砌体结构常见裂缝的产生原因及防治措施

作者：卢志尝 朱元华

来源：《科技资讯》 2011年第19期

卢志尝 朱元华

(台州建筑安装工程公司 浙江临海 317000)

摘 要:文章分析了砌体结构的各种常见裂缝的产生原因,并提出了预防和治理措施。

关键词:砌体结构 裂缝 原因分析 防治措施

中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)07(a)-00-02

由砖和各种砌块等块体通过砂浆铺缝砌筑而成的竖向承重构件称为砌体结构。由于砌体结构的材料来源广泛,施工设备和施工工艺较简单,可以不用大型机械,能较好地连续施工,造价相对低廉,因而得到广泛应用。随着我国“墙改”、“禁现”、住房商品化的进展,人们对居住环境和建筑质量的要求越来越高,对建筑物墙体裂缝的控制要求更为严格。但是由于砌体的抗拉、抗弯、抗剪性能较差,并且由于设计、施工、建筑材料、环境温度变化等多方面原因使砌体结构出现裂缝成为非常普遍的质量事故之一。砌体中出现的裂缝不仅影响建筑物的美观,而且还造成房屋渗漏,甚至会影响建筑物的结构强度和耐久性,还会给房屋使用者造成较大的心理压力和负担。对此必须认真分析,妥善处理。

1 砌体结构裂缝产生的原因

引起砌体结构裂缝的因素很多,既有地基沉降、温差变化、也有设计上的疏忽、施工质量、材料干缩变形等原因。

1.1 地基不均匀沉降产生的裂缝

由于地基土质软弱或建筑地基局部土质不均匀,土质软硬差异大,受压后必然产生过大的不均匀沉降;对承载力低、变形大的软弱地基处理不当,建筑荷载对地基产生较大的附加应力;地处山地陡坡的建筑,由于地面高差大,边坡不够稳定,加上地基附加应力的作用,边坡失稳、滑移、沉降不均造成墙体开裂;因房屋周边环境的一些变化,使场地内地下水位升高或上下管道渗漏,地表水渗入建筑地基,长期浸泡,土质软化导致不均匀沉降;随意改变房屋用途,增大荷载,在室内地面堆放超过设计要求的大面积荷载,使地基附加应力剧增,导致建筑物不均匀沉降造成墙体开裂;北方房屋基础没有埋置在冰冻线以下,因严寒冻胀使土中的水上部开始冻结,下部水由于毛细管作用不断上升在冻结层中形成冰晶,体积膨胀,向上隆起引起房屋开裂。

1.2 温差变化产生的裂缝

温度的变化会引起材料、构件的热胀、冷缩,当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝。温差变化是造成顶层墙体产生裂缝的重要因素。特别在混凝土平屋盖房屋的顶层两端墙体上;在门窗洞边的八字型裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖灰缝的水平裂缝及水平包角裂缝;屋顶砖砌女儿墙根部沿房屋的纵向和横向水平裂缝。温差变化产生的裂缝的轻重程度与环境温差成正比,温差大时裂缝就严重,温差小时裂缝就轻;屋面保温隔热效果好的裂缝轻,保温隔热差的裂缝较重。因屋面隔热材料性能差(施工时保温层渗水造成夏天蓄热效应使隔热失效,严冬保温层结冰冻胀),夏天在太阳照射下,混凝土屋盖表面温度可高达60℃～70℃,

而其下面的砌体仅为30℃～35℃,混凝土屋盖线膨胀系数是砖砌体墙体线膨胀系数的二倍,使屋盖变形比墙体变形大,在墙体内产生拉应力和剪应力引起薄弱部位应力集中产生裂缝。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因,这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定,不再继续发展,裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。

1.3 烧结普通砖,烧结多孔砖、空心砖等烧结制品,其干缩变形较小,且变形完成的时间较短

对于砌块(混凝土砌块和加气混凝土砌块等)、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,随着含水量的降低材料会产生较大的干缩变形。如加气混凝土砌块与烧结普通砖相比,其收缩变形约是烧结普通砖的2～3倍,尤其是轻骨料砌块的干缩变形更大。干缩变形的特征是早期发展比较快,如砌块出窑存放置28d只能完成50%左右的干缩变形,以后逐步变慢,几年后材料才能停止干缩。但干缩后的材料潮湿后仍会发生膨胀,脱水后砌块会再次发生干缩变形。这类非烧结块体引起的裂缝在建筑上数量多、分布广,裂缝的程度也比较严重,在温度变化的共同作用下,裂缝一般外墙较内墙严重。

1.4 设计方面的原因产生的裂缝

设计采用的基础形式不当,未按规范要求进行地基变形验算;一些砖砌体结构房屋的设计是套用图纸,应用时未经校核;有时参考了别的图纸,但荷载增加了或截面减小了而未作计算;或者少算或漏算,使实际设计的砌体承载力不足;有的虽进行了墙体总的承载力计算,但忽视了墙体高厚比和局部承压的计算;设计图纸对防止墙体开裂的构造措施,仅笼统提到按有关规范进行施工,未考虑到现代建筑平立面设计变化较大,常规的保温设计不一定能满足温度裂缝控制的要求;现行规范中“防止墙体开裂的主要措施”只要纯经验概念设计,没有相关的计算分析要求。

