淺談磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中墻體裂縫的防治措施

李季年

摘要：文章根據(jù)住宅建筑磚混結(jié)構(gòu)墻體裂縫產(chǎn)生的原因，提出了防止磚混結(jié)構(gòu)墻體開(kāi)裂的措施。

關(guān)鍵詞：磚混結(jié)構(gòu)；墻體裂縫；地基不均勻沉降

中圖分類(lèi)號(hào)：TV398 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-1145（2009）12-0123-02

近年來(lái)，磚混結(jié)構(gòu)多層住宅工程屢屢發(fā)生墻體裂縫。磚混結(jié)構(gòu)建筑是量大面廣的建筑結(jié)構(gòu)形式，為廣大城市和農(nóng)村所普遍采用，但是磚砌體的抗拉、抗剪能力比較低，容易在局部產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重影響建筑物的整體性和使用功能，甚至危及結(jié)構(gòu)安全。墻體裂縫有的由小變大，發(fā)展很快；有的裂縫位置走向不一。發(fā)展到一定程度后就不再增大，給住戶(hù)心理造成很大壓力。因此分析產(chǎn)生裂縫的原因并做好預(yù)防措施，是工程技術(shù)人員的一項(xiàng)重要任務(wù)。

一、墻體裂縫形成的原因及類(lèi)型

（一）墻體裂縫形成的原因

磚混結(jié)構(gòu)的墻體除承受各種荷載引起的內(nèi)力外，還承受因地基不均勻沉降、溫度變化和收縮等復(fù)雜因素引起的內(nèi)力。因?yàn)榇u混砌體抗拉強(qiáng)度很差，受這些內(nèi)力的作用，很可能使墻體發(fā)生裂縫。形成磚混結(jié)構(gòu)墻體的裂縫其主要原因分析如下：

1．由荷載引起的墻體裂縫。在磚混結(jié)構(gòu)中，墻體既是圍護(hù)結(jié)構(gòu)，又是承重的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件，它將樓板和梁傳來(lái)的荷載及自身的重量傳遞給基礎(chǔ)。在力的傳遞過(guò)程中，當(dāng)遇有門(mén)窗洞口時(shí)，應(yīng)力會(huì)集中在門(mén)窗洞口的兩側(cè)，這樣使門(mén)窗洞口的上下端成了受彎構(gòu)件，一般門(mén)窗洞口的上端設(shè)置有過(guò)梁，會(huì)由過(guò)梁承擔(dān)由此產(chǎn)生的彎矩，而門(mén)窗洞口的下端部位產(chǎn)生的彎矩則由墻體自身來(lái)承擔(dān)，加之砌體受彎能力差，就會(huì)出現(xiàn)我們常見(jiàn)的窗臺(tái)下墻體裂縫。洞口越大，裂縫越大，數(shù)量越多，裂縫也越長(zhǎng)。這種裂縫一般表現(xiàn)為豎向裂縫。另一方面，有些墻體上支撐的梁（屋架）作用點(diǎn)距墻中心距離過(guò)大或承受吊車(chē)荷載，產(chǎn)生的偏心距很大，特別是承受風(fēng)荷載為主山墻墻體，這些墻體會(huì)承受很大的彎矩而產(chǎn)生彎曲拉應(yīng)力，當(dāng)墻體內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)砌體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，使墻體發(fā)生裂縫。這種裂縫一般表現(xiàn)為水平裂縫。

2．由地基不均勻沉降引起的墻體裂縫。房屋下部的地基支撐整幢房屋而產(chǎn)生壓縮變形，房屋亦隨著沉降。當(dāng)?shù)鼗翆硬灰恢禄蛲翆右恢露喜亢奢d分布不均勻時(shí)，地基將產(chǎn)生不均勻沉降，因而使房屋的墻體中產(chǎn)生彎曲和剪切引起的附加應(yīng)力，當(dāng)墻體內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)砌體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，砌體中會(huì)出現(xiàn)裂縫。如果地基的不均勻沉降繼續(xù)加劇，裂縫不斷開(kāi)展，就可能使房屋嚴(yán)重破壞。這種裂縫都表現(xiàn)為斜裂縫，裂縫方向與沉降方向基本垂直。

3．由溫度變化和收縮引起的墻體裂縫。熱脹冷縮是大部分物體固有的物理性質(zhì)，我們的建筑也不例外。磚混結(jié)構(gòu)房屋，主要由鋼筋砼梁板和磚墻組合而成，在相同溫度條件下，鋼筋砼的線膨脹系數(shù)是砌體線膨脹系數(shù)的2倍。由于屋面長(zhǎng)時(shí)間受陽(yáng)光的輻射，其溫度比墻體溫度高出很多，在夏季，屋面溫度是墻體溫度的2～3倍左右，這樣在屋蓋的變形過(guò)程中，產(chǎn)生了很大推力。由于板與墻之間存在著摩擦力，作用在墻體頂端的水平推力使屋蓋下的墻體受剪，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)主拉應(yīng)力大于墻體的抗拉強(qiáng)度時(shí)墻體就會(huì)出現(xiàn)裂縫，這種裂縫體現(xiàn)為斜裂縫和水平裂縫。同理，通長(zhǎng)的陽(yáng)臺(tái)、挑檐、女兒墻和壓頂?shù)韧饴俄艠?gòu)件，在高溫暴曬下膨脹伸長(zhǎng)，均會(huì)造成墻體的裂縫?；炷恋氖湛s值比砌體的收縮值大得多。若墻體能抑制埋入墻內(nèi)的板端收縮，則在板內(nèi)產(chǎn)生收縮應(yīng)力，引起墻體的裂縫。

