建筑主體裂縫的成因與控制措施

建筑主體工程，是由結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的強度和各構(gòu)件連接的整體性來決定質(zhì)量好壞的，在具體施工中經(jīng)常會遇到建筑主體裂縫的問題，現(xiàn)就本人學(xué)習(xí)和實踐經(jīng)驗，對建筑主體砌體結(jié)構(gòu)和現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫的成因與控制措施做淺略分析。

一、砌體結(jié)構(gòu)裂縫

（一）裂縫產(chǎn)生的原因：既有地基、溫度、干縮，也有設(shè)計疏忽、施工質(zhì)量、材料不合格及缺乏經(jīng)驗等。根據(jù)工程實踐和統(tǒng)計資料這類裂縫占全部可遇裂縫的80%以上。最為常見的裂縫有溫度裂縫、干縮裂縫，以及由溫度和干縮共同產(chǎn)生的裂縫。

1. 溫度裂縫。溫度的變化會引起材料的熱脹冷縮，當(dāng)約束條件下溫度變形引起的溫度應(yīng)力足夠大時，墻體就會產(chǎn)生溫度裂縫。最常見的裂縫是在砼平屋蓋房屋頂層兩端的墻體上。導(dǎo)致平屋頂溫度裂縫的原因，是頂板的溫度比其下的墻體高，而砼頂板的線脹系數(shù)又比磚砌體大，故頂板和墻體間的變形差，在墻體中產(chǎn)生很大的拉力和剪力。剪應(yīng)力在墻體內(nèi)的分布為兩端附近較大，中間漸小，頂層大，下部小。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(jīng)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略有變化。

2.干縮裂縫。燒結(jié)粘土磚及其他材料的燒結(jié)制品，其干縮變形很小，且變形完成比較快。只要不使用新出窯的磚，一般不要考慮砌體本身的干縮變形引起的附加應(yīng)力。但這類砌體在潮濕情況下會產(chǎn)生較大的濕脹，而且這種濕脹是不可逆的變形。對于砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體，隨著含水量的降低，材料會產(chǎn)生較大的干縮變形，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28天能完成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。這類干縮變形引起的裂縫在建筑上分布廣、數(shù)量多、裂縫的程度也比較嚴(yán)重。另外不同材料和構(gòu)件的差異變形也會導(dǎo)致墻體開裂。

3. 溫度、干縮及其他裂縫。對于燒結(jié)類塊材的砌體最常見的為溫度裂縫，面對非燒結(jié)類塊體，如砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體，也同時存在溫度和干縮共同作用下的裂縫，其在建筑物墻體上的分布一般可為這兩種裂縫的組合，或因具體條件不同而呈現(xiàn)出不同的裂縫現(xiàn)象，而其裂縫的后果往往較單一因素更嚴(yán)重。另外設(shè)計上的疏忽、無針對性防裂措施、材料質(zhì)量不合格、施工質(zhì)量差、違反設(shè)計施工規(guī)程、砌體強度達不到設(shè)計要求，以及缺乏經(jīng)驗也是造成墻體裂縫的重要原因之一。如對砼砌塊、灰砂磚等新型墻體材料，沒有針對材料的特殊性，采用適合的砌筑砂漿、注芯材料和相應(yīng)的構(gòu)造措施，仍沿用粘土磚使用的砂漿和相應(yīng)的抗裂措施，必然造成墻體出現(xiàn)較嚴(yán)重的裂縫。

（二）砌體裂縫的控制

1.裂縫的危害和防裂的迫切性。砌體屬于脆性材料，裂縫的存在降低了墻體的質(zhì)量，同時墻體的裂縫給居住者在感觀上和心理上造成不良影響。隨著我國住房商品化的進展，人們對居住環(huán)境和建筑質(zhì)量的要求不斷提高，對建筑物墻體裂縫的控制的要求更為嚴(yán)格。建筑物的裂縫已成為住戶評判建筑物安全的一個非常直觀、敏感和首要的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。因此加強砌體結(jié)構(gòu)，特別是新材料砌體結(jié)構(gòu)的抗裂措施，已成為國家行政主管部門，以及房屋開發(fā)商共同關(guān)注的課題。

