結構裂縫產生的原因及控制措施

摘要：本文分析了建筑物結構裂縫的性質及產生裂縫的深層原因，探討了裂縫的危害、防裂的迫切性、及相關標準，總結了防止墻體開裂的具體構造措施，并提出了極具建設性的建議。

關鍵詞：結構裂縫；控制措施；構造措施

1 裂縫的性質及產生原因

在我國北方地區，以淄博為例，建筑物內墻(尤其是頂層)及女兒墻底部的裂縫較普遍。現就裂縫產生的原因及防控措施進行探討。一般來講，最為常見的裂縫有兩大類，一是溫度裂縫，二是干縮裂縫，以及由溫度和干縮共同產生的裂縫。

(1)溫度裂縫

溫度的變化會引起材料的熱脹冷縮，當約束條件下溫度變形引起的溫度應力足夠大時，墻體就會產生溫度裂縫。最常見的裂縫是在混凝土平屋頂房頂層兩端的墻體上，如在門窗洞邊的正八字斜裂縫，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)。導致平屋頂溫度裂縫的原因是頂板的溫度比其下的墻體高得多，而混凝土頂板的膨脹系數又比磚砌體大得多，故頂板和墻體間的變形差在墻體中產生很大的拉力和剪力。剪應力在墻體內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。這些裂縫一般經過一個冬夏之后才逐漸出現，且每到冬季，由于裂縫已經出現，白天屋頂的雪融化之后滲入裂縫，夜晚溫度降低凍結成冰后體積膨脹，又加劇了裂縫的寬度，如此經返復凍融，不但裂縫變大，而且砌體變酥，影響整體性及強度。

(2)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。只要不使用新出窯的磚，一般不用考慮砌體本身的干縮變形引起的附加應力。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、灰砂磚、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。如混凝土砌塊的干縮率0.30.45mm/m，它相當于2540oC的溫度變形，可見干縮變形的影響很大。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，以后逐漸變慢，幾年后才能停止干縮。但是干縮后的材料受濕后仍會發生膨脹，脫水后材料會再次發生干縮變形，但其干縮率有所減小，約為第一次得80%左右。這類干縮變形引起的裂縫在建筑上分布廣、數量多、裂縫的程度也比較嚴重。如房屋內外縱墻兩端對稱分布的倒八字裂縫，在建筑底部一至二層窗臺邊出現的斜裂縫或豎向裂縫，在屋頂圈梁下出現的水平縫和水平包角裂縫，在大片墻面上出現的底部重、上部較輕的豎向裂縫。另外不同材料和構件的差異變形也會導致墻體開裂，如樓板錯層處或高低層連接處常出現的裂縫，框架填充墻或柱間墻因不同材料的差異變形出現的裂縫，空腹墻內外墻用不同材料或溫度、濕度變化引起的墻體裂縫，這種情況一般外墻裂縫較內墻嚴重。

(3)溫度、干縮共同產生的裂縫

對于燒結類塊材的砌體最常見的為溫度裂縫，面對非燒結類塊體，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出不同的裂縫現象，而其開裂的后果往往較單一因素更嚴重。另外設計上的疏忽、無針對性防裂措施、材料質量不合格、施工質量差、違反設計施工規程、砌體強度達不到設計要求，以及缺乏設計經驗也是造成墻體裂縫的重要原因之一。如對混凝土砌塊、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、注芯材料和相應的構造措施，仍沿用粘土磚使用的砂漿和相應的抗裂措施，必然造成墻體出現較嚴重的裂縫。

2 裂縫的危害和防裂的迫切性及寬度標準

砌體屬于脆性材料，裂縫的存在降低了墻體的質量，如整體性、耐久性和抗震性能，同時墻體的裂縫給居住者在感官上和心理上造成不良影響。特別是隨著我國墻體材料革新、住房商品化的進展，人們對居住環境和建筑質量的要求不斷提高，對建筑物墻體裂縫控制的要求更為嚴格。由于建筑物的質量低劣，如墻體裂縫、滲漏等涉及的糾紛或官司也越來越多，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、敏感和首要的質量標準。因此加強砌體結構，特別是新材料砌體結構的抗裂措施，已成為工程界、國家行政主管部門，以及房屋開發商共同關注的課題。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準(限值)，是一個宏觀的標準，即肉眼明顯可見的裂縫，砌體結構尚無這種標準。但對鋼筋混凝土結構的最大裂縫寬度限值主要是考慮結構的耐久性，如裂縫寬度對鋼筋腐蝕，以及外部構件在濕度和抗凍融方面的耐久性影響。我國到現在為止對外部構件(墻體)最危險的裂縫寬度尚未作過調查和評定。但根據德國資料，當裂縫寬度0.2mm時，對外部構件(墻體)的耐久性是沒有危險的。對砌體結構來說，墻體的裂縫寬度多大是無害呢?這是個比較復雜的問題，因為它還涉及到可接受的美學方面的問題，取決于觀察人的目的和觀察的距離。對鋼筋混凝土結構，裂縫寬度>0.3mm，通常在美學上是不能接受的，這個概念也可用于配筋砌體。而對無筋砌體似乎應比配筋砌體的裂縫寬度標準放寬些。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準。

