對磚砌體結構裂縫成因及預防措施的研究

建筑磚砌體裂縫不僅種類繁多，形態各異，而且較普遍，輕微者影響建筑物美觀，造成滲漏水，嚴重者降低建筑結構的承載力、剛度、穩定和整體性、耐久性，甚至還會導致整體倒塌的重大質量事故。因此，正確分析原因、切實加以防治十分必要，十分迫切。

一、磚砌體結構裂縫產生的原因

1、溫差變形引發的磚砌體裂縫 這類裂縫較典型和普遍的是建筑物(特別是那些縱向較長的)頂層兩端內外縱墻上的斜裂縫，其形態呈“八”字或“X”型，且顯對稱性，但有時僅一端有，輕微者僅在兩端1～2個開間內出現，嚴重者會發展至房屋兩端1/3縱長范圍內，并由頂層向下幾層發展。此類型縫對那種剛性屋面平屋頂、未設變形縫、隔熱層的房屋，更易發生。產生的直接原因是混凝土結構屋面的伸縮變形牽引其下磚砌體超過其材料抗拉強度的結果。具體的機理可認為是：在陽光照射下(特別是南方地區)屋面板溫度可高達60～70℃，而在其下的磚砌體僅為30～35℃，如此大的溫差，加上混凝土線膨脹系數比磚砌體近似大一倍，可計算出砌體中的主拉應力。

2、地基基礎不均勻沉降引起的裂縫 一般在建筑物下部，由下往上發展，呈“八”字、倒“八”字、水平及豎縫。當長條形的建筑物中部沉降過大，則在房屋兩端由下往上形成正“八”字縫，且首先在窗對角突破；反之，當兩端沉降過大，則形成的兩端由下往上的倒摪藬字縫，也首先在窗對角突破，還可在底層中部窗臺處突破形成由上至下豎縫；當某一端下沉過大時，則在某端形成沉降端高的斜裂縫；當縱橫墻交點處沉降過大，則在窗臺下角形成上寬下窄的豎縫，有時還有沿窗臺下角的水平縫；當外縱墻凹凸設計時，由于一側的不均勻沉降，還可導致在此處產生水平推力而組成力偶，從而導致此交接處的豎縫。對于不均勻沉降導致的裂縫應以預防為主，即無地質勘察資料嚴禁做施工圖設計，嚴格按圖施工，不得擅自更改、任意處理，根據本地區通病，如能在那些開大窗洞的教學樓底層窗臺下設置構造圈梁與地梁構成剛度較大的復合墻梁結構，對防止所述裂縫有明顯效果。

3、特殊砌體材料產生的裂縫 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造要求未能跟上。后者一般使用南方地區蒸壓灰砂磚，由于其本身對溫差敏感、表面光滑等特殊性，雖然外觀、尺寸指標均較好，但在實際使用中對嚴格的灰砂磚砌體施工規程不熟悉，缺少使用經驗，導致除存在粘土磚常見裂縫外，還常見在較長墻段中及外墻窗臺下的豎斜裂縫。

其機理可以認為：1、剛出廠的灰砂磚穩定性差。灰砂磚主要由細砂和石灰組成，蒸壓養護后，一般不到一周即已出廠，但根據生產經驗，灰砂磚在出廠的一月內其釋放的熱量較大，存在著反復的化學反應過程，而且實際上一時難以完全反應，因此，體積極不穩定。2、對含水率有苛刻的要求，據有關試驗資料和使用經驗表明，含水率控制在7%～10%之間砌體可獲得較好的粘結力和抗剪強度，否則影響明顯。

4、其它裂縫 這些裂縫包括：混凝土構件變形導致的砌體裂縫，如當挑梁上填充墻、梁相繼同步施工致使撓度過大，其上砌體產生內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在下部1/3高度處出現的豎縫；砌體構造要求不良如施工洞留置和拉結筋放置不當造成的洞邊縫；施工質量差造成的縫，如砌體通縫，灰縫砂漿不飽滿，含水率掌握不當，腳手眼設置不當，組砌不當等。

二、裂縫的預防措施

在目前的技術經濟水平下，尚不能完全防止和杜絕由于鋼筋混凝土屋蓋的溫度變形和砌體干縮變形引起的墻體局部裂縫。只能通過一些合理的構造措施，使砌體房屋墻體的裂縫的產生和發展達到可接受的程度。

1、溫度變化引起的墻體開裂 防止主要由溫度變化引起的砌體結構開裂，宜采取下列措施:⑴當采用整體式或裝配式的鋼筋混凝土屋蓋時，宜在屋蓋上設置保溫層或隔熱層；⑵在屋蓋的適當部位設置控制縫，控制縫的間距不大于30ｍ；⑶當采用現澆混凝土挑檐的長度大于12ｍ時，宜設置分隔縫，分隔縫的寬度不應小于20ｍｍ，縫內用彈性油膏嵌縫；⑷建筑物溫度伸縮縫的間距應滿足現行《砌體結構設計規范》的規定，控制縫宜在建筑物墻體的適當部位設置，控制縫的間距不宜大于30ｍ。⑸非地震地區，在房屋頂層宜設鋼筋混凝土圈梁。若采用鋼筋混凝土圈梁，圈梁不宜外露。若不設圈梁，可在屋蓋四周檐口下的砌體內，配置適當轉角鋼筋。

2、墻體材料的干縮引起的開裂 防止主要由墻體材料的干縮引起的裂縫，可采用下列措施:⑴選用干縮值低的墻材。控制砌筑時材料的含水量(先讓材料干縮后砌墻)。采用低強度砂漿和長度小的磚塊，可以避免磚塊的斷裂，并將細小裂縫均勻分散到各個垂直的灰縫隙中，避免變形和應力集中，累加出現大裂縫。⑵面積較大的墻體采用在墻體內增設構造梁柱的構造措施。如墻體長度超過5ｍ，可在中間設置鋼筋混凝土構造柱；當墻體高度超過3ｍ(120ｍｍ厚墻)或4ｍ(≥180ｍｍ厚墻)時，須在墻中腰處增設鋼筋混凝土腰梁，或設置伸縮縫。⑶嚴格控制以膠凝材料為原料的砌塊的齡期，不足28ｄ的不應進入施工現場。對于混凝土制品，如果以90ｄ的干燥收縮值為基準，28ｄ只完成收縮的80%左右。而且這類砌塊，28ｄ前含水率大，物理化學變形不穩定，干燥收縮值大，特別是蒸壓加氣混凝土，出廠含水率有時高達60%以上。⑷正確掌握各種砌塊使用時的含水率。輕集料混凝土空心砌塊和蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊砌筑時的含水率分別控制為5%～8%和15%、20%以內。

3、地基沉降引起的開裂 防止主要由地基沉降引起的裂縫，可采用下列措施：⑴建筑物的體型力求簡單；⑵合理設置沉降縫。在建筑物平面轉折處、建筑高度荷載突變處、結構類型不同處以及地基土軟硬交界處設置沉降縫；⑶減輕結構自重。⑷增強建筑物的剛度和強度。設置封閉圈梁和構造柱，特別是增強頂層和底層圈梁、合理布置縱橫墻、采用整體性好、剛度大的基礎形式等；⑸減小或調整基底的附加應力。改變基礎地面尺寸，使不同荷載的基礎沉降量接近。

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，在具體處理時務須正確區分，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度，認真，切實查明原因，磚砌體裂縫問題也是不難處理的。