度的雙重因素形成應(yīng)力而產(chǎn)生的，我們把這種情形也歸為受力裂縫。比如鋼筋混凝土現(xiàn)澆板跨中裂縫，如果地基不均勻沉降，將使鋼筋混凝土現(xiàn)澆板單邊下沉而其他邊又受到支座的約束，這樣會(huì)導(dǎo)致在混凝土現(xiàn)澆板內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，而且，跨中多是施工縫的留置處，按照規(guī)范的要求：施工縫的位置宜留在結(jié)構(gòu)受剪力較小且便于施工的部位。所以，板在其他支座的約束下，由于混凝土內(nèi)部的拉應(yīng)力的作用，加上混凝土現(xiàn)澆板受溫差作用的影響，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的拉應(yīng)力在周?chē)ё募s束下，要求在現(xiàn)澆板的最薄弱位置釋放能量，于是在板跨中產(chǎn)生裂縫。4、干縮裂縫砌體結(jié)構(gòu)中的混凝土相對(duì)于其他結(jié)構(gòu)更容易產(chǎn)生干縮裂縫。因?yàn)樵谄鲶w結(jié)構(gòu)當(dāng)中，混凝土在空氣中硬化時(shí),其中的水分更容易逐漸蒸發(fā),使毛細(xì)孔中形成負(fù)壓,隨著空氣濕度的降低,負(fù)壓逐漸增大,產(chǎn)生收縮力，當(dāng)收縮受限制產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)其本身的抗拉強(qiáng)度時(shí)混凝土就會(huì)開(kāi)裂而產(chǎn)生干縮裂縫。此類(lèi)裂縫,無(wú)方向性,裂縫較細(xì)為0.1mm～0.3mm。