2. 裂縫寬度的標(biāo)準(zhǔn)問題。實際上建筑物的裂縫是不可避免的。此處提到的墻體裂縫寬度的標(biāo)準(zhǔn)(限值)，是一個宏觀的標(biāo)準(zhǔn)，即肉眼明顯可見的裂縫，砌體結(jié)構(gòu)尚無這種標(biāo)準(zhǔn)。但對鋼筋砼結(jié)構(gòu)其最大裂縫寬度限值主要是考慮結(jié)構(gòu)的耐久性，如裂縫寬度對鋼筋腐蝕，以及外部構(gòu)件在濕度和抗凍融方面的耐久性影響。我國到現(xiàn)在為止對外部構(gòu)件(墻體)最危險的裂縫寬度尚未作過調(diào)查和評定。根據(jù)德國資料，當(dāng)裂縫寬度≤0.2mm時，對外部構(gòu)件(墻體)的耐久性是不危險的。對砌體結(jié)構(gòu)來說，墻體的裂縫寬度多大是無害呢?這是個比較復(fù)雜的問題。因為它還涉及到可接受的美學(xué)方面的問題。它直接取決于觀察人的目的和觀察的距離。對鋼筋砼結(jié)構(gòu)，裂縫寬度＞0.3mm，通常在美學(xué)上是不能接受的，這個概念也可用于配筋砌體。而對無筋砌體似乎應(yīng)比配筋砌體的裂縫寬度標(biāo)準(zhǔn)放寬些。但是對于客戶來講二者是完全一樣的。這實際上是直觀判別裂縫寬度的安全標(biāo)準(zhǔn)。

（三）現(xiàn)有控制裂縫的原則和措施

長期以來人們一直在尋求控制砌體結(jié)構(gòu)裂縫的實用方法，并根據(jù)裂縫的性質(zhì)及影響因素有針對性地提出一些預(yù)防和控制裂縫的措施。從防止裂縫的概念上，形象地引出“防”、“放”、“抗”相結(jié)合的構(gòu)想，這些構(gòu)想、措施有的已運用到工程實踐中，一些措施也引入到《砌體規(guī)范》中，也收到了一定的效果，但總的來說，我國砌體結(jié)構(gòu)裂縫仍較嚴(yán)重，究其原因有以下幾種。

1.設(shè)計者重視強度設(shè)計而忽略抗裂構(gòu)造措施。長期以來住房公有制，人們對砌體結(jié)構(gòu)的各種裂縫習(xí)以為常，設(shè)計者一般認(rèn)為多層砌體房屋比較簡單，在強度方面作必要的計算后，針對構(gòu)造措施，絕大部分引用國家標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)圖集，很少單獨提出有關(guān)防裂要求和措施，更沒有對這些措施的可行性進行調(diào)查或總結(jié)。因為裂縫的危險為潛在的，尚無結(jié)構(gòu)安全問題，不涉及到責(zé)任。

2.我國《砌體規(guī)范》抗裂措施的局限性。主要有兩條我認(rèn)為是最重要的原因。一是第5.3.1條：對鋼砼屋蓋的溫度變化和砌體的干縮變形引起的墻體開裂，可采取設(shè)置保溫層或隔熱層；采用有檁屋蓋或瓦材屋蓋；控制硅酸鹽磚和砌塊出廠到砌筑的時間和防止雨淋。未考慮我國幅員遼闊、不同地區(qū)的氣候、溫度、濕度的巨大差異和相同措施的適應(yīng)性。二是第5.3.2條：防止房屋在正常使用條件下，由溫差和墻體干縮引起的墻體豎向裂縫，應(yīng)在墻體中設(shè)置伸縮縫。從規(guī)范的溫度伸縮縫的最大間距可見，它主要取決于屋蓋或樓蓋的類別和有無保溫層，而與砌體的種類、材料和收縮性能等無直接關(guān)系?？梢娢覈纳炜s縫的作用主要是防止因建筑過長在結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)豎向裂縫，它一般不能防止由于鋼砼屋蓋的溫度變形和砌體的干縮變形引起的墻體裂縫。

