建筑砌體結構裂縫的產生與預防

吳一豪

摘要：砌體結構是由磚、石材、砌塊等塊材通過砂漿砌筑而成的結構。由于其造價低廉，易于就地取材，有良好的耐火性、較好的化學及大氣穩(wěn)定性，并有較好的保溫隔熱性能，施工時不需要用大型機械設備，施工操作簡便等特點;目前，在全國各地廣泛應用。然而，近年來由于種種原因，砌體結構質量事故比較頻繁。在很多情況下裂縫的發(fā)生與發(fā)展往往是重大事故的先兆，對此必須認真分析，妥善處理。文章從地基不均勻沉降、溫差變形、特殊砌體材料等方面，對其裂縫產生的原因進行了分析，結合多年工程施工實踐，提出了防治磚砌體裂縫的措施。

關鍵詞：磚砌體裂縫;地基沉降;溫差變形;砌體材料;原因;防治

一、前言

近年來，我國的基本建設事業(yè)迅猛發(fā)展，其規(guī)模之大、速度之快前所未有，但是當今的商品經濟社會潮流中，我國巨大的建筑市場的確又存在著令人無比擔憂的諸多問題。建筑磚砌體裂縫不僅種類繁多，形態(tài)各異，而且較普遍。磚砌體輕微細小裂縫影響外觀和使用功能，嚴重的裂縫可能影響磚砌體的承載力，甚至引起倒塌。在很多情況下裂縫的發(fā)生與發(fā)展往往是重大事故的先兆，對此必須認真分析，妥善處理。磚砌體中發(fā)生裂縫的原因主要有地基不均勻沉降、溫差變形、特殊砌體材料等方面。

二、引起砌體結構墻體裂縫的主要原因

（一）地基不均勻沉降引起的裂縫

建筑物不均勻下沉，造成建筑物開裂破壞。產生這種破壞的原因很多，其中主要有：上部結構的荷載差異大、建筑物的體形復雜、土層均勻性差等，都會導致不均勻下沉。地基發(fā)生了不均勻沉降后，下沉較大部位與下沉較小部位之間，出現(xiàn)了相對位移。即基礎底的地基表面出現(xiàn)了局部凹陷。在局部凹陷處，基礎及上部結構失去了支承，其重量只能由磚砌體承擔，使得磚砌體上產生了附加拉力和剪力。當這種附加拉力和剪力超過了磚砌體的承載能力后，磚砌體上便出現(xiàn)裂縫。這類裂縫一般都與地面成45°左右的角，上寬下窄，斜縫朝向凹陷處。

（二）溫度變化引起的裂縫

最常見的溫度裂縫出現(xiàn)在混凝土平屋蓋房屋的頂層兩端墻體和山墻上。如在門窗洞邊的正“八”字斜裂縫、山墻上部的斜裂縫、平屋頂下或屋頂圈梁下沿磚（塊）灰縫的水平裂縫、以及水平包角裂縫（包括女兒墻）等。

溫度裂縫是造成墻體早期裂縫的主要原因。這些裂縫一般經過一個冬夏之后才逐漸穩(wěn)定，不再繼續(xù)發(fā)展，裂縫的寬度隨著溫度變化而略有變化。溫度裂縫有明顯的規(guī)律性：兩端重中間輕，頂層重往下輕，陽面重陰面輕。

熱脹冷縮是絕大多數(shù)物體的基本物理性能，磚砌體也不例外。由于溫度變化不均勻使磚砌體產生不均勻收縮，或者磚砌體的伸縮受到不均勻的約束，溫度應力超過磚砌體強度，而引起磚砌體開裂。

常見的是磚砌體長度過長，磚砌體伸縮在上層大而在基礎處小而引起開裂。故應按規(guī)范要求設置伸縮縫。

此外，由于混凝土屋蓋，混凝土圈梁與磚砌體的溫度膨脹系數(shù)不同在溫度變化時會使墻體產生裂縫。

（三）干縮裂縫

干縮裂縫燒結粘土磚包括其它材料的燒結制品。其干縮變形很小且變形完成比較快。只要不使用剛出窯的磚。一般砌體本身的干縮變形引起的附加應力忽略不計。但這類砌體在潮濕情況下會產生較大的濕脹。而且這種濕脹是不可逆的變形。

對于砌塊、石渣磚、粉煤灰磚等砌體，隨著含水量的降低，材料會產生較大的干縮變形。如砼砌塊的干縮率為0.3～0.45mm/m相當于25～40℃的溫度變形，輕骨料塊體砌體的干縮變形更大。