平常我們看到的有些面層空鼓的斜裂縫，往往也是由于墻體面層空鼓、水泥干縮引起的。陽(yáng)臺(tái)欄板與磚砌體接槎處裂縫多由于混凝土二次澆筑引起。施工時(shí)未能在構(gòu)造柱上留出鋼筋進(jìn)行搭接和焊接，導(dǎo)致鋼筋混凝土欄板由于溫度變化而使混凝土產(chǎn)生收縮，形成裂縫。5、其他裂縫當(dāng)然裂縫的產(chǎn)生還與材料、施工、環(huán)境及荷載等因素有關(guān)，例如施工時(shí)，鋼筋的是否調(diào)直就是現(xiàn)澆板產(chǎn)生裂縫的一個(gè)重要原因。鋼筋未調(diào)直就意味著鋼筋受力后達(dá)不到屈服強(qiáng)度，隨著混凝土內(nèi)部拉應(yīng)力的增大，應(yīng)變的增長(zhǎng)速度超過(guò)了應(yīng)力的增長(zhǎng)速度而在板中產(chǎn)生微裂縫，微裂縫隨荷載的增加而發(fā)展，混凝土塑性變形也逐漸增加，最后形成比較明顯的裂縫。三、裂縫的預(yù)防控制措施（一）、砌體構(gòu)造措施1、橫墻圈梁應(yīng)貫穿走廊（包括單外廊）。走道板厚不小于120mm時(shí)，以現(xiàn)澆加強(qiáng)帶替代圈梁，上下縱筋各不小于2ф12；板厚小于120mm時(shí)，設(shè)加強(qiáng)圈梁，斷面不小于240mm×240mm。2、外墻混凝土圈梁外側(cè)用保溫砂漿貼砌50mm厚保溫塊材（加氣混凝土塊、水泥蛭石板、水泥膨脹珍珠巖板等）與外墻面平，圈梁寬180mm（墻厚240mm）。3、外墻混凝土過(guò)梁凈跨度大于等于3m時(shí)，在梁端上下各二皮磚灰縫中設(shè)鋼筋網(wǎng)片以抗裂。4、門(mén)窗洞口寬大于等于2m，且洞高大于2/3層高時(shí)，或洞口高與寬分別小于上列數(shù)值，洞墻比大于0.4時(shí)，洞邊（或該層洞邊）應(yīng)設(shè)構(gòu)造柱。5、構(gòu)造柱埋置深度：保證室外地面以下、地下管溝底以下、半地下室地面以下均不小于500mm，無(wú)基礎(chǔ)圈梁時(shí)，設(shè)不小于120mm厚的混凝土墩；室外地面以下不小于300mm深有基礎(chǔ)圈梁時(shí)，可錨入圈梁；有抗整體彎曲或抗傾覆蓋要求時(shí)，應(yīng)伸至基底，基礎(chǔ)為磚放腳時(shí)，應(yīng)設(shè)臥梁，長(zhǎng)不小于構(gòu)造柱斷面長(zhǎng)邊的2.5倍，斷面與配筋不小于構(gòu)造柱。6、突出屋頂小間頂部有較重設(shè)備（如水箱等）時(shí)，應(yīng)考慮地震鞭梢效應(yīng)，適當(dāng)加大構(gòu)造柱配筋。7、底層窗洞寬大于等于1.8m時(shí)，窗洞下二皮磚灰縫中設(shè)3ф6筋；窗洞寬大于等于洞底至基底高度時(shí)，設(shè)鋼筋混凝土窗臺(tái)梁；基礎(chǔ)留洞與穿基礎(chǔ)管溝寬度大于等于溝洞底至基底高度時(shí)，應(yīng)設(shè)混凝土底梁或混凝土邊框以抵抗反向彎曲。8、層頂設(shè)足夠厚度的保溫屋，不低于屋面，熱工規(guī)范及節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求；采取隔熱措施，架空隔熱層中部設(shè)通風(fēng)口。一些地區(qū)通用圖集中保溫層厚度不符合規(guī)范要求，選用時(shí)應(yīng)調(diào)增其厚度。9、屋蓋伸縮縫區(qū)段兩端及大于40m（氣溫年較差大的地區(qū)為35m）的區(qū)段中部分別留設(shè)板端伸縮縫，填彈性嵌縫膏，板端支承面作滑動(dòng)面，如鋪二層油氈中夾滑石粉等。10、現(xiàn)澆混凝土屋蓋、圈梁、挑檐，或裝配式屋蓋有后澆混凝土層時(shí)，大于35m（氣溫年較差大的地區(qū)為30m）的伸縮縫區(qū)段中部留后澆縫或膨脹加強(qiáng)帶（摻膨脹劑如UEA等），適當(dāng)加大混凝土板分布鋼筋?，F(xiàn)澆挑檐亦可留伸縮縫，間距不大于15m。11、視保溫層材料膨脹性能及做法（整體澆筑或分塊鋪設(shè)），在保溫層長(zhǎng)度中部及保溫層與女兒墻或突出屋頂間外墻之間，留設(shè)50~100mm寬隔離層，填彈性嵌縫膏。12、頂層墻體（包括女兒墻）砌筑砂漿，外縱墻兩端各二個(gè)開(kāi)間，不低于M7.5，其余內(nèi)外墻不低于M5。氣溫年較差大的地區(qū)，且在寒暑季施工時(shí)，砂漿強(qiáng)度等級(jí)提高一級(jí)。13、頂層下列墻體第500mm高設(shè)2ф6通長(zhǎng)拉結(jié)鋼筋：端山墻、端間內(nèi)外縱墻（有窗洞口時(shí)，洞高范圍洞內(nèi)側(cè)可不設(shè)）、與外縱墻交接的上半層高橫墻端部1.5m長(zhǎng)（鋼筋彎折入外墻）。上述墻段有窗洞口時(shí)，洞下二皮磚灰縫中應(yīng)有3ф6通長(zhǎng)拉結(jié)鋼筋。14、端間內(nèi)外縱墻有門(mén)洞口，且墻轉(zhuǎn)角處無(wú)構(gòu)造柱時(shí)，門(mén)洞邊設(shè)混凝土邊框，厚不小于120mm，寬同墻厚，端間拉結(jié)筋錨入混凝土邊框。15、長(zhǎng)度大于25m的女兒墻與挑外廊磚砌欄板壓頂厚度不小于80mm，縱筋不小于3ф8，2ф8（120mm厚欄桿）。長(zhǎng)度大于30m時(shí)，亦宜于中部留后澆縫。16、綜合考慮，多層房屋頂屋圈梁宜沿所有內(nèi)外墻設(shè)置，橫墻圈梁間距不應(yīng)大于二個(gè)開(kāi)間，且不大于7m。無(wú)圈梁橫墻端部不應(yīng)設(shè)置由外墻圈梁拐入內(nèi)墻少許的斷頭拉梁（確有必要時(shí)，其他各層尚可設(shè)置）。17、可適當(dāng)增加?xùn)|西端墻厚度，不另加配鋼筋，砂漿強(qiáng)度等級(jí)可不提高，以改善熱工性能，亦利節(jié)能。(二)、施工技術(shù)措施1、先施工高、重部分，后施工低、輕部分，以調(diào)整差異沉降。2、挖土?xí)r應(yīng)對(duì)基坑、槽加以保護(hù)，以免擾動(dòng)基底以下土層。挖至基底后應(yīng)及時(shí)鋪筑墊層，倘不能及時(shí)鋪筑時(shí)，不應(yīng)連接挖至基底而長(zhǎng)時(shí)暴露以反拱，并及時(shí)排水。偶遭擾動(dòng)，可鋪中粗砂或碎石擠壓。嚴(yán)懲擾動(dòng)時(shí)，其擾動(dòng)部分應(yīng)予清除，避免附加沉降。3、靠近地下室外側(cè)不得堆置過(guò)多過(guò)重材料。4、飽和淤泥類(lèi)土地基，加載速度與加載速率過(guò)大易發(fā)生地基土塑流擠出。應(yīng)考慮現(xiàn)場(chǎng)加載試驗(yàn)，控制施工速度與加載速率，以便地基逐漸固結(jié)，相繼增長(zhǎng)地基承載力。5、粘土磚于砌筑前潤(rùn)濕，含水率10%~15%，冬季亦宜適度濕潤(rùn)，嚴(yán)禁干磚上墻，致使砂漿早期脫水，不僅降低砂漿強(qiáng)，且削弱砂漿與磚的粘結(jié)力，降低砌體強(qiáng)度。6、砌筑砂漿中可摻入相當(dāng)水泥用量5%~10%的粉煤灰，以提高和易性與保水性，便于砌體砂漿飽滿。7、確保變形縫有效寬度，縫內(nèi)無(wú)殘?jiān)閴K雜物，以免變形時(shí)擠壓墻體。8、屋蓋、保溫層及屋面工程，盡量避免寒暑冬季施工，以降低溫差，尤其氣溫年較差大的地區(qū)。10、混凝土中摻減水劑、緩凝劑、膨脹劑等，采取后澆縫或膨脹加強(qiáng)帶，區(qū)別部位，盡量推遲拆模，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。11、新砌筑墻體，若遭嚴(yán)重凍融或雨水沖刷而致強(qiáng)度降低時(shí)，應(yīng)予拆除。12、一般不宜采用油氈作墻基礎(chǔ)頂面防潮層，對(duì)軟弱地基上的多層房屋不應(yīng)采用油氈防潮層。四、出現(xiàn)裂縫后的處理措施1、嵌縫填補(bǔ)法。將裂縫兩側(cè)抹灰鑿掉，并清理干凈，采用M10聚合水泥砂漿，（摻入107膠），用勾縫刀、抹子、刮刀等工具將砂漿填入縫內(nèi)，然后重新抹灰，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，填嚴(yán)的裂縫還會(huì)開(kāi)裂，但一般要比原來(lái)小許多，可用白膠泥填補(bǔ)，最終可以從外觀上消除裂縫。此法對(duì)微型小裂縫最適宜。