3 防止墻體開裂的具體構造措施及建議

(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)在屋蓋上設置保溫層或隔熱層;

2)在屋蓋的適當部位設置控制縫，控制縫的間距不宜大于30m;

3)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;

4)建筑物溫度伸縮的間距除應滿足砌體結構設計規范!GBJ3-88第5.3.2條的規定外，宜在建筑物墻體的適當部位設置控制縫，控制縫的間距不宜大于30m。

(2)主要由墻體材料的干縮引起的裂縫的防止措施

設置控制縫控制縫設置位置:

1)在墻的高度突變處設置豎向控制縫;

2)在墻的厚度突變處設置豎向控制縫;

3)在不大于離相交墻或轉角墻允許接縫距離之半設置豎向控制縫;

4)在門、窗洞口的一側或兩側設置豎向控制縫;

5)豎向控制縫，對3層以下的房屋，應沿房屋墻體的全高設置，對大于3的房屋，可僅在建筑物12層和頂層墻體的上述位置設置;

6)控制縫在樓、屋蓋處可不貫通，但在該部位宜做成假縫，以控制可預料的裂縫;7)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。

控制縫的間距:1)對有規則洞口外墻不大于6m;2)對無洞墻體不大于8m及墻高的3倍;3)在轉角部位，控制縫至墻轉角的距離不大于4.5m。

設置灰縫鋼筋具體措施為:

1)在墻洞口上、下的第一道和第二道灰縫處，鋼筋伸入洞口每側長度不應小于600mm;

2)在樓蓋標高以上和屋蓋標高以下的第二或第三道灰縫處和靠近墻頂的部位;

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片，網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)灰縫鋼筋宜通長設置，當不便通長設置時，允許搭接，搭接長度不應小于300mm;

8)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;

9)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，外側不小于15mm，灰縫鋼筋宜進行防腐處理;

10)當利用灰縫鋼筋做砌體抗剪鋼筋時，其配筋量應按計算確定，其搭接和錨固長度尚不應小于70d和300mm;

11)不配筋的外葉墻應設控制縫，控制縫間距不宜大于6m;

12)設置灰縫鋼筋的房屋的控制縫間距不宜大于30m。

在建筑物墻體中設置配筋帶作法有:

1)在樓蓋處和屋蓋處;

2)在墻體的頂部;

3)在窗臺的下部;

4)配筋帶的間距不應大于2400mm，也不宜小于800mm;

5)配筋帶的鋼筋，對190mm厚墻，不應小于2ф12，對250～300mm厚墻不應小于2ф16，當配筋帶作為過梁時，其配筋應按計算確定；

6)配筋帶鋼筋宜通長設置，當不能通長設置時，允許搭接，搭接長度不應小于50d和60mm;

7)配筋帶鋼筋應彎入轉角墻約束區錨固，錨固水平段長度不應小于25d和300mm;

8)當配筋帶僅用于控制墻體裂縫時，宜在控制裂縫處斷開，當設計考慮需要通過控制縫時，宜在該處的配筋帶表面做成虛縫，以控制可預料的裂縫位置;

9)對地震設防裂度≥7度的地區，配筋帶的截面不應小于190mm×200mm，配筋不應小于410

10)設置配筋帶的房屋的控制縫的間距不宜大于30m;

11)可以用配筋帶來代替水平灰縫鋼筋。

總之，我們不僅要從概念、原則、體系上解決砌體結構裂縫問題，更要從工程實踐出發，理論與實踐相結合，不斷提高科技含量，以更快的推動我國砌體建筑的發展。

參考文獻

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[2]苑振芳.砌體結構的局部配筋對裂縫控制和伸縮縫間距影響的討論[J].工程建議標準化，1996，2