砌體結構常見裂縫的分析與防治

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1、前言
    由磚、石或各種砌塊等塊體通過砂漿鋪縫砌筑而成的結構稱為砌體結構。由于砌體結構的材料來源廣泛，施工設備和施工工藝較簡單，可以不用大型機械，能較好地連續(xù)施工，還可以大量地節(jié)約木材、水泥和鋼材，相對造價低廉，因而得到廣泛應用。許多住宅、辦公樓、學校、醫(yī)院等單層或多層建筑就是采用磚、石或砌塊墻體和鋼筋混凝土樓蓋組成的混合結構體系。
    但是由于砌體的抗拉、抗彎、抗剪性能較差，并且由于設計、施工以及建筑材料等多方面原因引發(fā)的砌體結構的質量事故也較多，其中砌體出現裂縫是非常普遍的質量事故之一。砌體中出現的裂縫不僅影響建筑物的美觀，而且還造成房屋滲漏，甚至會影響到建筑物的結構強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性，也會給房屋使用者造成較大的心理壓力和負擔。在很多情況下，裂縫的發(fā)生與發(fā)展還是大事故的先兆，對此必須認真分析，妥善處理。
    2、砌體結構裂縫產生的原因及防治措施
    引起砌體結構墻體裂縫的因素很多，大體上有地基的不均勻沉降，收縮和溫度的變化，設計上對房屋的構造處理不當，施工質量不合格、使用的建筑材料不合格等。
    2.1    地基不均勻沉降引起的裂縫
    當地基發(fā)生不均勻沉降后，沉降大的部分砌體與沉降小的部分砌體會產生相對位移，從而使砌體中產生附加的拉力或剪力，當這種附加內力超過砌體的強度時，砌體中便產生相對裂縫。這中裂縫一般都是斜向的，且多發(fā)生在門窗洞口上下。這種裂縫的特點是：（1）裂縫一般呈傾斜狀，說明系因砌體內主拉應力過大而使墻體開裂；（2）裂縫較多出現在縱墻上，較少出現在橫墻上，說明縱墻的抗彎剛度相對較小；（3）在房屋空間剛度被削弱的部位，裂縫比較集中。
    為防止地基不均勻沉降在墻體上產生的各種裂縫而采取的措施有：
    （1）合理設置沉降縫將房屋劃分成若干個剛度較好的單元，或將沉降不同的部分隔開一定距離，其間可設置能自由沉降的懸挑結構。
    （2）合理地布置承重墻體，應盡量將縱墻拉通，盡量做到不轉折或少轉折。避免在中間或某些部位斷開，使它能起到調整不均勻沉降的作用，同時每隔一定距離設置一道橫墻，與內外縱墻連接，以加強房屋的空間剛度，進一步調整沿縱向的不均勻沉降。
    （3）加強上部結構的剛度和整體性，提高墻體的穩(wěn)定性和整體剛度，減少建筑物端部的門、窗洞口，設置鋼筋混凝土圈梁，尤其是要加強地圈梁的剛度。
    （4）加強對地基的檢測，發(fā)現有不良地基應及時妥善處理，然后才能進行基礎施工。
    （5）房屋體形應力求簡單，橫墻間距不宜過大。
    （6）合理安排施工順序，宜先建較重單元，后建較輕單元。 
    2.2　收縮和溫度變化引起的裂縫
    熱脹冷縮是絕大多數物體的基本物理性能，砌體也不例外。由于屋蓋系統(tǒng)溫度變化出會使磚墻產生裂縫，由于溫度變化不均勻使砌體因不均勻收縮產生裂縫，或由于鋼筋混凝土圈梁與磚墻伸縮量不同也會產生裂縫。
    （1）屋蓋系統(tǒng)溫度變化時使墻體產生的裂縫：