1.5 由于砌体结构是以人工砌筑的墙体为主要承重结构,因此墙体的砌筑质量就为大家所关切

主要问题有组砌形式错误;留槎接槎不符要求;拉结筋规格、长度、间距、数量不符合设计和规范的要求;砖砌块和砂浆强度不能保证;砌体灰缝砂浆不饱满,水平灰缝厚度失控,垂直砌块缝隙缺少砂浆、透亮等,加上与其他原因共同作用,使裂缝的产生和发展更加严重。

2 防治措施

2.1 地基不均匀沉降裂缝的防止措施

在进行建筑基础设计前,应对工程地质进行详细勘察,查明地基水文、土质情况,正确选用基础形式,确定合理的建筑布局和结构类型,加强上部结构的刚度和整体性,提高墙体的整体刚度和抗剪能力;减轻建筑结构自重,控制建筑物的长高比,设置沉降缝,合理布置承重墙体;横墙间距不宜过大,应尽量将纵墙拉通,尽量做到不转折或少转折;寒冷地区的墙基础底必须埋置在冰冻线以下,单层厂房等空旷房屋外墙采用墙梁托墙时,如梁底在冰冻线以上时,梁底必须采用砂、石、炉渣等替换冻胀的土层;基础施工时,严格进行基底验糟工作,检验基底土质是否符合勘察报告和设计要求,若不符应进行必要的处理;合理安排施工顺序,应先建荷载大的单元,后建荷载较小的单元,先建深基础,后建浅基础,避免增加新的附加应力。

2.2 温差和收缩裂缝的防止措施

引起砌体结构墙体裂缝最为常见是温度裂缝和干燥收缩裂缝,或是温度和干缩共同作用产生的裂缝。防止裂缝主要采取“防”、“放”、“抗”相结合的措施。

(1)屋面设保温隔热层或隔热层,这是控制顶层砌体裂缝的核心问题。一般屋面板受阳光辐射吸收热量较多,应选择采用导热系数小,保温性能优良的保温材料,保温层的厚度根据计算宜适当增厚,同时加强对屋面防水、保温的维护、保养,避免防水层渗漏造成保温层充水膨胀。

(2)南方地区屋面可增设空气隔热层,减少屋面混凝土构件的外露面,能有效控制屋面结构的温升,以防止顶层墙体裂缝的发生。

(3)在墙体中设置伸缩缝,对房屋较长、平面形状较复杂、构造和刚度不同的房屋,可每隔一定距离将伸缩缝设置在因温度变化和收缩变形可能引起应力集中,砌体产生裂缝可能性最大的地方。

(4)建成后长期不使用空置的住宅,应注意室内通风,防止夏天室内温度过高致使现浇结构层膨胀,使顶层墙体产生裂缝。

(5)对进场的非烧结砖和砌块严格审核生产日期,确保其龄期不小于28d,进场后露天堆放要有防止遭受雨淋。

(6)对由墙体材料干缩引起的裂缝的措施,一是在较长的墙上设置控制缝,一般在墙的高度、厚度、不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半及门窗洞口一侧或两侧设置竖向控制缝;二是在砌体中设置配筋带,一般在楼盖和屋盖处,墙体的顶部,窗台的下部等部位置设置,当配筋带仅用于控制墙体裂缝时,宜在控制缝处断开。

2.3 设计方面预防裂缝的措施

设计应重视建筑平面尽量规则,形状力求简单、合理。纵墙拉通避免转折多,凹凸复杂;应尽量避免高低参差,荷载差异增大;顶层每道纵横墙均宜设置圈梁;在顶层墙体的转角处,墙体纵横交叉处增设构造柱,构造柱箍筋适当加密,在外窗上下配置水平钢筋混凝土带;提高顶层墙体的砌筑砂浆的强度等级,以提高砌体的抗剪抗拉强度。钢筋混凝土平屋面应考虑顶层开间增大,挑檐加宽,檐口梁断面及外露面增大,而其上部保温层厚度较薄的不利因素,同时还应注意开设的门窗的数量增多,门窗尺寸偏大可能削弱墙体刚度,还会造成应力集中。基础设计应对工程地质进行详细勘察,查明地基土质分布情况,地下水位等水文地质条件,然后进行全面分析,确定合理的建筑布局和结构类型,合理选用基础形式。

2.4 施工方面预防措施

要保证砌体的施工质量,就一定要严格按验收规范施工。要组织广大基层施工人员经常学习“规范”,施工前进行详细的技术交底。检查验收砌体所使用的砖和砌块是否符合要求,在施工现场开展“禁现”工作,积极推广预拌砂浆;砌体临时间断处、构造柱与砌体是否衔接牢固,组砌形式是否有严重缺陷;对砌筑质量差、不能保证砌体整体性与稳定性的,一定要进行处理。要推行“三一砌砖法”的操作工艺;要采取设置皮数杆,随时吊靠墙体的垂直度和平整度,37cm砖墙两面挂线,搅拌的砂浆应随拌随用,严禁干砖上墙等传统的有效措施,确保砌体的施工质量。

3 结语

由于砌体的抗拉、抗剪强度较小,出现裂缝的原因很多,在很大程度上只能预防,在施工过程中进行控制。一旦出现裂缝则要注意观察,分析产生裂缝的原因,有针对性地进行处理。对于已出现的裂缝则可采取压力灌浆、细钢筋填缝、块体嵌补、钢筋拉杆、钢丝(筋)网片等加固补强措施以封闭裂缝及阻止裂缝的开展。