由此可見，《砌體規(guī)范》的抗裂措施，如溫度區(qū)段限值，主要是針對干縮小、塊體小的粘土磚砌體結(jié)構(gòu)的，而對干縮大、塊體尺寸比粘土磚大得多的砼砌塊和硅酸鹽砌體房屋，基本是不適用的。因為如果按照砼砌塊、硅酸鹽塊體砌體的干縮率0.2～0.4mm/m，無筋砌體的溫度區(qū)段不能越過10m；對配筋砌體也不能大于30m。在這方面，國外已有比較成熟的預(yù)防和控制墻體開裂的經(jīng)驗值得借鑒：一是在較長的墻上設(shè)置控制縫(變形縫)，這種控制縫和我國的雙墻伸縮縫不同，而是在單墻上設(shè)置的縫。該縫的構(gòu)造既能允許建筑物墻體的伸縮變形，又能隔聲和防風(fēng)雨，當(dāng)需要承受平面外水平力時，可通過設(shè)置附加鋼筋達到。這種控制縫的間距要比我國規(guī)范的伸縮縫區(qū)段小得多。二是在砌體中根據(jù)材料的干縮性能，配置一定數(shù)量的抗裂鋼筋，其配筋率各國不盡相同，從0.03%～0.2%，或?qū)⑵鲶w設(shè)計成配筋砌體。

關(guān)于在砌體內(nèi)配置抗裂鋼筋的數(shù)量(含鋼率)和效果，是普遍比較關(guān)注的問題。因為它涉及到用鋼量和造價的增幅問題。

（四）防止墻體開裂的具體構(gòu)造措施

本文在綜合了國內(nèi)外砌體結(jié)構(gòu)抗裂研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國當(dāng)前的具體情況，提出的更具體的抗裂構(gòu)造措施。它是對“防”、“放”、“抗”的具體體現(xiàn)。我認(rèn)為這些措施可根據(jù)具體條件選擇或綜合應(yīng)用。

1. 防止混凝土屋蓋的溫度變化與砌體的干縮變形引起的墻體開裂，宜采取下列措施：

1）屋蓋上設(shè)置保溫層或隔熱層。2）在屋蓋的適當(dāng)部位設(shè)置控制縫，控制縫的間距不大于30m。3）當(dāng)采用現(xiàn)澆混凝土挑檐的長度大于12m時，宜設(shè)置分隔縫，分隔縫的寬度不應(yīng)小于20mm，縫內(nèi)用彈性油膏嵌縫。4）建筑物溫度伸縮縫的間距除應(yīng)滿足《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》BGJ3-88第5.3.2條的規(guī)定外，宜在建筑物墻體的適當(dāng)部位設(shè)置控制縫，控制縫的間距不宜大于30m。

2. 防止主要由墻體材料的干縮引起的裂縫可采用下列措施之一：

1）設(shè)置控制縫。（1）控制縫的設(shè)置位置：a 在墻的高度突然變化處設(shè)置豎向控制縫；b 在墻的厚度突然變化處設(shè)置豎向控制縫；c 在不大于離相交墻或轉(zhuǎn)角墻允許接縫距離之半設(shè)置豎向控制縫；d 在門、窗洞口的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置豎向控制縫；e 豎向控制縫，對3層以下的房屋，應(yīng)沿房屋墻體的全高設(shè)置；對大于3層的房屋，可僅在建筑物1-2層和頂層墻體的上述位置設(shè)置；f 控制縫在樓、屋蓋處可不貫通，但在該部位宜作成假縫，以控制可預(yù)料的裂縫；g 控制縫作成隱式，與墻體的灰縫相一致，控制縫的寬度不大于12mm，控制縫內(nèi)應(yīng)用彈性密封材料，如聚硫化物、聚氨脂或硅樹脂等填縫。(2)控制縫的間距。a.對有規(guī)則洞口外墻不大于6mm；b對無洞墻體不大于8m及墻高的3倍；c在轉(zhuǎn)角部位，控制縫至墻轉(zhuǎn)角的距離不大于4.5m；

2) 設(shè)置灰縫鋼筋。(1) 在墻洞口上、下的第一道和第二道灰縫，鋼筋伸入洞口每側(cè)長度不應(yīng)小于600mm；(2) 在樓蓋標(biāo)高以上，屋蓋標(biāo)高以下的第二或第三道灰縫，和靠近墻頂?shù)牟课唬?/p>

(3) 灰縫鋼筋的間距不大于600mm；(4) 灰縫鋼筋距樓、屋蓋混凝土圈梁或配筋帶的距離不小于600mm；(5) 灰縫鋼筋宜采用小螺紋鋼筋焊接網(wǎng)片，網(wǎng)片的縱向鋼筋不小于25，橫筋間距不宜大于200mm；(6) 對均勻配筋時含鋼率不少于0.05%；局部截面配筋，如底、頂層窗洞上下不小于38；(7) 灰縫鋼筋宜通長設(shè)置，當(dāng)不便通長設(shè)置時，允許搭接，搭接長度不應(yīng)小于300mm；

