小議建筑砌體結(jié)構(gòu)裂縫的原因及設計預防

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廣西福洋電力勘察設計有限公司 530000

摘要：建筑砌體結(jié)構(gòu)往往會由于基礎不均勻沉降、溫度差等因素產(chǎn)生裂縫，影響了建筑的整體質(zhì)量。本文首先分析了裂縫的主要成因，然后對裂縫寬度的控制和設計預防進行了闡述，最后提出了砌體結(jié)構(gòu)裂縫處理措施。

關(guān)鍵詞：工程結(jié)構(gòu)；溫差；變形；防治

前言

建筑的砌體結(jié)構(gòu)中，裂縫是具有普遍性的現(xiàn)象。工程實踐表明建筑中的許多裂縫并非由于外荷載所引起，有的在尚未投入使用、受荷載前就出現(xiàn)，這類裂縫是由于變形作用所引起，如溫度變形、收縮或膨脹變形、地基差異沉降或膨脹等因素引起的裂縫。這些因素與建筑環(huán)境、所用材料、結(jié)構(gòu)類型、地基基礎、施工條件等有關(guān)。因此，對工程裂縫的研究是一門綜合性很強的學科。

1.裂縫的主要成因

砌體結(jié)構(gòu)墻體裂縫的成因既有客觀因素如地基沉降、溫度、干縮，也有主觀因素如設計疏忽、不合理，施工質(zhì)量、材料不合格等，但最為常見的成因包括：地基不均勻沉降、溫度變形和材料干縮、設計構(gòu)造不合理和施工沉降以及受力裂縫。

1.1地基不均勻沉降

該裂縫與工程地質(zhì)條件、基礎構(gòu)造、上部結(jié)構(gòu)剛度、建筑體形以及材料和施工質(zhì)量等因素有關(guān)。常見裂縫有以下幾種類型：①斜裂縫：是最常見的一種裂縫。建筑物中間沉降大，兩端沉降小，墻上出現(xiàn)“八”字形裂縫，反之則出現(xiàn)倒“八”字裂縫；②窗問墻上水平裂縫：這種裂縫一般成對地出現(xiàn)在窗問墻的上下對角處，沉降大的一邊裂縫在下，沉降小的一邊裂縫在上，靠窗口處裂縫較寬；③豎向裂縫：一般產(chǎn)生在縱墻頂層墻或底層窗臺墻上，裂縫都是上面寬，向下逐漸縮小。

1.2溫度變形和材料干縮

溫度變形主要體現(xiàn)在砌體房屋頂層兩端墻體上的裂縫，如門窗洞邊的正八字斜裂縫，平屋頂下或屋頂圈梁下沿磚（塊）灰縫的水平裂縫及水平包角裂縫（含女兒墻）。這類裂縫，在所有塊體材料的墻上均很普遍。

干縮裂縫主要是采用干縮性較大的塊材，如蒸壓灰砂磚、粉煤灰磚、混凝土砌塊等，隨著含水率的降低，材料會產(chǎn)生較大的干縮變形。這類裂縫，在建筑上分布廣、數(shù)量多，開裂的程度也較嚴重。最有代表性的裂縫分布為在建筑物底部1至2層窗臺部位的垂直裂縫或斜裂縫，在大片墻面上出現(xiàn)的底部重上部較輕的豎向裂縫，以及不同材料和構(gòu)件問差異變形引起的裂縫等。

多數(shù)情況下，溫度變形和材料干縮單獨或共同作用是引起砌體開裂的主要原因。

1.3設計構(gòu)造不合理

設計構(gòu)造不合理主要是指在擴建工程中，新舊建筑磚墻未采取適當?shù)臉?gòu)造措施而砌成整體，在新、舊墻結(jié)合處往往會開裂。

另外，圈梁不封閉、變形縫設置不當、門窗洞口處未采取適當?shù)臉?gòu)造措施等也可能造成砌體局部開裂。

1.4施工質(zhì)量

由于砌體的組砌方式不合理，重縫、通縫多等施工質(zhì)量問題，往往會引起不規(guī)則的較寬裂縫。另外，預留腳手眼的位置不當、斷磚集中使用、砂漿不飽滿等也易引起裂縫[1]。

