建筑物墻體裂縫主要因素及加固措施研究

王向玉 柏建龍

摘要：墻體裂縫是建筑物的一種質(zhì)量通病，不僅影響美觀與使用，還會(huì)威脅墻體整體性，降低結(jié)構(gòu)的耐久性。因此，尋求控制墻體裂縫的方法，提出對應(yīng)的加固措施，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文結(jié)合建筑物墻體裂縫的主要因素，根據(jù)加固的基本原理，分別從一般加固法、針對墻體裂縫寬度的修補(bǔ)法、依據(jù)裂縫發(fā)展情況的加固方法、提高墻體強(qiáng)度的裂縫加固法出發(fā)，提出了建筑物墻體裂縫的加固措施，以期為墻體裂縫的科學(xué)防治建言獻(xiàn)策。

關(guān)鍵詞：建筑物；墻體裂縫；加固

DOI：10.12433/zgkjtz.20233148

近年來，隨著人們生活水平的逐步提高，對建筑工程質(zhì)量要求也越來越高，作為建筑物常見的質(zhì)量問題，墻體裂縫也受到了社會(huì)的廣泛關(guān)注。建筑物墻體裂縫涉及很多分類方法，例如，受力與非受力裂縫、有害與無害裂縫、磚砌體裂縫、砌塊墻體裂縫與混凝土結(jié)構(gòu)裂縫等，對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的墻體而言，裂縫會(huì)使大氣中的二氧化碳迅速滲入混凝土結(jié)構(gòu)中，加速裂縫點(diǎn)碳化程度，加上水分、氧氣、化學(xué)介質(zhì)等的侵襲，會(huì)進(jìn)一步破壞鋼筋的鈍化膜，使之產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致鋼筋銹蝕，危害墻體結(jié)構(gòu)的安全性。而對于砌體結(jié)構(gòu)的墻體而言，裂縫問題會(huì)直接引發(fā)滲漏，影響建筑物使用效果，還會(huì)降低耐久性、抗震性等物理性能，甚至威脅人們的生命安全。因此，墻體裂縫已成為建筑物安全評價(jià)的首要標(biāo)準(zhǔn)，如何預(yù)防和加固墻體裂縫，保障建筑物的質(zhì)量安全，已成為全社會(huì)的關(guān)注焦點(diǎn)。

一、建筑物墻體裂縫的主要因素

建筑物實(shí)際使用中主要承受兩大類荷載：第一，主要涉及動(dòng)、靜荷載，例如，主要應(yīng)力或結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的裂縫；第二，非荷載，例如，由溫度、收縮、膨脹或不均勻沉降等因素引起的裂縫，有調(diào)查顯示，非荷載作用引起的裂縫問題占80%以上，因荷載引發(fā)的裂縫問題占20%，兩類裂縫均涉及變形變化與荷載的共同作用，但前者以變形變化為主，后者以荷載為主。當(dāng)建筑物承受的荷載狀態(tài)不佳時(shí)，會(huì)使墻體產(chǎn)生不同形式的應(yīng)力，此類營壘多從外墻剛砌筑完成后開始，隨著時(shí)間的推移持續(xù)變化，如果某一部位應(yīng)力集中且超過極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，該部位就會(huì)出現(xiàn)裂縫，并隨著裂縫的變大持續(xù)釋放集中應(yīng)力。

（一）溫度變化

建筑物墻體長期承受著陽光照射及外界溫差的作用，加上自身熱傳導(dǎo)性能有限，一旦外部溫度令墻體表面溫度急劇變化，內(nèi)外溫度梯度會(huì)引發(fā)墻體材料的熱脹冷縮，導(dǎo)致不同構(gòu)件發(fā)生變形，如果溫差過大，引發(fā)的變形超出了一定范圍又得不到釋放，結(jié)構(gòu)內(nèi)部將生成約束應(yīng)力，一旦大于建筑物極限抗拉或抗剪強(qiáng)度值時(shí)，就會(huì)生成裂縫。值得注意的是，由于砌體與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)熱脹冷縮性能存在差異，相同溫差條件下的變形程度不盡一致，還有些混合結(jié)構(gòu)由于采用不同性質(zhì)的建筑材料，會(huì)在局部產(chǎn)生不同的溫度變形，加上很多砌體結(jié)構(gòu)屬于超靜定結(jié)構(gòu)，構(gòu)件間約束力極大，一旦溫差變形受到約束，附加應(yīng)力也會(huì)增加。