2、在墻體單側(cè)或兩側(cè)加鋼筋網(wǎng)加固法。先將墻體的抹灰鏟去，刷洗干凈，用U形鋼筋按一定的間距釘入磚縫，以固定鋼筋網(wǎng)，再用M10水泥砂漿分層抹平。這種方法通常用于對(duì)裂縫大于1mm的貫通裂縫的處理。

3、剔縫埋入鋼筋法。在裂縫處每隔5皮磚剔開(kāi)一道磚縫，每邊長(zhǎng)50cm,深5cm,各埋入1φ6鋼筋，鋼筋端部加直鉤，鉤子深入磚墻裂縫中，用M10水泥砂漿灌縫。采用此法應(yīng)注意不要在墻體的兩側(cè)剔同一條縫，且必須在加固好一面、砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度后再處理另一面，防止因擾動(dòng)而降低砂漿強(qiáng)度，另應(yīng)注意澆水養(yǎng)護(hù)。

4、鋼筋混凝土聯(lián)結(jié)法。在裂縫處，每隔8～10皮磚，抽磚嵌入預(yù)制鋼筋混凝土塊，四周要清掃干凈，潤(rùn)水以M10水泥砂漿砌筑，保證四周密實(shí)且按原磚墻砌法及裂縫走向而定，混凝土標(biāo)號(hào)C15，內(nèi)配φ4鋼筋，其他部位以M10水泥砂漿填補(bǔ)密實(shí)。

5、加設(shè)拉條法。沿裂縫每隔5皮磚鉆孔4個(gè)，分別埋入φ10螺栓和φ6S形鋼