磚混結構墻體裂縫產生的原因及其預防措施

王成斌

摘 要：近年來，磚混結構多層住宅工程屢屢發生墻體裂縫。裂縫位置走向不一。有的裂縫由小變大，發展很快；有的裂縫，發展到一定程度后就不再增大，給住戶心理造成很大壓力。因此分析產生裂縫的原因并做好預防措施，是工程技術人員的一項重要任務。近幾年來通過對一些住宅樓的裂縫進行考察、分析、研究，對如何防止墻體裂縫，主要從以下幾方面論述，并采取相應措施。

關鍵詞：磚混結構；房屋開裂；成因分析；預防措施

目前，在一般民用建筑中，磚混結構房屋因其造價相對較低，且具有較好的隔熱、隔音性能，仍被廣泛采用。但其砌體強度較小，結構自重大，砂漿和磚石之間的粘結力較差，抗拉、抗彎和抗剪強度較低，砌體易于開裂。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。造成磚混結構砌體開裂的原因很多，但其主要原因有兩點：一是溫度變化；二是地基不均勻沉降。本文就如何防止磚混結構墻體開裂談一些看法。

1 產生裂縫的原因分析

1.1 由于基礎不均勻沉降造成墻體裂縫

對于不均勻的地基，設計中沒有把剛度不同的地基進行調整，造成基礎不均勻沉降，墻身受較大的剪力作用，主拉應力大于墻體抗拉應力，造成了砌體受主拉應力而破壞。這種裂縫往往是由沉降較小的一邊向沉降較大的一邊逐漸向上發展。

1.2 由于溫度的變化

因屋面長時間受陽光幅射，其溫度較墻體高出許多，在炎熱的夏季，屋面溫度是墻體溫度的2倍左右，且在相同溫度條件下，鋼筋混凝土的線膨脹系數是磚砌體線膨脹系數的2倍，它使屋面變形比墻體變形大得多。在屋面變形過程中，產生了很大的推力，作用在墻體頂端的水平推力使墻體與屋面的接觸面受剪，剪力與屋蓋、挑檐或女兒墻的垂直壓力，構成墻體雙向應力，當主拉應力大于墻體的抗拉強度時，墻體就會出現裂縫。

在建筑物的端部，垂直壓應力很小，則此區域的主拉應力等于最大剪應力，一般砌體的抗拉強度最低，所以在端部容易出現斜裂縫，對于灰縫強度不良的砌體則出現水平裂縫。

1.3 由于塊石基礎施工質量差，造成墻體裂縫。對于塊石基礎，在施工過程中沒有嚴格按《施工規范》施工，砌筑塊石的砂漿不飽滿，或采用堆砌的方法施工，造成塊石基礎工程質量低劣。樓房交付使用后由于豎向荷載的作用或水平振動荷載的作用，造成塊石移位，使整個基礎產生不均勻沉降，造成砌體受主拉應力作用而破壞。

1.4 對于寒冷地區，在設計基礎埋置深度的過程中，只考慮了結構要求而忽視了基礎的冰凍線要求。基礎的埋置深度小于該地區的冰凍線，造成基底地基土受凍后膨脹，給基礎施加了向上的作用力，當這種作用產生的主拉應力大于墻體的抗拉應力時，導致了墻體裂縫，尤其經過多次凍融循環后，裂縫更加嚴重。

1.5 在結構設計上存在的問題

①建筑物頂層端部剪應力與溫度成正比，與水平阻力系數、材料彈性模量、建筑物長度呈非線性關系，控制溫度應力引起墻體裂縫的主要因素有多種，而不是建筑物長度單一因素，因此用伸縮縫作為控制裂縫的唯一方法是不全面的。

②磚混房屋長度過長，如有的住宅，5個單元連在一起，總長度超過溫度變形允許長度，規范規定總長超過60m應設伸縮縫，有的房屋超過較多而未設，也未采取其他措施。

③構造柱是增強建筑物整體性，抵抗地震作用的重要構造措施，過去不少設計，構造柱的設置只考慮符合抗震規范，不考慮實際已存在的溫度應力，認為溫度應力在規范上未明確規定計算的方法，不考慮不能算是設計錯誤。因此，設計人員對6層以下住宅，基本上是隔問布置構造柱，未對建筑物端部裂縫多發區予以重點加強。構造柱的布置有的較稀，每隔2～3道內橫墻才設，靠近建筑物端部往往也是一視同仁。