（二）地基不均勻沉降

不均勻沉降是造成建筑物墻體裂縫問題的常見因素，由此引發(fā)的裂縫被稱為沉降裂縫，多為斜裂縫、八字或倒八字等形態(tài)。當(dāng)建筑物地基存在局部高壓縮性軟弱土層，或軟弱土層分布于整個(gè)地基中，但厚薄不均、相差懸殊，此時(shí)不均勻沉降會(huì)產(chǎn)生諸多凹陷點(diǎn)，生成相應(yīng)的地基反壓力，引發(fā)多處彎曲變形，產(chǎn)生剪應(yīng)力，一旦剪應(yīng)力超出結(jié)構(gòu)所能承受的強(qiáng)度，會(huì)出現(xiàn)裂縫。通常情況下，墻體開始為不易察覺的發(fā)絲狀裂縫，隨著沉降加劇，裂縫逐步變長增寬，甚至貫穿墻體，影響建筑物的安全性。值得注意的是，處于軟弱地基上的建筑物，如果鄰近也有工程，產(chǎn)生的附加應(yīng)力會(huì)擴(kuò)散至建筑物地基，產(chǎn)生不均勻沉降，也會(huì)導(dǎo)致裂縫問題。

（三）砌體干縮

建筑物墻體因干縮而引發(fā)的裂縫，通常與所選材料收縮性能不佳有關(guān)。通常而言，收縮值、結(jié)構(gòu)約束較小的材料不易開裂，因而處理砌體結(jié)構(gòu)時(shí)，往往需要根據(jù)規(guī)范要求將表面處理得很規(guī)則，砌塊成型后要放置足夠長的時(shí)間再出廠。相同溫差條件下，不同材料的線膨脹系數(shù)不同，由此產(chǎn)生的應(yīng)變反應(yīng)也不盡一致，為了減少溫度變形，往往會(huì)選擇溫差變化不敏感或溫差耐受力較強(qiáng)的砌體材料。此外，抹灰層也經(jīng)常出現(xiàn)干縮裂縫，往往與砂子含量過高、砂漿過稠有關(guān)。

（四）其他因素

建筑物還會(huì)因濕度變化、外力作業(yè)過大、設(shè)計(jì)不合理、材料質(zhì)量不合格、施工不符合規(guī)范要求等因素而引發(fā)墻體開裂。其中，外部濕度變化會(huì)影響砌體含水量，造成砌體收縮，產(chǎn)生收縮應(yīng)力而開裂；外力作業(yè)時(shí)，如果施工人員未根據(jù)規(guī)范流程而盲目依循經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行高強(qiáng)度施工，會(huì)加大墻體裂縫的隱患；如果設(shè)計(jì)圖紙中未針對孔洞進(jìn)行詳盡說明，或未提前安裝預(yù)留孔洞，容易導(dǎo)致墻體結(jié)構(gòu)荷載狀態(tài)不佳，建筑物后期使用過程中出現(xiàn)各種形狀的裂縫。材料質(zhì)量不合格也會(huì)產(chǎn)生砌體裂縫，例如，塊體含水率過高會(huì)產(chǎn)生二次干縮，引發(fā)墻體裂縫或砌筑砂漿體積不穩(wěn)定造成的砌體結(jié)構(gòu)裂縫，此類裂縫極為常見，從磚墻、磚柱的上下部或內(nèi)外面都能看到裂縫。樓板設(shè)計(jì)時(shí)配筋率過低、間距偏大，負(fù)筋為分離式配筋，將會(huì)導(dǎo)致部分部位剛性不足，繼而使墻體出現(xiàn)變形并產(chǎn)生應(yīng)力，引發(fā)開裂。總之，墻體裂縫的成因很多，各種影響因素往往不是單獨(dú)存在，而是同時(shí)發(fā)生作用，例如，沉降引發(fā)的斜裂縫，會(huì)因溫度收縮進(jìn)一步加寬。

二、建筑物墻體裂縫的加固措施

不同類型的裂縫具有不同的規(guī)律，在裂縫加固前要先鑒別裂縫類型，確定裂縫發(fā)展穩(wěn)定后方可處理，否則將達(dá)不到加固效果。針對墻體裂縫，要從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料性能以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果三方面出發(fā)，選擇適宜的加固修復(fù)方法，避免盲目處理，同時(shí)要在觀察、檢測與系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，確定裂縫性質(zhì)及成因，制定有針對性的加固方案，嚴(yán)格根據(jù)方案整改施工。成功的加固修復(fù)會(huì)顯著提高墻體承載力，確保建筑物的正常使用，消除不必要的安全隱患。