（二）墻體裂縫的種類(lèi)

磚混結(jié)構(gòu)墻體的裂縫可劃分為3種：豎向裂縫、水平裂縫、斜向裂縫。豎向裂縫是指與建筑的設(shè)計(jì)水平面垂直的裂縫；水平裂縫是指與建筑的設(shè)計(jì)水平面平行的裂縫；斜向裂縫是指與建筑的設(shè)計(jì)水平面有一定夾角的裂縫。

二、防止磚混結(jié)構(gòu)墻體開(kāi)裂的措施

由于墻體的抗裂性差，受荷不均、地基的不均勻沉降、溫度變化和收縮，都可使磚混結(jié)構(gòu)房屋的墻體產(chǎn)生裂縫，直接影響房屋的整體性和美觀，同時(shí)給人們的生活和工作帶來(lái)不便，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)影響房屋的使用功能，危及生命安全，因此必須在磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采取一系列有效的防裂措施，防止墻體裂縫的出現(xiàn)或抑制裂縫的開(kāi)展。

（一）防止由荷載引起墻體裂縫的措施

1．提高房屋的整體性和空間剛度

（1）合理布置承重墻，盡量將縱墻拉通，避免斷開(kāi)和轉(zhuǎn)折，且每隔一定距離，設(shè)置一道橫墻，將內(nèi)外縱墻連接起來(lái)。

（2）設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱、圈梁。為了增加建筑物的整體剛度，在外墻四角、錯(cuò)層部位橫墻與外縱墻交接處、大房間內(nèi)外墻交接處設(shè)置構(gòu)造柱；在檐口、樓蓋、基礎(chǔ)頂面處，沿外墻和內(nèi)縱墻、橫墻設(shè)置圈梁，所有圈梁均應(yīng)在一個(gè)水平面內(nèi)連接成封閉系統(tǒng)。

（3）加強(qiáng)墻體被削弱的部位，不宜在磚墻上開(kāi)過(guò)大的門(mén)窗洞口。若因開(kāi)洞過(guò)大使墻體剛度削弱時(shí)，宜在大洞口兩側(cè)設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱予以加強(qiáng)。如窗口過(guò)大，窗臺(tái)易產(chǎn)生反向彎曲而出現(xiàn)裂縫。這時(shí)可在窗臺(tái)的墻體上設(shè)置鋼筋砼梁帶，以防止這種裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。

2．加強(qiáng)構(gòu)件之間的連接措施

（1）墻體的連接。砌體的轉(zhuǎn)角處、縱橫墻交接處應(yīng)同時(shí)砌筑，并使縱橫墻的砌體互相咬合。對(duì)不能同時(shí)砌筑又必須留置的臨時(shí)間斷處，應(yīng)砌成斜槎。如留斜槎有困難時(shí)，也可做成直槎，但應(yīng)加設(shè)砌體拉結(jié)筋。

（2）墻體和屋蓋、樓蓋等水平構(gòu)件的連接。其一，預(yù)制鋼筋混凝土板在墻上的支撐長(zhǎng)度不宜小于100mm，預(yù)制鋼筋混凝土板擱置在混凝土圈梁上的支撐長(zhǎng)度不宜小于80mm，鋼筋混凝土梁在墻上的支撐長(zhǎng)度不宜小于180mm～240mm。其二，跨度大于6m的屋架和跨度大于4.8m的梁，其支撐面下的砌體，應(yīng)設(shè)置混凝土梁墊。其三，厚度小于或等于240mm 的墻，當(dāng)大梁跨度大于或等于6m時(shí)，其支撐處宜加設(shè)壁柱，或采取其他加強(qiáng)措施。

3．減少軸向力偏心距措施。墻體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能使墻體受軸心壓力或小偏心壓力，為此要采取以下措施：

（1）對(duì)于荷載偏心距和彎矩很大的墻體，一般都要采用帶壁柱的墻體來(lái)增加截面慣性距以減小彎曲受拉應(yīng)力。

（2）為了減小屋架或梁端部支撐壓力對(duì)砌體的偏心距，可在屋架或梁端底部和墊塊頂面的預(yù)埋鋼板之間加設(shè)較窄的鋼墊板。

（3）在保證墻體有足夠的局部受壓承載力條件下，不宜將梁的支撐長(zhǎng)度伸得過(guò)長(zhǎng)，梁下放置梁墊比將梁端放大的構(gòu)造做法要好，這樣可以避免梁出現(xiàn)彎曲后，梁端的上下墻體隨著梁端共同轉(zhuǎn)動(dòng)，從而在墻體中產(chǎn)生過(guò)大彎矩。