④不少磚混房屋熱衷于采用屋頂鋼筋混凝土大挑檐，有時為平衡懸挑荷重，在室內屋蓋部分也要現澆一部分屋蓋板，在二者之間緊密連結的是外縱墻圈梁，圈梁往往與墻同寬。這樣桃檐、圈梁及現澆屋蓋部分共同組成剛度較大的現澆連續板如遇溫差變化，產生的溫度應力較高，導致墻體不能承受而開裂。

⑤采用的磚、砂漿強度等級，越到頂層越低，有些建筑物底部幾層采用MU1O級磚，M5級砂漿，而到頂層則為MU7.5級磚，m2.5級砂漿。設計人員習慣于從強度上考慮，對溫度應力引起的抗剪強度及變形則考慮較少。

2 防止墻體開裂的具體措施

2.1 溫度變化引起墻體開裂的預防

為了防止溫度變化引起墻體開裂，可根據具體情況采取下列措施：

①適當調整溫度伸縮縫間距。設計規范《砌體結構設計規范》GB50003-2001中對有保溫層或隔熱層的屋樓蓋規定每50米設一道伸縮縫，無保溫層或隔熱層的屋蓋規定每40米設一道伸縮縫，這個規定是從整體結構考慮的，但對溫差較大且溫度變化頻繁地區和嚴寒地區的房屋及構筑物不適用，特別對于冬天有嚴寒，夏天有酷暑的地區，伸縮縫的最大間距除應滿足《砌體結構設計規范》GB50003-2001中的規定外，伸縮縫的間距不宜大于30m。

②當房屋的屋蓋和樓板不在同一標高時，如錯層房屋，應在錯層處縱橫墻相交點設置鋼筋混凝土構造柱并設雙道圈梁與構造柱相連，以幫助墻體抵抗拉剪應力。

③適當加大屋面層圈梁和房屋四角構造柱的配筋和提高頂層砌體的砂漿標號。

④當有女兒墻時，女兒墻的抗風構造柱應與樓層的構造柱上下連通。

⑤在建筑物的兩端的1～2個開間內或總長1/4范圍內的屋面板底設置滑動支座，讓其自由伸縮。

⑥做好屋面保溫隔熱層，這是最關鍵的一點。傳統的做法是設一道架空隔熱板，但效果不理想，筆者建議采用種植屋面和儲水屋面，或者使屋面做成太陽能集熱器，把太陽能轉化為電能或其他能量，這樣既符合可持續發展戰略，又能取得非常理想的隔熱效果。

2.2 基礎不均勻沉降引起的裂縫預防

根據以上原因，在建筑設計和施工過程中，應結合地基基礎的具體情況，做好以下預防措施：

①當房屋建于土質差別較大的地基上，或房屋相鄰部分的高度、荷重、結構剛度、地基基礎的處理方法等有顯著差別時，應在差異部位設置沉降縫，將其劃分成剛度較好、長度變化較小的幾個單元，可以減少因基礎不均勻沉降在樣體內引起的應力，避免墻體裂縫。規范規定《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002的沉降縫寬度一般應大于5厘米，為避免上部結構在地基沉降后相互頂撞，房屋較高時應加寬，最大可達12厘米以上。

②加強門窗洞口外的剛度，將門窗洞口上的鋼筋混凝土過梁與內墻鋼筋連接起來，形成一個連續過梁，以增強房屋整體剛度。

③盡量避免用軟弱土層做持力層，若無法避免，可調整上部結構剛度，或采用筏式基礎，以減少建筑的沉降。

④房屋的縱墻宜貫通，橫墻的間距不宜過大，一般小于建筑寬度的1.5倍左右。

⑤對于地基持力層不均勻的建筑物，應根據實際情況，將局部基礎適當加深或加寬，或局部設計成板帶基礎，降低基底應力，盡量達到地基均勻沉降。

⑥在施工過程中應盡量避免對地基土的擾動，做好排水處理，完工后建筑物四周做好散水坡及排水地溝，避免地表水浸泡基礎而引起局部下沉。

⑦設計時嚴格按規范設置構造柱和圈梁，必要時可增加圈梁道數，以增加上部結構的剛度，當建筑物屋層較高且大時，在窗頂增設一道圈梁，效果更好。