(8) 灰縫鋼筋兩端應(yīng)錨入相交墻或轉(zhuǎn)角墻中，錨固長度不應(yīng)小于300mm；(9) 灰縫鋼筋應(yīng)埋入砂漿中，灰縫鋼筋砂漿保護層，上下不小于3mm，外側(cè)小于15mm，灰縫鋼筋宜進行防腐處理；(10)當(dāng)利用灰縫鋼筋作砌體抗剪鋼筋時，其配筋量應(yīng)按計算確定，其搭接和錨固長度尚不應(yīng)小于75d和300mm；(11)不配筋的外葉墻應(yīng)設(shè)控制縫，控制縫間距不宜大于6m；(12)設(shè)置灰縫鋼筋的房屋的控制縫的間距不宜大于30m。

3) 在建筑物墻體中設(shè)置配筋帶。(1)在樓蓋處和屋蓋處；(2)墻體的頂部；(3) 窗臺的下部；(4) 配筋帶的間距不應(yīng)大于2400mm，也不宜小于800mm；(5)配筋帶的鋼筋，對190mm厚墻，不應(yīng)小于2ф12，對250～300mm厚墻不應(yīng)小于2ф16，當(dāng)配筋帶作為過梁時，其配筋應(yīng)按計算確定；(6)配筋帶鋼筋宜通長設(shè)置，當(dāng)不能通長設(shè)置時，允許搭接，搭接長度不應(yīng)小于45d和600mm；

(7) 配筋帶鋼筋應(yīng)彎入轉(zhuǎn)角墻處錨固，錨固長度不應(yīng)小于35d和400mm；(8)當(dāng)配筋帶僅用于控制墻體裂縫時，宜在控制縫處斷開，當(dāng)設(shè)計考慮需要通過控制縫時，宜在該處的配筋帶表面作成虛縫，以控制可預(yù)料的裂縫位置；(9)對地震設(shè)防裂度≥7度的地區(qū)，配筋帶的截面不應(yīng)小于190mm×200mm，配筋不應(yīng)小于410；(10) 設(shè)置配筋帶的房屋的控制縫的間距不宜大于30m；

3. 也可根據(jù)建筑物的具體情況，如場地土及地震設(shè)防裂度、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)布置型式、建筑物平面、外形等，綜合采用上述抗裂措施。

二、現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫

（一）裂縫產(chǎn)生的原因

1.混凝土水灰比、塌落度過大，或使用過量粉砂混凝土強度值對水灰比的變化十分敏感，基本上是水和水泥計量變動對強度影響的疊加。因此，水、水泥、外摻混合材料、外加劑溶液的計量偏差，將直接影響混凝土的強度。而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收縮大，抗拉強度低，容易因塑性收縮而產(chǎn)生裂縫。泵送砼為了滿足泵送條件：坍落度大，流動性好，易產(chǎn)生局部粗骨料少、砂漿多的現(xiàn)象，此時，砼脫水干縮時，就會產(chǎn)生表面裂縫。

2.混凝土施工中過分振搗，模板、墊層過于干燥混凝土澆筑振搗后，粗骨料沉落擠出水分、空氣，表面呈現(xiàn)泌水而形成豎向體積縮小沉落，造成表面砂漿層，它比下層混凝土有較大的干縮性能，待水分蒸發(fā)后，易形成凝縮裂縫。而模板、墊層在澆筑混凝土之間灑水不夠，過于干燥，則模板吸水量大，引起混凝土的塑性收縮，產(chǎn)生裂縫。

3.混凝土澆搗后過分抹干壓光和養(yǎng)護不當(dāng)過度的抹平壓光會使混凝土的細(xì)骨料過多地浮到表面，形成含水量很大的水泥漿層，水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣，引起表面體積碳水化收縮，導(dǎo)致混凝土板表面龜裂。而養(yǎng)護不當(dāng)也是造成現(xiàn)澆混凝土板裂縫的主要原因。過早養(yǎng)護會影響混凝土的膠結(jié)能力。過遲養(yǎng)護，由于受風(fēng)吹日曬，混凝土板表面游離水分蒸發(fā)過快，水泥缺乏必要的水化水，而產(chǎn)生急劇的體積收縮，此時混凝土早期強度低，不能抵抗這種應(yīng)力而產(chǎn)生開裂。特別是夏、冬兩季，因晝夜溫度大，養(yǎng)護不當(dāng)最易產(chǎn)生溫差裂縫。

