淺析砌體結構墻體開裂原因及防治措施

堵忠領，鄭國嶺，鄧永旗，苗春生，張偉寧

1 河南省建筑科學研究院有限公司（450053） 2 河南省第二建筑工程有限責任公司（450002）3 濟源市建設工程質(zhì)量監(jiān)督站（454002） 4 鄭州市廣源建設監(jiān)理咨詢有限公司（450000）

0 前言

裂縫是建筑物的常見病害之一,而對于我國住宅常采用的磚混結構房屋更容易產(chǎn)生。這是由于砌體結構房屋采用多種主要材料，存在著變形協(xié)調(diào)問題，而且，墻體由脆性塊材砌筑而成，整體性較差。這些，都使砌體結構房屋易于開裂。

近年來,隨著住宅商品化的推行及經(jīng)濟水平和居住水平的提高。住戶對房屋的使用功能、結構可靠性及適用性等方面提出了更高的要求。這就要求設計人員在房屋適用性包括裂縫控制等多方面采取更為有效的措施，只有這樣，才能適應我國建筑行業(yè)的發(fā)展。

對于裂縫問題，一來因為它有礙觀瞻，會使居住者產(chǎn)生緊張及恐懼，而且嚴重的裂縫還會產(chǎn)生滲漏等情況，影響房屋的正常使用，因此對裂縫問題應加以足夠的重視。從結構上考慮，裂縫還會影響結構耐久性，加速房屋老化等。基于以上因素的考慮,有必要對砌體結構房屋開裂原因及防治措施進行討論。

但是，由于在過去的設計中主要考慮承載力因素，將適用性等放到了次要位置,因此要對裂縫問題進行全面的探討有一定的難度。在多年的時間里，眾多的科技工作者及設計施工人員對裂縫問題進行了深入的研究及大膽嘗試,設計了很多有效的預防措施。以下重點分析砌體結構房屋常見的幾類裂縫及其防治措施。

1 原因分析及預防措施

對于砌體結構的房屋，不同條件及環(huán)境下，裂縫產(chǎn)生的位置及產(chǎn)生的原因會有所不同。但由其根本原因可以歸納為兩大類:變形裂縫和荷載裂縫。調(diào)查[2]表明:變形裂縫占房屋裂縫總數(shù)的80%以上。具體說來，變形裂縫是指由溫度、收縮、不均勻沉降引起房屋局部變形，當變形受到限制時，將在結構中產(chǎn)生較大的自應力從而產(chǎn)生的裂縫。對砌體結構房屋而言，變形不協(xié)調(diào)引起裂縫的情況較為常見，且這類裂縫在原因分析及防治上有一定難度。在這里，重點分析砌體結構的變形裂縫。

1.1 溫度變形裂縫

溫度變形裂縫是由于結構部分材料間存在溫度差或溫度變形系數(shù)的差異，使結構中產(chǎn)生變形裂縫。這類裂縫表現(xiàn)形式通常有以下兩種:

1.1.1 混凝土樓蓋房屋頂層墻體裂縫

這類裂縫多表現(xiàn)為“八”字形裂縫、圈梁下的墻體水平裂縫、縱橫墻陽角包角縫、女兒墻裂縫等形態(tài)。從整體上看，這類裂縫一般始于房屋頂部,下層裂縫較輕；端單元較嚴重，橫墻比縱墻嚴重。在我國北方晝夜溫差較大地區(qū)，常發(fā)生此類裂縫。

在對這類溫度裂縫進行分析時，國內(nèi)外學者提出了各種簡化模型，如將墻體看作地基，屋頂看作彈性板，采用彈性力學的方法對溫度應力進行分析[2]，提出了墻體中因溫度作用產(chǎn)生的剪應力公式:

由此而得出了控制裂縫的8個條件，這為進一步采取預防措施提供了理論指導。

通過大量的理論分析和不斷的實踐，對溫度裂縫提出了很多有效的預防措施[1][2]。總體說來，可以分為“放”和“抗”兩類措施。

“放”類措施:

