淺談砌體結(jié)構(gòu)裂縫的成因及控制措施

曾亦樂(lè)

【摘 要】本文在簡(jiǎn)要總結(jié)分析國(guó)內(nèi)外砌體裂縫的性質(zhì)和裂縫控制原則和措施的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)當(dāng)前國(guó)情，針對(duì)性地提出了砌體結(jié)構(gòu)裂縫控制的具體構(gòu)造措施建議。

【關(guān)鍵詞】砌體；裂縫；措施

Discuss to carve becoming of body structure crack because of and control measure

Zeng Yi-le

(Xinyu steel and iron works construction company Xinyu Jiangxi 338001)

【Abstract】The article tallies up analysis to carve property and crack of body crack to control the foundation of principle and measure at home and abroad in the synopsis up, combine the our country current state of the nation, aimed at ground to put forward to carve body structure crack control of concrete suggestion of the structure measure.

【Key words】Marshalling; Crack; Measures

1. 裂縫的性質(zhì)

引起砌體結(jié)構(gòu)墻體裂縫的因素很多，既有地基、溫度、干縮，也有設(shè)計(jì)上的疏忽、施工質(zhì)量、材料不合格及缺乏經(jīng)驗(yàn)等。根據(jù)工程實(shí)踐和統(tǒng)計(jì)資料這類(lèi)裂縫幾乎占全部可遇裂縫的80%以上。而最為常見(jiàn)的裂縫有兩大類(lèi)，一是溫度裂縫，二是干燥收縮裂縫，簡(jiǎn)稱(chēng)干縮裂縫，以及由溫度和干縮共同產(chǎn)生的裂縫。

1.1 溫度裂縫。溫度的變化會(huì)引起材料的熱脹、冷縮，當(dāng)約束條件下溫度變形引起的溫度應(yīng)力足夠大時(shí)，墻體就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。最常見(jiàn)的裂縫是在砼平屋蓋房屋頂層兩端的墻體上，如在門(mén)窗洞邊的正八字斜裂縫，平屋頂下或屋頂圈梁下沿磚(塊)灰縫的水平裂縫，以及水平包角裂縫(包括女兒墻)。導(dǎo)致平屋頂溫度裂縫的原因，是頂板的溫度比其下的墻體高得多，而砼頂板的線脹系數(shù)又比磚砌體大得多，故頂板和墻體間的變形差，在墻體中產(chǎn)生很大的拉力和剪力。剪應(yīng)力在墻體內(nèi)的分布為兩端附近較大，中間漸小，頂層大，下部小。溫度裂縫是造成墻體早期裂縫的主要原因。這些裂縫一般經(jīng)過(guò)一個(gè)冬夏之后才逐漸穩(wěn)定，不再繼續(xù)發(fā)展，裂縫的寬度隨著溫度變化而略有變化。

1.2 干縮裂縫。燒結(jié)粘土磚，包括其它材料的燒結(jié)制品，其干縮變形很小，且變形完成比較快。只要不使用新出窯的磚，一般不要考慮砌體本身的干縮變形引起的附加應(yīng)力。但對(duì)這類(lèi)砌體在潮濕情況下會(huì)產(chǎn)生較大的濕脹，而且這種濕脹是不可逆的變形。對(duì)于砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體，隨著含水量的降低，材料會(huì)產(chǎn)生較大的干縮變形。如砼砌塊的干縮率為0.3～0.4５mm/m，它相當(dāng)于25～40℃的溫度變形，可見(jiàn)干縮變形的影響很大。輕骨料塊體砌體的干縮變形更大。干縮變形的特征是早期發(fā)展比較快，如砌塊出窯后放置28d能完成50%左右的干縮變形，以后逐步變慢，幾年后材料才能停止干縮。但是干縮后的材料受濕后仍會(huì)發(fā)生膨脹，脫水后材料會(huì)再次發(fā)生干縮變形，但其干縮率有所減小，約為第一次的80%左右。這類(lèi)干縮變形引起的裂縫在建筑上分布廣、數(shù)量多、裂縫的程度也比較嚴(yán)重。如房屋內(nèi)外縱墻中間對(duì)稱(chēng)分布的倒八字裂縫；在建筑底部一至二層窗臺(tái)邊出現(xiàn)的斜裂縫或豎向裂縫；在屋頂圈梁下出現(xiàn)的水平縫和水平包角裂縫；在大片墻面上出現(xiàn)的底部重、上部較輕的豎向裂縫。另外不同材料和構(gòu)件的差異變形也會(huì)導(dǎo)致墻體開(kāi)裂。如樓板錯(cuò)層處或高低層連接處常出現(xiàn)的裂縫，框架填充墻或柱間墻因不同材料的差異變形出現(xiàn)的裂縫；空腔墻內(nèi)外葉墻用不同材料或溫度、濕度變化引起的墻體裂縫，這種情況一般外葉墻裂縫較內(nèi)葉墻嚴(yán)重。