（二）防止由地基不均勻沉降引起墻體裂縫的措施

1．選擇合理的建筑體型和平面形狀。其一，建筑物的長(zhǎng)高比不宜過(guò)大，一般為長(zhǎng)高比不宜大于2.5；其二，建筑物體型應(yīng)力求簡(jiǎn)單，盡量避免立面高低起伏和平面凹凸曲折，當(dāng)體型較復(fù)雜時(shí)，應(yīng)用沉降縫將其劃分為若干平面形狀規(guī)則且剛度較好的單元；其三，建筑物高差不宜過(guò)大，對(duì)空間剛度較好的建筑物，其緊接部分的高差不宜超過(guò)一層，超過(guò)一層時(shí)宜用沉降縫將其分開(kāi)。

2．認(rèn)真分析地質(zhì)資料并做好地基處理。一是對(duì)勘察單位提供的地質(zhì)報(bào)告要認(rèn)真分析，謹(jǐn)慎對(duì)待，用最科學(xué)的辦法提供地基處理方案。二是認(rèn)真做好地基的驗(yàn)槽工作，核對(duì)基槽尺寸是否與設(shè)計(jì)尺寸相符，實(shí)際的地質(zhì)構(gòu)造是否與地質(zhì)報(bào)告提供的地質(zhì)構(gòu)造相符，有無(wú)古墓、洞穴等。三是設(shè)計(jì)中一定要做好地基的沉降量預(yù)估，在施工圖中標(biāo)注沉降觀測(cè)點(diǎn)，注明沉降觀測(cè)的要求。四是在濕陷性黃土地區(qū)，一定按規(guī)范要求設(shè)計(jì)處理地基，并做好檢漏防水的措施，防止由于漏水造成地基的不均勻沉降而引起墻體的裂縫。

3．設(shè)置沉降縫。沉降縫的作用是將建筑物自屋頂?shù)交A(chǔ)分為若干個(gè)長(zhǎng)寬比較小、整體剛度好、自成沉降體系的單元。這些單元具有調(diào)整過(guò)大不均勻沉降的能力。沉降縫的位置一般設(shè)置在下列部位：一是平面形狀復(fù)雜的建筑物的轉(zhuǎn)折部位；二是建筑物高度或荷載差異處；三是建筑物結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)類(lèi)型不同處；四是分期建造的建筑物交界處；五是過(guò)長(zhǎng)建筑物的適當(dāng)部位；六是地基土的壓縮性有顯著差異處。設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮許多因素（如地質(zhì)情況、預(yù)期沉降量、建筑體型、結(jié)構(gòu)類(lèi)型、美觀要求、施工情況等），才能正確合理地布置沉降縫的位置，一般應(yīng)盡可能設(shè)置在建筑物的轉(zhuǎn)折部位，以便于進(jìn)行建筑的處理。

（三）防止由溫度變化和收縮引起墻體裂縫的措施

因收縮和溫度變形產(chǎn)生的裂縫，對(duì)建筑物的整體性、耐久性和外形美觀有很大影響。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)妥善布置墻體，盡可能避免產(chǎn)生這種縫。其主要措施如下：

一是設(shè)置溫度伸縮縫，伸縮縫是將過(guò)長(zhǎng)的建筑物用縫分成幾個(gè)長(zhǎng)度較小的獨(dú)立單元，使每個(gè)單元砌體因收縮和溫度變形而產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于砌體的抗拉強(qiáng)度，從而防止和減少墻體裂縫。伸縮縫應(yīng)設(shè)置在因溫度和收縮變形引起應(yīng)力集中、砌體產(chǎn)生裂縫可能性最大的地方。

二是合理設(shè)計(jì)后澆帶，將現(xiàn)澆混凝土樓蓋分段施工，使混凝土的早期收縮先行完成，然后再澆注分段間的混凝土，使之成為整體。

三是在建筑物頂層宜設(shè)置圈梁，當(dāng)采用鋼筋混凝土圈梁時(shí)，在溫差較大而易引起墻體開(kāi)裂的地區(qū)，圈梁不宜露在室外。

四是外露的混凝土挑檐、通長(zhǎng)陽(yáng)臺(tái)等構(gòu)件，應(yīng)按一定的距離設(shè)置伸縮縫。

五是為避免女兒墻開(kāi)裂對(duì)整個(gè)建筑物的影響，應(yīng)設(shè)法消除屋頂面層因溫度變形對(duì)女兒墻的推力作用。

六是盡量避免混凝土構(gòu)件外露，設(shè)計(jì)節(jié)能型建筑。

三、結(jié)語(yǔ)

防止磚混結(jié)構(gòu)墻體的裂縫，除從設(shè)計(jì)方面采取措施外，還必須從其他環(huán)節(jié)采取措施。應(yīng)從加強(qiáng)施工質(zhì)量的管理、加強(qiáng)監(jiān)理和監(jiān)督、嚴(yán)把原材料進(jìn)場(chǎng)關(guān)、提高施工人員的素質(zhì)、合理安排施工工序等方面來(lái)消除墻體的裂縫。

參考文獻(xiàn)

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