1）屋面設置保溫隔熱層。從公式（1）可見，這可降低αT值，從而使墻體所受剪力減小。

2）屋面保溫（隔熱）層或剛性面層及找平層可設置分隔縫，且與女兒墻之間也應設置隔離層。這樣可以使屋面變形分段釋放，從而減小因變形而產(chǎn)生的約束力。

3）可采用裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋或瓦材屋面；可在鋼筋混凝土屋面板與墻體圈梁的接觸面處設置水平滑動層等。這兩條措施均可減小屋蓋與墻體間的水平阻力系數(shù)Cx。

“抗”類措施:

1）在頂層應設置鋼筋混凝土圈梁，并內(nèi)外拉通。這樣可以約束墻體變形增加墻體的抗裂性能,對抵抗屋蓋變形引起墻體裂縫很有好處。

2）可以在墻體易開裂的部位設置拉結筋或鋼筋網(wǎng)片，用以加強墻體的抗裂性能。如在頂層挑梁末端下一皮磚灰縫內(nèi)、在頂層墻體門窗洞口過梁的水平縫內(nèi)設置焊接鋼筋網(wǎng)片或拉結筋等。

3）在墻體中設置構造柱，可以有效的約束墻體變形，防止墻體開裂。構造柱應伸入女兒墻并與現(xiàn)澆鋼筋混凝土壓頂整澆在一起。這些措施均可以有效加固墻體，防止頂層墻體及女兒墻開裂。

4）因頂層墻體壓力較小，在以往設計中均采用較低砂漿等級。但是，從防止頂層墻體裂縫考慮，頂層及女兒墻砂漿強度不宜太低，一般認為不應低于M5。

1.1.2 房屋整體變形裂縫（房屋長度較大或體形較復雜時）

當房屋長度過長時，在易引起應力集中的地方，容易出現(xiàn)整體豎向裂縫。如在墻體轉折、縱橫墻相交處及結構變化處均易出現(xiàn)這類裂縫。當采用蒸壓灰砂磚或混凝土砌塊磚等收縮較大的材料時，也易產(chǎn)生這類裂縫，此時變形是由材料收縮引起。

為了防止這種裂縫的產(chǎn)生，有效的方法是設置伸縮縫，即采取“放”的方法，使墻體的積累變形可以得到釋放，避免較大的約束力的產(chǎn)生。伸縮縫的間距可按規(guī)范或有關資料采用，有經(jīng)驗時，亦可通過計算確定。

設置伸縮縫后，應保證其伸縮作用的發(fā)揮，如在進行立面處理，伸縮縫處應保證其能自由變形。而且對于收縮較大的材料砌筑的墻體，伸縮縫間距應予以縮減。如石砌體房屋可取折減系數(shù)0.8；蒸壓灰砂磚和混凝土砌塊房屋取折減系數(shù)0.7。

同時，對于易產(chǎn)生應力集中處墻體，也可采取局部加強措施。

1.2 地基沉降變形裂縫

這類裂縫的產(chǎn)生是因為房屋地基局部存在軟弱層或局部荷載較大或其它原因引起地基的不均勻沉降,導致上部結構裂縫。這類裂縫常表現(xiàn)為底層墻體斜裂縫或豎向裂縫，常見有以下幾類:

1.2.1 地基軟弱層導致的不均勻沉降裂縫

當房屋局部地基存在軟弱層時,基礎設計處理不當時容易出現(xiàn)不均勻沉降裂縫。常見的有未對軟弱層地基或基礎作專門處理或處理不當,如某地營業(yè)廳在地基勘探時發(fā)現(xiàn)位于房屋中部地基較為軟弱,因此房屋設計時中間部分采用樁基，其余為條基。建成后即發(fā)現(xiàn)兩端沉降較中間部分大，產(chǎn)生不均勻沉降裂縫。其原因就是因為樁基沉降較小導致不均勻沉降。