1.3 溫度、干縮及其它裂縫。對(duì)于燒結(jié)類(lèi)塊材的砌體最常見(jiàn)的為溫度裂縫，面對(duì)非燒結(jié)類(lèi)塊體，如砌塊、灰砂磚、粉煤 灰磚等砌體，也同時(shí)存在溫度和干縮共同作用下的裂縫，其在建筑物墻體上的分布一般可為這兩種裂縫的組合，或因具體條件不同而呈現(xiàn)出不同的裂縫現(xiàn)象，而其裂縫的后果往往較單一因素更嚴(yán)重。另外設(shè)計(jì)上的疏忽、無(wú)針對(duì)性防裂措施、材料質(zhì)量不合格、施工質(zhì)量差、違反設(shè)計(jì)施工規(guī)程、砌體強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，以及缺乏經(jīng)驗(yàn)也是造成墻體裂縫的重要原因之一。如對(duì)砼砌塊、灰砂磚等新型墻體材料，沒(méi)有針對(duì)材料的特殊性，采用適合的砌筑砂漿、注芯材料和相應(yīng)的構(gòu)造措施，仍沿用粘土磚使用的砂漿和相應(yīng)的抗裂措施，必然造成墻體出現(xiàn)較嚴(yán)重的裂縫。

2.砌體裂縫的控制

2.1 裂縫的危害和防裂的迫切性。砌體屬于脆性材料，裂縫的存在降低了墻體的質(zhì)量，如整體性、耐久性和抗震性能，同時(shí)墻體的裂縫給居住者在感觀上和心理上造成不良影響。特別是隨著我國(guó)墻改、住房商品化的進(jìn)展，人們對(duì)居住環(huán)境和建筑質(zhì)量的要求不斷提高，對(duì)建筑物墻體裂縫的控制的要求更為嚴(yán)格。由于建筑物的質(zhì)量低劣，如墻體裂縫、滲漏等涉及的糾紛或官司也越來(lái)越多，建筑物的裂縫已成為住戶評(píng)判建筑物安全的一個(gè)非常直觀、敏感和首要的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。因此加強(qiáng)砌體結(jié)構(gòu)，特別是新材料砌體結(jié)構(gòu)的抗裂措施，已成為工程量、國(guó)家行政主管部門(mén)，以及房屋開(kāi)發(fā)商共同關(guān)注的課題。因?yàn)檫@涉及到新型墻體材料的順利推廣問(wèn)題。

2.2 裂縫寬度的標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。實(shí)際上建筑物的裂縫是不可避免的。此處提到的墻體裂縫寬度的標(biāo)準(zhǔn)(限值)，是一個(gè)宏觀的標(biāo)準(zhǔn)，即肉眼明顯可見(jiàn)的裂縫，砌體結(jié)構(gòu)尚無(wú)這種標(biāo)準(zhǔn)。但對(duì)鋼筋砼結(jié)構(gòu)其最大裂縫寬度限值主要是考慮結(jié)構(gòu)的耐久性，如裂縫寬度對(duì)鋼筋腐蝕，以及外部構(gòu)件在濕度和抗凍融方面的耐久性影響。我國(guó)到現(xiàn)在為止對(duì)外部構(gòu)件(墻體)最危險(xiǎn)的裂縫寬度尚未作過(guò)調(diào)查和評(píng)定。但根據(jù)德國(guó)資料，當(dāng)裂縫寬度≤0.2mm時(shí)，對(duì)外部構(gòu)件(墻體)的耐久性是不危險(xiǎn)的。

