淺析建筑工程中磚砌體裂縫的形成原因及防治

摘要:結(jié)構(gòu)裂縫控制是一個(gè)比較簡(jiǎn)單、普遍存在的問(wèn)題，但卻是一門與力學(xué)、熱工學(xué)、材料學(xué)等專業(yè)知識(shí)關(guān)系十分密切的、復(fù)雜的綜合性學(xué)科，是建筑工程中確保工程質(zhì)量不容忽視的重要環(huán)節(jié)。在該領(lǐng)域中，目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一的規(guī)范和技術(shù)指標(biāo)可循。僅從一般理論和多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)方面，通過(guò)對(duì)砌體結(jié)構(gòu)裂隙成因的分析，闡述控制裂隙的措施和加固方法。

關(guān)鍵字: 建筑 磚砌體裂縫 原因 防治

一、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，正確分析原因、切實(shí)加以防治十分必要，十分迫切。就實(shí)踐談幾點(diǎn)常見(jiàn)建議。

二、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(特別是那些縱向較長(zhǎng)的)頂層兩端內(nèi)外縱墻上的斜裂縫，其形態(tài)呈“八”字或“X”型，且顯對(duì)稱性，但有時(shí)僅一端有，輕微者僅在兩端1-2個(gè)開(kāi)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、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)屋面的伸縮變形牽引其下磚砌體超過(guò)其材料抗拉強(qiáng)度的結(jié)果。具體的機(jī)理可認(rèn)為是:在陽(yáng)光照射下屋面板溫度可高達(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，根據(jù)《建筑物的裂縫控制》一書(shū)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)砂漿強(qiáng)度M5.0、磚強(qiáng)度Mu7.5時(shí)，則其沿灰縫截面破壞時(shí)的軸心抗拉、抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值僅為0.14Mpa和0.12Mpa，而沿齒縫通縫的彎曲抗拉強(qiáng)度僅為0.25Mpa和0.12Mpa，則溫差引起的砌體主拉應(yīng)力大于砌體本身抵抗力的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(wú)相應(yīng)措施上述裂縫在所難免。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。其防治的主要方法:一是減緩消除熱脹冷縮動(dòng)力源，如設(shè)隔熱層、變形縫;二是增強(qiáng)相關(guān)砌體抗力，如提高砂漿強(qiáng)度，提高飽滿度，空斗改實(shí)砌，加筋砌體，加設(shè)構(gòu)造柱;三是提高抹灰的抗裂能力(對(duì)于不影響結(jié)構(gòu)安全的縫)。

例如某市一樓房，磚混7層，面積6037m2，建于1996年6月-1998年6月，為防治上述裂縫，在六、七層的兩端1/3縱長(zhǎng)上加設(shè)必要的構(gòu)造柱，提高砌筑砂漿強(qiáng)度到M5.0，全部實(shí)砌處理，至今檢查未見(jiàn)此類裂縫出現(xiàn)。同理，溫差裂縫尚有屋面結(jié)構(gòu)與其下相應(yīng)砌體之間的水平縫，包角水平縫，沿窗上下角水平縫，女兒墻根部水平縫以及出現(xiàn)在靠近外給墻的橫墻上的內(nèi)高外低斜裂縫等等。對(duì)于出現(xiàn)這類斜裂縫一般為:上幾層多于下幾層，輕微者僅在靠外墻端約0.5-1.0m位置上，有1-2條縫而已，嚴(yán)重者可達(dá)橫墻1/3跨度及各層都有，尤其是那種層層設(shè)混凝土梁(如圈梁)和縱橫墻交角設(shè)混凝土柱(如構(gòu)造柱)的房屋，其產(chǎn)生裂縫的機(jī)理可以認(rèn)為是:由于外墻柱及橫墻上下梁均為混凝土結(jié)構(gòu)，其線膨脹系數(shù)大于磚砌體近一倍，再加上溫差效應(yīng)，受熱脹時(shí)，柱向上伸長(zhǎng)(下有地基約束)，梁向外墻伸長(zhǎng)(內(nèi)約束大于外端)，于是在橫墻端部產(chǎn)生豎、橫向拉應(yīng)力σy和σx合力為主拉應(yīng)力σr約45°，當(dāng)σr超過(guò)砌體抵抗強(qiáng)度時(shí)，裂縫就出現(xiàn)了。與此同理出現(xiàn)的尚有如窗角“八”字縫以及沿窗上下腳的水平縫等。防治這類縫的有效措施是加設(shè)混凝土窗臺(tái)盤，它不僅可以防裂縫，還可有有效地解決鋁合金等窗框安裝配合問(wèn)題，防止窗周滲漏水。