這類裂縫在防治時應從根本入手,對軟弱地基作專門處理，防治不均勻沉降的產(chǎn)生，且在設計時，采用不同基礎形式應慎重。

1.2.2 相鄰房屋引起地基不均勻沉降裂縫

在近年的房屋糾紛中,相鄰房屋引起沉降裂縫較為常見。這類情況常見有:相鄰房屋層數(shù)較高，荷載較重；相鄰房屋共用基礎處理不當;房屋較緊范圍內(nèi)的土方開挖等引起的沉降裂縫。

該類裂縫的防治應注意在房屋新建時及建設過程中應符合有關規(guī)范及標準,并在房屋較近時注意對相鄰房屋影響程度，必要時應請有關專家進行論證。

1.3 不同構件變形不協(xié)調(diào)裂縫

這類裂縫的產(chǎn)生是因為砌體結構房屋不同材料構件在受力后變形量不一致而導致。如鋼筋混凝土構件與磚砌體比較而言，鋼筋混凝土構件可以承受的變形量不一致（規(guī)范中規(guī)定的允許變形量也不相同），在受力時，脆性材料容易產(chǎn)生裂縫。

如砌體房屋陽臺挑梁剛度較小時,上部砌體隔墻容易產(chǎn)生變形斜裂縫。其原因就是挑梁變形較大，砌體變形超過其限制而產(chǎn)生。但從荷載設計的角度講，該類設計是符合設計規(guī)范的。

因此，這類裂縫的防治應在注意荷載設計的同時，考慮不同材料構件間的變形協(xié)調(diào)問題。

1.4 其它裂縫形式及措施

1.4.1 窗臺下墻體裂縫

這中裂縫的產(chǎn)生有兩類原因:1）窗間墻對窗臺墻豎向壓力作用，在地基反壓力的平衡下使窗臺墻有向上受彎趨勢，從而導致開裂，而窗間墻壓力作用在底層最大，故底層窗臺墻更易開裂。2）窗臺墻幾乎處于兩端嵌固狀態(tài)，溫度變形和材料收縮均能引起較大應力而使其窗臺墻開裂。正是在以上這些原因的共同作用產(chǎn)生了窗臺墻裂縫。

1.4.2 墻體材料收縮裂縫

當采用蒸壓灰砂磚、混凝土砌塊或其它非燒結磚時，由于材料有較大的收縮變形，將導致墻體出現(xiàn)多種形式裂縫。如大片整體墻面產(chǎn)生豎向裂縫；門窗過梁上方墻體裂縫等。這類裂縫通常主要是由于材料干縮引起,但應根據(jù)具體裂縫的形態(tài)及產(chǎn)生位置具體分析。

對于這類裂縫的防治，一方面可以加固墻體，增強其抗裂性能；而另一方面，可以采取措施，盡量減少材料收縮。

2 綜合防治

在對砌體結構房屋裂縫處理過程中發(fā)現(xiàn),對于裂縫問題應從原因入手，最大限度消除開裂因素的存在，并對墻體進行加固，增強抗裂性能，同時采取這兩方面措施，才可以取得良好效果。如在對頂層溫度裂縫進行處理時，首先應采取措施消除溫差，然后對墻體進行修補，才能防止墻體再次開裂。

事實證明，采取一些增強墻體抗裂性能的措施，特別是在抗裂薄弱處墻面，如加鋼筋網(wǎng)片等可大大增強墻體抗裂能力。如對于大面積墻體采用GRC方法加固,不僅成本較低且抗裂性能好[4]。而對于易應力集中處墻體，可采取局部加強措施。

總的說來,對于砌體結構墻體裂縫問題，由于其復雜性，對其定量討論并不太深入，在實踐中，應進行不斷的研究和探索。