對(duì)砌體結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，墻體的裂縫寬度多大是無(wú)害呢?這是個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題。因?yàn)樗€涉及到可接受的美學(xué)方面的問(wèn)題。它直接取決于觀察人的目的和觀察的距離。對(duì)鋼筋砼結(jié)構(gòu)，裂縫寬度＞0.3mm，通常在美學(xué)上是不能接受的，這個(gè)概念也可用于配筋砌體。而對(duì)無(wú)筋砌體似乎應(yīng)比配筋砌體的裂縫寬度標(biāo)準(zhǔn)放寬些。但是對(duì)于客戶來(lái)講二者是完全一樣的。這實(shí)際上是直觀判別裂縫寬度的安全標(biāo)準(zhǔn)。

3． 現(xiàn)有控制裂縫的原則和措施

長(zhǎng)期以來(lái)人們一直在尋求控制砌體結(jié)構(gòu)裂縫的實(shí)用方法，并根據(jù)裂縫的性質(zhì)及影響因素有針對(duì)性的提出一些預(yù)防和控制裂縫的措施。從防止裂縫的概念上，形象地引出“防”、“放”、“抗”相結(jié)合的構(gòu)想，這些構(gòu)想、措施有的已運(yùn)用到工程實(shí)踐中，一些措施也引入到《砌體規(guī)范》中，也收到了一定的效果，但總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)砌體結(jié)構(gòu)裂縫仍較嚴(yán)重，糾其原因有以下幾種。

3.1 設(shè)計(jì)者重視強(qiáng)度設(shè)計(jì)而忽略抗裂構(gòu)造措施。長(zhǎng)期以來(lái)住房公有制，人們對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的各種裂縫習(xí)以為常，設(shè)計(jì)者一般認(rèn)為多層砌體房屋比較簡(jiǎn)單，在強(qiáng)度方面作必要的計(jì)算后，針對(duì)構(gòu)造措施，絕大部分引用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)圖集，很少單獨(dú)提出有關(guān)防裂要求和措施，更沒(méi)有對(duì)這些措施的可行性進(jìn)行調(diào)查或總結(jié)。因?yàn)榱芽p的危險(xiǎn)僅為潛在的，尚無(wú)結(jié)構(gòu)安問(wèn)題，不涉及到責(zé)任問(wèn)題。

3.2 我國(guó)《砌體規(guī)范》抗裂措施的局限性。我認(rèn)為這是最為重要的原因?！镀鲶w規(guī)范》GBJ3-88的抗裂措施主要有兩條，一是第5.3.1條：對(duì)鋼砼屋蓋的溫度變化和砌體的干縮變形引起的墻體開(kāi)裂，可采取設(shè)置保溫層或隔熱層；采用有檁屋蓋或瓦材屋蓋；控制硅酸鹽磚和砌塊出廠到砌筑的時(shí)間和防止雨淋。未考慮我國(guó)幅原遼闊、不同地區(qū)的氣候、溫度、濕度的巨大差異和相同措施的適應(yīng)性。二是第5.3.2條：防止房屋在正常使用條件下，由溫差和墻體干縮引起的墻體豎向裂縫，應(yīng)在墻體中設(shè)置伸縮縫。從規(guī)范的溫度伸縮縫的最大間距可見(jiàn)，它主要取決于屋蓋或樓蓋的類(lèi)別和有無(wú)保溫層，而與砌體的種類(lèi)、材料和收縮性能等無(wú)直接關(guān)系?？梢?jiàn)我國(guó)的伸縮縫的作用主要是防止因建筑過(guò)長(zhǎng)在結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)豎向裂縫，它一般不能防止由于鋼砼屋蓋的溫度變形和砌體的干縮變形引起的墻體裂縫。