2、裂縫寬度的控制

裂縫對建筑危害主要表現(xiàn)在對結(jié)構(gòu)持久承載力和建筑正常使用功能的降低，其影響主要表現(xiàn)在以下四個方面：

（1）對于無筋結(jié)構(gòu)，裂縫的出現(xiàn)表明結(jié)構(gòu)承載力可能不足或存在嚴重問題。

（2）對于配筋結(jié)構(gòu)，裂縫的超標會引起鋼筋銹蝕，降低結(jié)構(gòu)耐久性。

（3）對于建筑物的使用功能，裂縫主要是降低了結(jié)構(gòu)的防水性能和氣密性。

（4）對于用戶，裂縫給人們造成一種不安全的精神壓力和心理負擔。

但鑒于裂縫成因的復雜性，砌體裂縫尚難完全避免，因此評價裂縫對建筑物的危害性非常重要。評價的主要指標是裂縫寬度，一般情況下，可參考表1的指標決定是否必須修補裂縫或者無須修補裂縫。

表1必須修補與無須修補的裂縫寬度限值（mm）

裂縫對鋼筋腐蝕影響程度 按耐久性考慮 按防水性考慮

環(huán)境因素

劣質(zhì)的 中等的 優(yōu)良的

必須修補的裂縫 大 >0.4 >0.4 >0.6 >0.2

中 >0.6 >0.8

小 >0.6 >0.8 >1.0

無須修補的裂縫 大 ≤0.1 ≤0.2 ≤0.2 ≤0.05

中 ≤0.3

小 ≤0.2 ≤0.3

3、設計構(gòu)造措施

3.1基于“防”的措施

在設計構(gòu)造中，“防”的措施主要是以減少屋蓋與墻體的溫差和變形為目的，通過適當?shù)慕ㄖ?gòu)造處理來實現(xiàn)。通常采用的措施有：提高建筑保溫層的性能、增設建筑隔熱及通風層、建筑外表進行刷色處理、采用保溫材料和防止屋面滲漏等。

3.2基于“放”的措施

“放”的措施主要是指通過采取一定的措施，防止建筑因干縮或溫度變形而引起的裂縫。如：對于干縮性較大的塊材墻體，可以通過設置合理的控制縫，從而將建筑墻體劃分為若干較小的區(qū)域，以控制建筑裂縫的產(chǎn)生?？刂瓶p的設置往往需要滿足以下規(guī)定[2]：

1）建筑物墻體高度或厚度突然變化處，門窗洞口的一側(cè)或兩側(cè)一般應設置豎向控制縫，并宜在房屋陰角處設置控制縫；

2）對于3層以下的房屋，應沿墻體的全高設置，對大于3層的房屋，可僅在建筑物的1～2層和頂層墻體的上列部位設置；

3）控制縫在樓、屋蓋的圈梁處可不貫通，但在該部位圈梁外側(cè)宜留寬度和深度均為12mm的槽作成假縫，以控制可預料的裂縫；

4）控制縫的間距一般為5～6m，不宜大于9m，落地門窗口上緣與同屋頂部圈梁下皮之間距離小于600mm者可視為控制縫；建筑物盡端開間內(nèi)不宜設置控制縫；

5）控制縫可作成隱式，與墻體的灰縫相一致，控制縫的寬度宜通過計算，且不宜大于14mm，控制縫應用彈性密封材料填縫。

3.3基于“抗”的措施

“抗”的措施主要是通過一些構(gòu)造措施，來達到減少墻體變形和裂縫的目的。如：提高建筑砌體強度、設置圈梁、提高建筑墻體整體抗裂能力、構(gòu)造柱、芯柱等構(gòu)造措施，已被廣泛的應用于建筑砌體結(jié)構(gòu)抗裂構(gòu)造。

此外以下措施也被經(jīng)常用于砌體抗裂中：

（1）設置柱或構(gòu)造柱加圈梁加強砌體整體性；

（2）采用玻璃纖維砂漿、玻璃絲網(wǎng)格布砂漿加芯柱，可以顯著提高墻體的抗裂能力2～3倍；

（3）使用高彈性涂料能有效地保護已開裂的墻體不受外界侵蝕；

（4）輕質(zhì)墻體與框架梁柱接槎部位、墻體預埋管線的兩側(cè)及裂縫多發(fā)位（如門窗等洞口的周邊及墻體轉(zhuǎn)折部位、房屋頂層的兩端）必須加網(wǎng)防裂[3]。

4、砌體結(jié)構(gòu)裂縫處理措施

a）填縫封閉修補：通常用于墻體外觀維修和裂縫較淺，裂縫已經(jīng)穩(wěn)定