干縮變形的特征是早期發(fā)展比較快。如砌塊出窯后放置28d能完成50%左右的干縮變形，以后逐步變慢，幾年后材料才能停止干縮。但是干縮后的材料受濕后仍會發(fā)生膨脹。脫水后材料會再次發(fā)生干縮變形。但其干縮率有所減小，約為第一次的80%左右。

三、磚砌體裂縫的預防措施

（一）預防地基不均勻沉降引起裂縫的措施

1、合理設置沉降縫。在房屋體型復雜，特別是高度相差大時，應設沉降縫。沉降縫應從基礎開始分開，且有足夠的寬度，施工中應保持縫內清潔，防止碎磚、砂漿等東雜物體落入縫內。

2、加強上部結構的整體剛度，提高墻體的抗剪能力，使磚砌體可適應甚至調整地基的不均勻沉降。減少建筑物端部的門窗洞口，增大端部洞口到墻端的墻體寬度，加強圈梁布置，都可加強結構的整體性。

3、加強地基驗槽工作，發(fā)現(xiàn)有不良地基應及時妥善處理，然后才可進行基礎施工。

4、不宜將建筑物設置在不同剛度的地基上，如同一區(qū)段建筑，一部分用天然地基，一部分用樁基等。必須采用不同地基時，要妥善處理，進行必要的計算分析。

（二）預防溫度變化引起裂縫的措施

1、按照國家頒布的有關規(guī)定，根據(jù)建筑物的實際情況（如是否采暖，所處地點溫度變化等）設置伸縮縫。

2、是減緩增強相關砌體抗力，如提高砂漿強度，提高飽滿度，空斗改實體，加筋砌體，加設構造柱。

3、屋面如為整澆混凝土、或雖為裝配式屋面板，但其上有整澆混凝土面層，則要留好施工帶，待一段時間再澆帶中間混凝土，這樣可避免混凝土收縮及兩種材料因溫度線脹系數(shù)不同而引起的協(xié)調變形，從而避免裂縫。

4、在屋面保溫層施工的期間如遇高溫季節(jié)，很容易因溫度變化急劇而導致屋面開裂。故屋面施工最好避開高溫季節(jié)。

5、遇有長的現(xiàn)澆屋面混凝土挑檐，可分段施工，預留伸縮縫，以避免混凝土伸縮對墻體的不良影響。

6、在施工中要保證伸縮縫的合理作法，使之能起作用。

7、是提高抹灰的抗裂能力。

（三）預防主要由墻體材料的干縮引起裂縫的措施

1、設置控制縫。在墻高度突然變化處、墻厚度突然變化處及當房屋剛度較大時窗臺下或窗臺角處設置豎向控制縫。控制縫的間距：對有規(guī)則洞口外墻不大于6m、對無洞墻體不大于8m及墻高的3倍、在轉角部位、控制縫至墻轉角的距離不大于4.5m。控制縫做成隱式，與墻體的灰縫相一致，控制縫的寬度不大于12mm，控制縫內應用彈性密封材料，如聚硫化物、聚氨脂或硅樹脂等填縫。

2、設置灰縫鋼筋。在墻洞口上、下的第一道和第二道灰縫，鋼筋伸入洞口每側長度不應小于600mm;灰縫筋的間距不大于600mm;灰縫鋼筋的間距不大于600mm;灰縫鋼筋距樓、屋蓋混凝土圈梁的距離不小于600mm;灰縫鋼筋宜采用小螺紋鋼筋焊接網片，網片的橫筋間距不宜大于200mm，對均勻配筋時含鋼率不少于0.05%;灰縫鋼筋宜通長設置，當不便通長設置時，允許搭接，搭接長度不應小于300mm;灰縫鋼筋兩端應錨入相交墻或轉角墻中，錨固長度不應小于300mm;灰縫鋼筋應埋入砂漿中，灰縫鋼筋砂漿保護層，上下不小于3mm，外側小于15mm，灰縫鋼筋宜進行防腐處理。

四、結語

綜上分析，砌體裂縫因溫差和磚的材質因素產生的較普遍，而以地基沉降、溫度致裂的危害較大，但其危害性和處理方法也不能一概而論，在具體處理時務必正確區(qū)分，對癥防治，且以防為主。治理的原則：凡已涉及結構安全且變化劇烈的，應當機立斷，迅速采取相應對策，排除動力源，加固補強或作拆除返工處理;反之，如變化趨緩、穩(wěn)定、僅與外觀和評定有關、修復后不影響使用，則重點放在表面處理上。總之，只要堅持對國家和人民極端負責的態(tài)度，認真、切實查明原因，磚砌體裂縫問題也是不難處理的。