由此可見(jiàn)，《砌體規(guī)范》的抗裂措施，如溫度區(qū)段限值，主要是針對(duì)干縮小、塊體小的粘土磚砌體結(jié)構(gòu)的，而對(duì)干縮大、塊體尺寸比粘土磚大得多的砼砌塊和硅酸鹽砌體房屋，基本是不適用的。因?yàn)槿绻凑枕牌鰤K、硅酸鹽塊體砌體的干縮率0.2～0.4mm/m，無(wú)筋砌體的溫度區(qū)段不能越過(guò)10m；對(duì)配筋砌體也不能大于30m。在這方面，國(guó)外已有比較成熟的預(yù)防和控制墻體開(kāi)裂的經(jīng)驗(yàn)，值得借鑒：一是在較長(zhǎng)的墻上設(shè)置控制縫(變形縫)，這種控制縫和我國(guó)的雙墻伸縮縫不同，而是在單墻上設(shè)置的縫。該縫的構(gòu)造既能允許建筑物墻體的伸縮變形，又能隔聲和防風(fēng)雨，當(dāng)需要承受平面外水平力時(shí)，可通過(guò)設(shè)置附加鋼筋達(dá)到。這種控制縫的間距要比我國(guó)規(guī)范的伸縮縫區(qū)段小得多。如英國(guó)規(guī)范對(duì)粘土磚為10~15m，對(duì)砼砌塊及硅酸鹽磚一般不應(yīng)大于6m；美國(guó)砼協(xié)會(huì)(ACI)規(guī)定，無(wú)筋砌體的最大控制縫間距為12~18m，配筋砌體控制縫間距不超過(guò)30m。二是在砌體中根據(jù)材料的干縮性能，配置一定數(shù)量的抗裂鋼筋，其配筋率各國(guó)不盡相同，從0.03%～0.2%，或?qū)⑵鲶w設(shè)計(jì)成配筋砌體，如美國(guó)配筋砌體的最小含鋼率為0.07%，該配筋率又抗裂，又能保證砌體具有一定的延性

關(guān)于在砌體內(nèi)配置抗裂鋼筋的數(shù)量(含鋼率)和效果，是普遍比較關(guān)注的問(wèn)題。因?yàn)樗婕暗接娩摿亢驮靸r(jià)的增幅問(wèn)題。

4. 防止墻體開(kāi)裂的具體構(gòu)造措施建議

本文在綜合了國(guó)內(nèi)外砌體結(jié)構(gòu)抗裂研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)當(dāng)前的具體情況，提出的更具體的抗裂構(gòu)造措施。它是對(duì)“防”、“放”、“抗”的具體體現(xiàn)。筆者認(rèn)為這些措施可根據(jù)具體條件選擇或綜合應(yīng)用。該措施已反映到我院為大慶油田砌塊廠編制的《砼砌塊建筑構(gòu)造圖集》中。

4.1 防止混凝土屋蓋的溫度變化與砌體的干縮變形引起的墻體開(kāi)裂，宜采取下列措施：（1）屋蓋上設(shè)置保溫層或隔熱層；（2）在屋蓋的適當(dāng)部位設(shè)置控制縫，控制縫的間距不大于30m；（3）當(dāng)采用現(xiàn)澆混凝土挑檐的長(zhǎng)度大于12m時(shí)，宜設(shè)置分隔縫，分隔縫的寬度不應(yīng)小于20mm，縫內(nèi)用彈性油膏嵌縫；（4）建筑物溫度伸縮縫的間距除應(yīng)滿足《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》BGJ3-88第5.3.2條的規(guī)定外，宜在建筑物墻體的適當(dāng)部位設(shè)置控制縫，控制縫的間距不宜大于30m。

4.2 防止主要由墻體材料的干縮引起的裂縫可采用下列措施之一

4.2.1 設(shè)置控制縫

4.2.1.1 控制縫的設(shè)置位置。(1) 在墻的高度突然變化處設(shè)置豎向控制縫；(2) 在墻的厚度突然變化處設(shè)置豎向控制縫；(3) 在不大于離相交墻或轉(zhuǎn)角墻允許接縫距離之半設(shè)置豎向控制縫；(4) 在門(mén)、窗洞口的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置豎向控制縫；(5) 豎向控制縫，對(duì)3層以下的房屋，應(yīng)沿房屋墻體的全高設(shè)置；對(duì)大于3層的房屋，可僅在建筑物1~2層和頂層墻體的上述位置設(shè)置；(6) 控制縫在樓、屋蓋處可不貫通，但在該部位宜作成假縫，以控制可預(yù)料的裂縫；(7) 控制縫作成隱式，與墻體的灰縫相一致，控制縫的寬度不大于12mm，控制縫內(nèi)應(yīng)用彈性密封材料，如聚硫化物、聚氨脂或硅樹(shù)脂等填縫。