4.樓板的彈性變形及支座處的負(fù)彎矩。施工中在混凝土未達到規(guī)定強度，過早拆模，或者在混凝土未達到終凝時間就上荷載等。這些因素都可直接造成混凝土樓板的彈性變形，致使砼早期強度低或無強度時，承受彎、壓、拉應(yīng)力，導(dǎo)致樓板產(chǎn)生內(nèi)傷或斷裂。施工中不注意鋼筋的保護，把板面負(fù)筋踩彎等，將會造成支座的負(fù)彎矩，導(dǎo)致板面出現(xiàn)裂縫。此外，大梁兩側(cè)的樓板不均勻沉降也會使支座產(chǎn)生負(fù)彎矩造成橫向裂縫。

5.后澆帶施工不慎而造成的板面裂縫。為了解決鋼筋混凝土收縮變形和溫度應(yīng)力，規(guī)范要求采用施工后澆帶法，有些施工后澆帶不完全按設(shè)計要求施工，例如施工未留企口縫；板的后澆帶不支模板，造成斜坡搓；疏松混凝土未徹底鑿除等都可能造成板面的裂縫。

（二）裂縫的預(yù)防措施

１.嚴(yán)格控制混凝土施工配合比。根據(jù)混凝土強度等級和質(zhì)量檢驗以及混凝土和易性的要求確配合比。嚴(yán)格控制水灰和水泥用量。選擇級配良好的石子，減小空隙率和砂率以減少收縮量，提高混凝土抗裂強度。值得注意的是十幾年來，我國一些城市為實現(xiàn)文明施工，提高設(shè)備利用率，節(jié)約能源，都采用商品混凝土。因此加強對商品混凝土進行塌落度的檢查是保證施工質(zhì)量的重要因素。

２.在混凝土澆搗前，應(yīng)先將基層和模板澆水濕透，避免過多吸收水分，澆搗過程中應(yīng)盡量做到既振搗充分又避免過度。

３.混凝土樓板澆筑完畢后，表面刮抹應(yīng)限制到最低程度，防止在混凝土表面撒干水泥刮抹。并加強混凝土早期養(yǎng)護。樓板澆筑后，對板面應(yīng)及時用材料覆蓋、保溫，認(rèn)真養(yǎng)護，防止強風(fēng)和烈日暴曬。

４.嚴(yán)格施工操作程序，不盲目趕工。杜絕過早上磚、上荷載和過早拆模。在樓板澆搗過程中更要派專人護筋，避免踩彎面負(fù)筋的現(xiàn)象發(fā)生。通過在大梁兩側(cè)的面層內(nèi)配置通長的鋼筋網(wǎng)片，承受支座負(fù)彎矩，避免因不均勻沉降而產(chǎn)生的裂縫。

５.施工后澆帶的施工應(yīng)認(rèn)真領(lǐng)會設(shè)計意圖，制定施工方案，杜絕在后澆處出現(xiàn)混凝土不密實、不按圖紙要求留企口縫，以及施工中鋼筋被踩彎等現(xiàn)象。同時更要杜絕在未澆注混凝土前就將部分模板、支柱拆除而導(dǎo)致梁板形成懸臂，造成變形。

（三）裂縫的處理方法。

１.對于一般混凝土樓板表面的龜裂，可先將裂縫清洗干凈，待干燥后用環(huán)氧漿液灌縫或用表面涂刷封閉。施工中若在終凝前發(fā)現(xiàn)龜裂時，可用抹壓一遍處理。

２.其他一般裂縫處理，其施工順序為：清洗板縫后用1∶2或1∶1水泥砂漿抹縫，壓平養(yǎng)護。

３.當(dāng)裂縫較大時，應(yīng)沿裂縫鑿八字形凹槽，沖洗干凈后，用1∶2水泥砂漿抹平，也可以采用環(huán)氧膠泥嵌補。

４.當(dāng)樓板出現(xiàn)裂縫面積較大時，應(yīng)對樓板進行靜載試驗，檢驗其結(jié)構(gòu)安全性，必要時可在樓板上增做一層鋼筋網(wǎng)片，以提高板的整體性。

５.通長、貫通的危險結(jié)構(gòu)裂縫，裂縫寬度大于0.3mm的，采用結(jié)構(gòu)膠粘扁鋼加固補強。板縫用灌縫膠高壓灌膠。