淺談砌體結(jié)構(gòu)裂縫的成因及防治?

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1. 前言?
　　建筑磚砌體裂縫不僅種類繁多，形態(tài)各異，而且較普遍，輕微者影響建筑物美觀，造成滲漏水，嚴(yán)重者降低建筑結(jié)構(gòu)的承載力、剛度、穩(wěn)定和整體性、耐久性，甚至還會(huì)導(dǎo)致整體倒塌的重大質(zhì)量事故。因此，分析產(chǎn)生裂縫的原因并做好預(yù)防措施，是建筑工程技術(shù)人員的一項(xiàng)重要任務(wù)。下面就幾種常見裂縫的形式、產(chǎn)生原因和采取的防治措施作些介紹。?
　　2. 產(chǎn)生裂縫的原因?
　　2.1 溫差變形引發(fā)的磚砌體裂縫。
　　這類裂縫較典型和普遍的是建筑物頂層兩端內(nèi)外縱墻上的斜裂縫，其形狀呈“八”字型或“X”型，且呈對(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)展至房屋兩端1/2縱長(zhǎng)范圍內(nèi)，并由頂層向下幾層發(fā)展。此類型縫對(duì)那種剛性屋面平屋頂、未設(shè)變形縫和隔熱層的房屋，更易發(fā)生。產(chǎn)生的直接原因是混凝土結(jié)構(gòu)屋面變形大，下部墻體變形小，墻體受剪、受拉的結(jié)果。具體的機(jī)理可認(rèn)為是：在陽光照射下（特別是南方地區(qū)）屋面板溫度可高達(dá)60～70攝氏度，而在其下的磚砌體僅為30～35攝氏度，如此大的溫差，加上混凝土膨脹系數(shù)比磚砌體近似大一倍，則根據(jù)王鐵夢(mèng)《工程結(jié)構(gòu)裂縫控制》一書中提出的計(jì)算理論和公式，可計(jì)算出砌體中的主拉應(yīng)力。設(shè)有一平屋頂建筑，頂板厚80mm，磚墻厚370mm，兩縱墻的間距為6m，建筑物總長(zhǎng)60m；則可以計(jì)算出沿灰縫截面破壞時(shí)的最大主拉應(yīng)力為0.55MPa，而磚砌體本身的抗拉強(qiáng)度僅為0.25MPa，則溫差引起的砌體主拉應(yīng)力大于砌體本身抵抗力的2.2倍。由此可知墻體的主拉應(yīng)力與溫差成正比。當(dāng)屋面向兩端熱脹時(shí)，致使下部砌體出現(xiàn)正“八”字縫，當(dāng)冷縮時(shí)，就出現(xiàn)倒“八”字縫，一脹一縮則易出現(xiàn)“X”字縫。?
　　同理，溫差裂縫尚有屋面板底部附近或頂層圈梁附近，出現(xiàn)沿外墻頂部的縱向水平裂縫和包角裂縫，沿窗上下角水平裂縫，女兒墻根部水平裂縫等等。對(duì)于屋面板底部附近或頂層圈梁附近，出現(xiàn)沿外墻頂部的縱向水平裂縫和包角裂縫，原因是屋面板或圈梁的伸縮比下部墻體的伸縮大，從而產(chǎn)生的推、拉力所致；包角裂縫實(shí)際上是水平裂縫的一種形式，是外橫墻和縱墻的水平裂縫連接起來形成的。有時(shí)，外縱墻的水平裂縫也會(huì)出現(xiàn)在頂層的窗臺(tái)水平處。窗上角水平裂縫，原因是窗上過梁的溫差變形和收縮在梁端達(dá)到最大值，而砌體在這些部位卻沒有適應(yīng)梁端部變位的余地，變形達(dá)到一定數(shù)值后，引起局部承拉而開裂。女兒墻根部水平裂縫，原因是屋面板在高溫下的溫度變形比女兒墻的溫度變形大，所以屋面板膨脹變形推擠女兒墻，使女兒墻根部的砌體外移或女兒墻外傾形成水平裂縫。?
　　2.2 基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫。
　　磚混結(jié)構(gòu)房屋墻體開裂的另一個(gè)主要原因是建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫。當(dāng)基礎(chǔ)不均勻沉降時(shí)，建筑物局部產(chǎn)生不規(guī)則變形，基礎(chǔ)不足以調(diào)整因沉降差而產(chǎn)生應(yīng)力時(shí)，便會(huì)使磚砌體的薄弱部位產(chǎn)生不同程度的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力，當(dāng)砌體的抗拉、抗剪強(qiáng)度不足以抵抗變形應(yīng)力時(shí)，墻體便會(huì)產(chǎn)生裂逢?；A(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫一般在建筑物下部，由下往上發(fā)展，呈“八”字型、倒“八”字型、水平及豎向裂縫。當(dāng)長(zhǎng)條形的建筑物中部沉降過大，則在房屋兩端由下往上形成正“八”字裂縫，且首先在窗對(duì)角突破，往上逐漸減輕；反之，當(dāng)兩端沉降過大，則在房屋兩端由上往下形成倒“八”字裂縫，也首先在窗對(duì)角突破，向下逐漸減輕，還可在底層中部窗臺(tái)處突破形成由上至下豎向裂縫；當(dāng)某一端下沉過大時(shí)，則在某端形成沉降端高的斜裂縫。引起基礎(chǔ)不均勻沉降的原因主要有如下幾點(diǎn)：?