三、基礎(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、倒“八”字、水平及豎縫。當(dāng)長(zhǎng)條形的建筑物中部沉降過(guò)大，則在房屋兩端由下往上形成正“八”字縫，且首先在窗對(duì)角突破;反之當(dāng)兩端沉降過(guò)大，則形成的兩端由下往上的倒縫，也首先在窗對(duì)角突破，還可在底層中部窗臺(tái)處突破形成由上至下豎縫;當(dāng)某一端下沉過(guò)大時(shí)，則在某端形成沉降端高的斜裂縫;當(dāng)縱橫墻交點(diǎn)處沉降過(guò)大，則在窗臺(tái)下角形成上寬下窄的豎縫，有時(shí)還有沿窗臺(tái)下角的水平縫;當(dāng)外縱墻凹凸設(shè)計(jì)時(shí)，由于一側(cè)的不均勻沉降，還可導(dǎo)致在此處產(chǎn)生水平推力而組成力偶，從而導(dǎo)致此交接處的豎縫。對(duì)于不均勻沉降導(dǎo)致的裂縫應(yīng)以預(yù)防為主，即無(wú)地質(zhì)勘察資料嚴(yán)禁做施工圖設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按圖施工，不得擅自更改、任意處理，根據(jù)本地區(qū)通病，如能在那些開(kāi)大窗洞的教學(xué)樓底層窗臺(tái)下設(shè)置構(gòu)造圈梁與地梁構(gòu)成剛度較大的復(fù)合墻梁結(jié)構(gòu)，對(duì)防止所述裂縫有時(shí)顯效果。治理的原則是，觀測(cè)裂縫發(fā)展的速度、部位、程度，決定是表面處理還是上部加固或基礎(chǔ)加固處理。

四、特殊砌體材料產(chǎn)生的裂縫

如混凝土小型空心砌塊、灰砂磚等的砌體，前者致裂的主要原因是豎縫砂漿難以飽滿以及特殊的構(gòu)造要求未能跟上。后者一般使用鄭州地區(qū)蒸壓灰砂磚，由于其本身對(duì)溫差敏感、表面光滑等特殊性，雖然外觀、尺寸指標(biāo)均較好，但在實(shí)際使用中對(duì)嚴(yán)格的灰砂磚砌體施工規(guī)程不熟悉，缺少使用經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致除存在粘土磚常見(jiàn)裂縫外，還常見(jiàn)在較長(zhǎng)墻段中及外墻窗臺(tái)下的豎斜裂縫。其機(jī)理可以認(rèn)為:1、剛出廠的灰砂磚穩(wěn)定性差?；疑按u主要由細(xì)砂和石灰組成，蒸壓養(yǎng)護(hù)后，一般不到一周即已出廠，但根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，灰砂磚在出廠的一月內(nèi)其釋放的熱量較大，存在著反復(fù)的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，而且實(shí)際上一時(shí)難以完全反應(yīng)，因此，體積極不穩(wěn)定。2、對(duì)含水率有苛刻的要求，據(jù)有關(guān)試驗(yàn)資料和使用經(jīng)驗(yàn)表時(shí)，含水率控制在7%-10%之間砌體可獲得較好的粘結(jié)力的抗剪強(qiáng)度，否則影響明顯。3、磚體表面太光滑，粘結(jié)性能差，特別是當(dāng)含水率不當(dāng)致使砌體砂漿強(qiáng)度低劣粘結(jié)不良后，直接地導(dǎo)致了在縫間抗拉剪強(qiáng)度低下。預(yù)防的主要方法:1、確保使用前的穩(wěn)定期;2、嚴(yán)格控制含水率;3、嚴(yán)格按鄭州地區(qū)有關(guān)灰砂磚操作規(guī)程和構(gòu)造要求施工，如在較長(zhǎng)墻段中部及窗臺(tái)下設(shè)統(tǒng)長(zhǎng)構(gòu)造筋等;4、改善磚面造型(如生產(chǎn)糙面灰砂磚)。如能切實(shí)落實(shí)這四類措施，在目前大力推廣使用墻改材料的今天，灰砂磚還是有廣泛的生產(chǎn)和應(yīng)用潛力的。

五、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(guò)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)?。這些裂縫形態(tài)各異，必須對(duì)癥防治。

結(jié)語(yǔ):綜上分析，砌體裂縫因溫差和磚的材質(zhì)因素產(chǎn)生的較普遍，而以沉降、超載致裂的危害較大，但其危害性和處理方法也不能一概而論，在具體處理時(shí)務(wù)須正確區(qū)分，對(duì)癥防治，且以防為主。治理的原則:凡已涉及結(jié)構(gòu)安全且變化劇烈的，應(yīng)當(dāng)機(jī)立斷，迅速采取相應(yīng)對(duì)策，排除動(dòng)力源，加固補(bǔ)強(qiáng)或作拆除返工處理;反之，如變化趨緩、穩(wěn)定、僅與外觀和評(píng)定有關(guān)，修復(fù)后不影響使用，則重點(diǎn)放在表面處理上。