（一）建筑物墻體裂縫加固的基本原理

建筑物墻體裂縫等級與性質(zhì)的差別決定了所采用的加固方法不同，一旦墻體開裂，需要觀察裂縫位置，判斷其是否會(huì)穩(wěn)定發(fā)展，結(jié)合建筑物價(jià)值及加固維修的費(fèi)用綜合考慮，選擇適宜的加固方法。對于砌體結(jié)構(gòu)加固而言，由于該結(jié)構(gòu)性質(zhì)特殊，加固前會(huì)承受一定荷載量，截面極易產(chǎn)生伸、拉、壓、擠等復(fù)雜應(yīng)力，因此，此類結(jié)構(gòu)加固運(yùn)用的是二次受力加固原理，砌體結(jié)構(gòu)加固點(diǎn)所承擔(dān)荷載量取決于加固點(diǎn)是否與墻體原結(jié)構(gòu)足夠吻合，是否能分擔(dān)受力，使加固部分與原結(jié)構(gòu)共同受力。但無論何種加固方式，都沒有一次整澆結(jié)構(gòu)牢固，主要原因是砌體結(jié)構(gòu)加固結(jié)合面的粘附性比混凝土自身粘附性差。因此，加固時(shí)要根據(jù)墻體結(jié)構(gòu)類型的不同進(jìn)行設(shè)計(jì)和處理。

（二）一般加固修補(bǔ)方法

對于墻體裂縫，常采用密封、噴漿或摸漿、壓漿修補(bǔ)等加固法。

1.密封法

該方法多用于處理因溫差而引起的裂縫，適用于面積廣、數(shù)量多的裂縫，修補(bǔ)前需將外墻裂縫用鏟子開槽，寬度不應(yīng)小于0.6mm，將碎屑污穢清理干凈，確保槽口干燥并嵌入密封砂漿。為了增強(qiáng)墻體和密封材料的粘合度，選擇彈性密封法，即選擇有硅樹脂、合成橡膠、丙烯酸、聚氨酷類等彈性密封材料，增強(qiáng)墻體和材料的粘結(jié)性，并在槽底設(shè)置隔離層，確保材料不直接與底層墻體粘結(jié)，防止材料被撕裂。

2.噴漿法

如果墻體存在較多的貫穿式裂縫，需要采用摸漿法或噴漿法進(jìn)行加固，具體而言，提前清理抹灰層，利用鋼筋綁扎墻體兩個(gè)側(cè)面，再涂抹30um厚的M10水泥砂漿或整面噴混凝土，對于寬度在50mm內(nèi)的裂縫，利用噴漿法進(jìn)行混凝土噴涂，確保將漿體灌入裂縫內(nèi)，待其硬化后與墻體產(chǎn)生良好的粘結(jié)與咬合力，以此延緩裂縫發(fā)展，噴射順序上要從裂縫和空洞處開始，噴頭距離墻面500mm，遠(yuǎn)距離噴涂整面墻，噴漿完成后要靜待2h，對墻面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，確保7d內(nèi)墻體表面濕潤。

3.壓漿修補(bǔ)法

利用壓漿修補(bǔ)裂縫時(shí)，需要剔除抹灰層，沿裂縫鑿出“V”型口，以高壓氣體吹凈雜物、清理裂縫，利用壓力泵將膠結(jié)漿灌入裂縫中心，粘結(jié)時(shí)確保灌漿嘴的排氣孔對準(zhǔn)裂縫中心，以高強(qiáng)粘合劑密封灌漿嘴周圍區(qū)域，沿裂縫走向進(jìn)行密封，并進(jìn)行壓氣試漏，檢查密封效果，再以清水注入裂縫使墻體濕潤，將水泥漿體灌入裂縫，在墻體裂縫處敷設(shè)一層鋼絲網(wǎng)，摸高標(biāo)號(hào)水泥砂漿，凝結(jié)硬化后達(dá)到良好的加固作用。

（三）針對裂縫寬度的加固方法

墻體裂縫寬度不一，采用的修補(bǔ)加固方法也不盡相同。對于墻體上細(xì)微的裂痕，可采用紙黏土進(jìn)行修補(bǔ)，將紙打碎置入水中浸泡一夜，待次日撈出攪拌成黏糊狀，即紙黏土，并塞入縫隙中，待完全干透以砂紙修整表面。使用紙黏土?xí)r，要盡可能多填補(bǔ)，使之略隆起，避免干透后出現(xiàn)凹陷；對于較寬的墻體裂縫，可采用化學(xué)漿糊拌老粉作為填縫材料，稍干后用牛皮紙刷107膠涂抹裂縫周圍，干透后用與原墻色相近的嵌縫料糊于牛皮紙?zhí)帲箟γ媾c牛皮紙光滑連接，避免開裂；如果裂縫處于縱橫墻體交接處，且裂縫寬度過大，要考慮縱橫墻體脫閃加固法。