    這類裂縫較典型和普遍的是建筑物（特別是縱向較長的）頂層兩端內外縱墻上的斜裂縫，其形態(tài)呈 “八”字或 “X”型，且顯對稱性，但有時僅一端有輕微者僅在兩端1～2個開間內出現，嚴重者會發(fā)展重房屋兩端1/3縱長范圍內，并由頂層向下幾層發(fā)展。此類裂縫對那種剛性屋面的平屋頂，未設變形縫、隔熱層的房屋就更易發(fā)生。產生的直接原因是混凝土結構屋面的伸縮變形牽引其下磚砌體超過其材料抗拉強度的結果。一般來說，在陽光照射下，屋面板溫度可高達60～70℃，而其下的砌體僅為30～35℃，溫差引起的砌體主拉應力大于砌體本身的抵抗力的50％～300％不等。又加上房屋兩端為自由端，水平約束力小，上部砌體垂直壓力較小，如無相應措施，則上述裂縫在所難免。當屋面向兩端熱脹時，會使下部砌體出現正 “八”字裂縫，當冷縮時，就會出現倒 “八”字縫，一脹一縮則易出現“X”型縫。
    （2）由于溫度變化不均勻使砌體產生不均勻收縮產生的裂縫：
    由于房屋過長，室內外溫差過大，因鋼筋混凝土樓蓋和墻體溫度變形的差異，有可能使外縱墻在門窗洞口附近或樓梯間等薄弱部位發(fā)生向豎向貫通墻體全高的裂縫，這種裂縫有時會使樓蓋的相應部位發(fā)生斷裂，形成內外貫通的周圈裂縫。另外，當房屋空間高大時，墻體因受彎在截面薄弱處（如窗間墻）會出現水平裂縫。
    （3）由于鋼筋混凝土圈梁與磚墻伸縮量不同產生的裂縫：
    當材料隨時間發(fā)生收縮變形和自然界溫度發(fā)生變化時，由于鋼筋混凝土和墻砌體材料收縮系數和線膨脹系數的不同，會在房屋的墻體及樓蓋結構中引起因約束變形而產生的附加應力，當這種附加應力過大時會在墻體上產生局部豎向裂縫。
    防止收縮和溫度變化引起裂縫的主要措施有：
    （1）在墻體中設置伸縮縫。將過長的房屋伸縮縫應設在因溫度和收縮變形可能引起應力集中、砌體產生裂縫可能性最大的地方。
    （2）屋面設保溫隔熱層。屋面的保溫隔熱層或剛性面層及砂漿找平層應設分隔縫，分隔縫的間距不宜大于6m，并與女兒墻隔開，其縫寬不小于30㎜。屋面施工宜避開高溫季節(jié)。
    （3）樓（屋）面板下設置現澆鋼筋混凝土圈梁，并沿內外墻拉通，房屋兩端圈梁下的墻體宜適當設置水平鋼筋。
    （4）遇有較長的現澆屋面混凝土挑檐、圈梁時，可分段施工，預留伸縮縫，以避免砼伸縮對墻體的不良影響。
    2.3　設計上對房屋的設計和構造處理不當而引起的裂縫
    有一些砌體結構的房屋的設計是套用圖紙，應用時未經校核；有時參考了別的圖紙，但荷載增加了或截面減少了而未作計算；有的雖然作了計算，但因少算或漏算荷載，使實際設計的砌體承載力不足；有的雖然進行了墻體總的承載力計算，但忽視了墻體高厚比和局部承壓的計算。如果砌體的承載力不足，則在荷載作用下將出現各種裂縫，以致出現壓碎、斷裂、倒塌等現象，這類裂縫的出現，很可能導致結構的失效。
    預防措施：
    （1）細心認真地設計。對擬建砌體結構的房屋，要做到力學模型準確，傳力清楚；荷載統(tǒng)計無誤；大梁下砌體要設墊塊并進行驗算；加強對圈梁的布置和構造柱的設置，以提高砌體結構的整體安全性。
    （2）裂縫一旦出現，要注意觀測裂縫的寬度及長度的發(fā)展情況，并及時采取相應的有效措施，如灌縫，封閉等，必要時要進行結構加固。
    2.4　施工質量不合格、使用材料不合格而引起的裂縫
    當施工質量出現問題，砂漿稠度過大，吸水后干縮、砂漿不飽滿或砂漿稠度不夠時，會在平拱磚過梁處產生沿磚縫斜向的裂縫。
    磚的質量不合格，砂漿強度不夠，這些都會造成整個砌體的強度不夠，而造成砂漿強度偏低的原因是使用了不合格的水泥，施工配合比不準確，施工時不潤濕磚等。當砌體質量較差，砌體灰縫飽滿度不當時也會影響到砌體的強度。而這些都可能在砌體結構中產生裂縫。
    預防措施：
    提高施工質量，保證結構所使用的材料，嚴格按照施工工藝進行施工。
    3、結束語：
    由于砌體的抗拉，抗剪強度較小，出現裂縫的原因很多，在很大的程度上只能預防。一旦出現裂縫則要注意觀察，必要時采取灌漿或加固措施以阻止裂縫的開展。