　　2.2.1 房屋建于土質(zhì)差別較大的地基上；?
　　2.2.2 建筑物基礎(chǔ)深淺差別較大；?
　　2.2.3 相鄰建筑物的高度、荷重、結(jié)構(gòu)剛度差別較大，基礎(chǔ)處理不當(dāng)造成不均勻沉降；?
　　2.2.4 建于軟弱土質(zhì)上，如在淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土上，即使上部結(jié)構(gòu)均勻，但由于壓縮模量較小，強(qiáng)度較低，變形較大，因荷載差異也會(huì)引起不均勻沉降；?
　　2.2.5 地基含水量變化不正常。因周圍環(huán)境某些變化，使建筑物場(chǎng)地地下水位升高，或上下管道滲漏，地表水滲入建筑地基，長(zhǎng)期浸泡，土質(zhì)軟化甚至沖刷掏空，導(dǎo)致不均勻沉降；?
　　2.2.6 建筑物使用不當(dāng)。隨意改變房屋用途，增大荷載，在室內(nèi)地面堆放超設(shè)計(jì)要求的大面積荷載，使地基附加應(yīng)力劇增，導(dǎo)致建筑物不均勻沉降，墻體開裂。?
　　2.2.7 建筑物平面形狀復(fù)雜，立面變化過大，長(zhǎng)度過大且不設(shè)沉降縫等，也會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降。?
　　2.3 其它裂縫。
　　這些裂縫包括：混凝土構(gòu)件變形導(dǎo)致的砌體裂縫，如當(dāng)挑梁上填充墻、梁相繼同步施工致使撓度過大，其上砌體產(chǎn)生內(nèi)低外高斜裂及與外縱墻之間的豎縫等；砌體本身承載力不足如磚柱承載不足時(shí)在下部1/3高度處出現(xiàn)的豎縫；砌體構(gòu)造要求不良如施工洞留置和拉結(jié)筋放置不當(dāng)造成的洞邊縫，施工質(zhì)量差造成的裂縫，如砌體通縫，灰縫砂漿不飽滿，含水率掌握不當(dāng)，腳手眼設(shè)置不當(dāng)，組砌不當(dāng)?shù)取?
　　3. 裂縫防治措施?
　　3.1 對(duì)于溫度裂縫的防治措施：(1)屋蓋上設(shè)置良好的保溫層或隔熱層，采用種植屋面和儲(chǔ)水屋面；(2)適當(dāng)加大屋面層圈梁和房屋四角構(gòu)造柱的配筋和提高頂層砌體的砂漿標(biāo)號(hào)；(3)溫度伸縮縫嚴(yán)格控制在《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》允許范圍內(nèi)；(4)在女兒墻根部留一定空隙，使其能自由伸縮且有伸縮余地，或女兒墻設(shè)構(gòu)造柱；(5)在建筑物的兩端的1～2個(gè)開間內(nèi)或總長(zhǎng)1/4范圍內(nèi)的屋面板底設(shè)置滑動(dòng)支座，讓其自由伸縮；(6)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量和材料質(zhì)量。?
　　3.2 對(duì)于溫度裂縫的防治措施：(1)當(dāng)房屋建于土質(zhì)差別較大的地基上，或房屋相鄰部分的高度、荷重、結(jié)構(gòu)剛度、地基基礎(chǔ)的處理方法等有顯著差別時(shí)，應(yīng)在差異部位設(shè)置)沉降縫，將其劃分成剛度較好、長(zhǎng)度變化較小的幾個(gè)單元；(2)盡量避免用軟弱土層做持力層，若無法避免，可調(diào)整上部結(jié)構(gòu)剛度，或采用筏式基礎(chǔ)，以減少建筑的沉降；(3)對(duì)于地基持力層不均勻的建筑物，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，將局部基礎(chǔ)適當(dāng)加深或加寬，或局部設(shè)計(jì)成板帶基礎(chǔ)，降低基底應(yīng)力，盡量達(dá)到地基均勻沉降；(4)在施工過程中應(yīng)盡量避免對(duì)地基土的擾動(dòng)，做好排水處理，完工后建筑物四周做好散水坡及排水地溝，避免地表水浸泡基礎(chǔ)而引起局部下沉；(5)加強(qiáng)門窗洞口外的剛度，將門窗洞口上的鋼筋混凝土過梁與內(nèi)墻鋼筋連接起來，形成一個(gè)連續(xù)過梁，以增強(qiáng)房屋整體剛度；(6)設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格按規(guī)范設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁，必要時(shí)可增加圈梁道數(shù)，以增加上部結(jié)構(gòu)的剛度。?