砌體結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因分析及其防治

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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。但砌體結(jié)構(gòu)裂縫有一定原因和客觀規(guī)律。通過對(duì)砌體結(jié)構(gòu)裂縫和變形的分析，可以提出有針對(duì)性的預(yù)防和處理措施。

　　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，其次是門窗洞口45度斜向分布。這類裂縫的產(chǎn)生主要是結(jié)構(gòu)溫度收縮變形不協(xié)調(diào)所致。

　　有些溫度裂縫的形成是由于溫差太大的原因，例如，西氣東輸西段工程的閥室和站場(chǎng)建成后發(fā)現(xiàn)，在很多房屋的圈梁處出現(xiàn)了水平裂縫，嚴(yán)重的呈連續(xù)狀。通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地認(rèn)真的勘察，發(fā)現(xiàn)除了以上裂縫外，其他地方均沒有異常情況，排除了地基沉降的原因，大家一致認(rèn)為這是由于溫度引起的溫度裂縫。因?yàn)槲鳉鈻|輸西段工程的閥室和站場(chǎng)大多處于位于亞洲大陸腹地，遠(yuǎn)離海洋，近沙漠，有些直接位于礫漠（戈壁灘）區(qū)，屬大陸干旱氣侯區(qū)。這些地方具有日照長(zhǎng)，太陽(yáng)輻射強(qiáng)，氣溫低，晝夜溫差大，夏季受陽(yáng)光直射時(shí)間較長(zhǎng)，溫度可達(dá)40℃左右，而溫度極端最低值也可達(dá)-40℃。所以這些地方氣溫變化很大，我們知道混凝土的線膨脹系數(shù)（10X10－6m/℃）遠(yuǎn)大于磚墻的線膨脹系數(shù)（5X10－6m/℃），這樣使得兩者的溫度變形差別很大，因此在圈梁和磚墻接觸處產(chǎn)生一個(gè)剪應(yīng)力使磚墻處于受剪及受拉狀態(tài)而出現(xiàn)裂縫。

　　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)致墻體開裂。另外，當(dāng)房屋層數(shù)相差較多而沒有設(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)墻因反向變形過大而開裂。

　　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)力在周圍支座的約束下，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)力超過其本身的抗拉強(qiáng)度時(shí)混凝土就會(huì)開裂而產(chǎn)生干縮裂縫。此類裂縫，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、砌體結(jié)構(gòu)裂縫的防治措施

　　1、預(yù)防措施

　　1）首先要作好地基處理，嚴(yán)格控制地基不均勻沉降，尤其對(duì)松軟土、填土及濕陷性黃土地基進(jìn)行必要的夯實(shí)和加固處理，避免地基浸水引起不均勻沉降。

　　2）嚴(yán)格按規(guī)范規(guī)定在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置沉降縫，盡量減小地基的不均勻沉降差，在抗震區(qū)適當(dāng)設(shè)置基礎(chǔ)梁，合理設(shè)置伸縮縫，最大間距不超過50米。

　　3）砌體結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件澆筑后，在其上覆蓋塑料薄膜和草包或油布，以加強(qiáng)混凝土的保濕、保溫養(yǎng)護(hù)。

　　4）合理組織施工，在混凝土制作的過程中在下料、攪拌、澆注、振搗等環(huán)節(jié)嚴(yán)格進(jìn)行過程控制。改善水泥性能，合理減少水泥用量，降低水灰比， 要嚴(yán)格控制混凝土單位用水量在170kg/m³以下，水灰比在0.6以下，選用良好的粗、細(xì)骨料和合適的坍落度。

　　2、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），骨料和合適的坍落度。

　　2、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)過一段時(shí)間后，填嚴(yán)的裂縫還會(huì)開裂，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φ6 S形鋼筋拉桿將裂縫兩側(cè)螺栓焊接，然后以M10水泥砂漿將磚洞及裂縫補(bǔ)抹。

　　6）拆磚重砌法。裂縫處拆除50～100cm長(zhǎng)磚墻，用比原設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)高一級(jí)且不低于M5的砂漿重新按原砌體走向進(jìn)行砌筑，新老砌體結(jié)合密實(shí)。處理時(shí)要注意拆除一處修補(bǔ)一處并注意安全。

　　四、結(jié)語(yǔ)

　　砌體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是一種較為普遍的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象提醒我們應(yīng)從設(shè)計(jì)和施工階段提早采取措施來(lái)加以預(yù)防。如果遇到建筑物出現(xiàn)裂縫，首先要查明并分析裂縫和變形產(chǎn)生的原因，評(píng)估其對(duì)結(jié)構(gòu)的危害程度，確定有效的補(bǔ)強(qiáng)加固措施。