4.2.1.2 控制縫的間距。（1）對(duì)有規(guī)則洞口外墻不大于6mm；（2）對(duì)無(wú)洞墻體不大于8m及墻高的3倍；（3）在轉(zhuǎn)角部位，控制縫至墻轉(zhuǎn)角的距離不大于4.5m。

4.2.2 設(shè)置灰縫鋼筋。(1)在墻洞口上、下的第一道和第二道灰縫，鋼筋伸入洞口每側(cè)長(zhǎng)度不應(yīng)小于600mm； (2)在樓蓋標(biāo)高以上，屋蓋標(biāo)高以下的第二或第三道灰縫，和靠近墻頂?shù)牟课唬?3)灰縫鋼筋的間距不大于600mm；(4)灰縫鋼筋距樓、屋蓋混凝土圈梁或配筋帶的距離不小于600mm；(5)灰縫鋼筋宜采用小螺紋鋼筋焊接網(wǎng)片，網(wǎng)片的縱向鋼筋不小于25，橫筋間距不宜大于200mm；(6)對(duì)均勻配筋時(shí)含鋼率不少于0.05%；局部截面配筋，如底、頂層窗洞上下不小于38；(7)灰縫鋼筋宜通長(zhǎng)設(shè)置，當(dāng)不便通長(zhǎng)設(shè)置時(shí)，允許搭接，搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于300mm；(8)灰縫鋼筋兩端應(yīng)錨入相交墻或轉(zhuǎn)角墻中，錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于300mm；(9)灰縫鋼筋應(yīng)埋入砂漿中，灰縫鋼筋砂漿保護(hù)層，上下不小于3mm，外側(cè)小于15mm，灰縫鋼筋宜進(jìn)行防腐處理；(10)當(dāng)利用灰縫鋼筋作砌體抗剪鋼筋時(shí)，其配筋量應(yīng)按計(jì)算確定，其搭接和錨固長(zhǎng)度尚不應(yīng)小于75d和300mm；(11)不配筋的外葉墻應(yīng)設(shè)控制縫，控制縫間距不宜大于6m；(12)設(shè)置灰縫鋼筋的房屋的控制縫的間距不宜大于30m。

4.2.3 在建筑物墻體中設(shè)置配筋帶。（1）在樓蓋處和屋蓋處；（2）墻體的頂部；（3）窗臺(tái)的下部；（4）配筋帶的間距不應(yīng)大于2400mm，也不宜小于800mm；（5）配筋帶的鋼筋，對(duì)190mm厚墻，不應(yīng)小于212，對(duì)250～300mm厚墻不應(yīng)小于216，當(dāng)配筋帶作為過(guò)梁時(shí)，其配筋應(yīng)按計(jì)算確定；（6）配筋帶鋼筋宜通長(zhǎng)設(shè)置，當(dāng)不能通長(zhǎng)設(shè)置時(shí)，允許搭接，搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于45d和600mm；（7）配筋帶鋼筋應(yīng)彎入轉(zhuǎn)角墻處錨固，錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于35d和400mm；（8）當(dāng)配筋帶僅用于控制墻體裂縫時(shí)，宜在控制縫處斷開(kāi)，當(dāng)設(shè)計(jì)考慮需要通過(guò)控制縫時(shí)，宜在該處的配筋帶表面作成虛縫，以控制可預(yù)料的裂縫位置；（9）對(duì)地震設(shè)防裂度≥7度的地區(qū)，配筋帶的截面不應(yīng)小于190mm×200mm，配筋不應(yīng)小于410；（10）設(shè)置配筋帶的房屋的控制縫的間距不宜大于30m。

4.3 也可根據(jù)建筑物的具體情況，如場(chǎng)地土及地震設(shè)防裂度、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)布置型式、建筑物平面、外形等，綜合采用上述抗裂措施。

參考文獻(xiàn)

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［文章編號(hào)］1006-7619（2008）10-13-576