（四）依據(jù)裂縫發(fā)展情況的加固方法

對于墻體裂縫伴有空鼓、起皮的情況，要鏟除空鼓或起皮范圍鏟除，使裂縫及周圍部位形成凹凸不平的截面，截面向外呈45°，將砂漿鏟至基底，清理浮灰及松動(dòng)的砂漿，配合粘結(jié)劑和混合砂漿的涂抹，養(yǎng)護(hù)7d后滾涂膩?zhàn)?；針對成片密集分布的墻體裂縫，利用小范圍密集裂縫修補(bǔ)法，通過集中清理裂縫處砂漿，水洗凈后再刮涂膩?zhàn)樱蝗绻麩o起皮空鼓，只有少數(shù)幾條裂縫，要見縫補(bǔ)縫，沿墻體裂縫將膩?zhàn)忧謇?～3cm，鏟除砂漿基地后用水洗凈，利用內(nèi)貼網(wǎng)格布的膩?zhàn)邮沽芽p平整。

（五）提高墻體強(qiáng)度的裂縫加固法

根據(jù)墻體受力裂縫發(fā)育情況，部分墻體裂縫已然傾斜、完全，影響了建筑物整體結(jié)構(gòu)的抗彎剛度與承載力，為加固此類墻體裂縫，有效提高墻體強(qiáng)度及整體安全性能，需要對整個(gè)墻體甚至建筑物進(jìn)行加固。

1.壓力灌漿加固法

對于抗剪、承重能力嚴(yán)重下降的墻體，為了提高墻體強(qiáng)度，通常選擇壓力灌漿修縫法進(jìn)行加固處理。具體操作時(shí)，要鏟除抹灰層，采用水玻璃粘接砂漿或107膠作為黏合劑進(jìn)行灌漿，用空氣壓縮機(jī)將黏合劑壓至裂縫內(nèi)，使墻體黏合成一個(gè)整體，隨后敷設(shè)鋼絲網(wǎng)，涂抹M7.5高標(biāo)號(hào)水泥砂漿。其中，水玻璃粘接砂漿是將水玻璃、水淬高爐礦渣研磨成細(xì)粉，根據(jù)不同比例配制成不同稠度的砂漿，其中，小縫隙采用稀漿，大縫隙采用稠漿；而107膠黏合劑是將107膠加入普通水泥與砂子中，根據(jù)不同比例配制成稀漿、稠漿和砂漿三種，分別填充0.2～1mm、1～5mm、5～15mm的裂縫。

2.墻體抽磚重砌法

對于墻體門窗洞口上部存在的較寬的裂縫，為了提高建筑物整體剛度，需要采用抽磚重砌的加固方法。首先，沿著墻體裂縫的方向抽磚留洞，通常在裂縫左右抽磚寬度各1m；其次，清理抽磚過程中遺留的污塵，采用空壓機(jī)將縫隙處的各種細(xì)粉吹凈，通過水洗潤濕，進(jìn)行配料、支模板、放鋼筋澆筑或重新采用砌塊砌筑，以此提高墻體的牢固程度。

三、結(jié)語

總而言之，建筑物裂縫，特別是磚混結(jié)構(gòu)住宅樓的墻體裂縫，屬于現(xiàn)階段建筑物多發(fā)性質(zhì)量問題，有些裂縫只會(huì)影響美觀，但還有些裂縫影響住戶的使用，甚至危害建筑物的安全。造成建筑物墻體裂縫的原因較為復(fù)雜，涉及因素有多種，有的是材料的固有特性，無法改變，有些是人為因素，但只要充分把握墻體裂縫的形成機(jī)理，采取有針對性的防治與加固措施，可最大程度上規(guī)避墻體裂縫可能引發(fā)的安全隱患，延長整個(gè)建筑物的使用壽命。在住宅商品化的今天，建筑物墻體開裂依然是一個(gè)難以規(guī)避的問題，無論在學(xué)術(shù)上還是工程應(yīng)用上，很多裂縫的預(yù)防措施仍停留在理論層面，因此，關(guān)于建筑物墻體裂縫問題理應(yīng)引起足夠重視，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，到墻體材料選擇，再到施工過程，最終交付使用，必須做好裂縫預(yù)防與加固措施實(shí)施間的有效銜接，以此避免裂縫問題。

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作者簡介：王向玉（1972），男，山東省濟(jì)南市章丘區(qū)人，工程師，主要研究方向?yàn)橥聊竟こ?；柏建龍?979），男，山東省濟(jì)南市章丘區(qū)人，助理工程師，主要研究方向?yàn)橥聊竟こ獭?/p>