淺析高層建筑砌體結構裂縫成因及防治

【摘 要】簡述了建筑砌體、結構裂縫產生的原因，提出了從構造、材料、設計、施工、管理方面等系統考慮，減少裂縫的措施。

【關鍵詞】砌體；裂縫；原因；系統考慮；應對措施

1 砌體裂縫概述

高層建筑中大量采用砌體填充墻，常見填充墻體裂紋有外墻頂層至下的漸變裂紋；加氣混凝土砌塊墻非灰縫處貫通開裂(多見于寫字樓工程)；填充墻斜頂磚砌筑部位和梁下板上等常見部位的裂縫。引起砌體開裂的因素有沉降、溫度、干縮、設計、施工質量、材料因素等。砌塊材料隨著含水量的降低，會產生干縮率為0.3～0.45mm/m的干縮變形。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。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。

2 砌體溫差變形裂縫

溫差變形裂縫常見于縱向較長建筑物頂層兩端內外縱墻上的斜裂縫，嚴重者會發展至房屋兩端1/3縱長范圍內，并由頂層向下發展。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。根據王鐵夢《建筑物的裂縫控制》一書中提出的計算理論和公式，可計算出砌體中的主拉應力。設砂漿強度M5.0、磚強度Mu7.5時，則其沿灰縫截面破壞時的軸心抗拉、抗剪強度設計值僅為0.14MPa和0.12MPa，而沿齒縫通縫的彎曲抗拉強度僅為0.25MPa和0.12MPa，則溫差引起的砌體主拉應力大于砌體本身抵抗力的50%～300%不等。又加上房屋兩端為“自由端”，水平約束力小，上部砌體垂直壓力較小，當屋面向兩端熱脹時，致使下部砌體出現正“八”字縫。

其防治的主要方法：一是減緩消除熱脹冷縮動力源，如設隔熱層、變形縫；二是應采取結構措施，在邊跨增加結構柱，減小柱距梁跨(使其不大于3米)，從而減小邊梁因上下溫差而產生的變形，減少墻體水平裂縫的出現，將填充墻兩側拉結筋拉通，成為配筋砌體，以改善兩種材料因變形差異而出現裂縫； 三是提高抹灰的抗裂能力。例如按照廣東省新規范對外墻墻面應滿掛鋼絲網，再進行抹灰，鋼絲網與框架梁柱要可靠拉結，使墻體與框架結構形成整體，共同變形能力增強，從而減少裂縫。

同理，溫差裂縫尚有板面結構與其下相應砌體之間的水平縫，包角水平縫，沿窗上下角水平縫，出現在靠近外縱墻的橫墻上的內高外低斜裂縫等。裂縫表現為：上幾層多于下幾層，輕微者僅在靠外墻端約0.5～1.0m位置上，有1～2條縫而已，嚴重者可達橫墻1/3跨度及各層都有，各層均設混凝土梁和縱橫墻交角設混凝土柱的房屋，裂縫成因為：由于外墻柱及橫墻 (包括填充墻)上下梁均為混凝土結構，其線膨脹系數大于磚砌體近一倍，再加上溫差效應，裂縫就出現了。與此同理出現的尚有如窗角“八”字縫以及沿窗上下腳的水平縫等。防治這類縫的有效措施是加設混凝土窗臺套，它不僅可以防裂縫，還可有效防止窗周滲水。

3 砌體材質因素

高層建筑砌體結構裂縫，除存在豎縫砂漿不飽滿以及構造要求未達到所形成的裂縫外，還常見在較長墻段中及外墻窗臺下的豎斜裂縫。此類裂縫中以加氣混凝土砌塊墻體開裂所占比例最高，具體表現為柱側以及墻體中部豎向或八字形裂縫。

物理成因有兩方面：一是砌體材料收縮量大，輕骨料砌體的干縮變形更大，幾年后材料才能停止干縮；二是墻體與混凝土框架結構，因溫度線膨脹系數不同而存在溫度變形差。水泥制品收縮期較長，一般到3年齡期，干縮才會基本完成；加氣混凝土砌塊氣孔發達，毛細作用強，受空氣濕度影響大。

實際施工中還有下述原因：

3.1 由于水泥砌塊在28天齡期內收縮量很大，因此規范規定，施工時的砌塊產品齡期不應小于28天。而許多廠家忽視此項規定。生產緊張時，砌塊往往提前出廠，而施工現場缺乏檢測手段，在施工場地狹窄的情況下，基本是進多少用多少，直接造成墻體砌筑后收縮量大的問題。

3.2 施工時，忽視砌塊含水率的問題，造成砌筑完成后失水，加大收縮量。

3.3 由于使用水泥砂漿的要求，無法避免濕作業環境。

3.4 當墻面抹灰時，砌體本身的裂縫往往已存在或正在發展，當抹灰砂漿干燥收縮時，又加大了砌體的裂縫。

針對加氣砌塊自身特點，以及對施工環境的特殊要求，施工階段可考慮如下措施：

3.4.1 簽訂合同時，要求供應商保證齡期，并加強對進場砌塊的檢測。

3.4.2 砌塊進場后，盡快運入已放好線的施工樓層，分散堆放至砌筑位置，并應事先做好防水措施，保證主體結構養護用水，以及雨水不流入樓層。為盡量增加砌塊齡期，宜間隔一周后再進行砌筑，并且應采用電熱法測定砌塊含水率。當含水率低于15%時，方允許施工。

3.4.3 在砌筑前，不應再提前澆水濕潤，以避免因澆水不均勻造成砌塊含水量增大。可采取在砌筑時，鋪砂漿前，在砌筑面上適量澆水的作法。

3.4.4 加強圈梁、構造柱的設置，墻長超過3米應設構造柱，墻高超過2米，應設圈梁。墻長及層高較大且有門洞時，構造柱的設置應首先保證洞口兩側，以避免洞口角部收縮裂縫。當主體結構未留鋼筋，或位置偏差時，必須采用植筋。

3.4.5 由于易受空氣濕度影響，以及與框架結構存在變形差，宜將墻體兩側拉結筋拉通，提高抗裂能力。

3.4.6 嚴格按照操作規程施工，保證砂漿強度，以及灰縫飽滿(尤其是豎縫)。砌筑完成后，要堅持灑水養護，以減少砂漿的干燥收縮。

3.4.7 墻體抹灰前，必須保證墻體完成28天以上，并認真檢查墻體有無裂縫，或采取措施修補或加釘網片。對于切槽后預埋管線部位，需用干硬性細石混凝土將槽填塞密實，并加釘鋼絲網。鋼板網釘牢后，在釘網處宜用1∶1水泥砂漿抹5毫米厚，覆蓋網體，增大網體與墻面粘結能力。

4 構造因素

設計中對砌體結構僅作強度計算，構造措施主要引用標準圖集，未特別提出防裂要求和措施。針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采取設置保溫層或隔熱層；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。二是為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，應在墻體中設置伸縮縫。從規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系。

防止溫度變形和砌體的干縮變形引起的墻體裂縫：一是在較長的墻上設置控制縫(變形縫)，二是在砌體中根據材料的干縮性能，配置一定數量的抗裂鋼筋，其配筋率從0.03%～0.2%，或將砌體設計成配筋砌體，既抗裂，又能保證砌體具有一定的延性。《廣東省住宅工程質量通病防治技術措施二十條》中對此也補充了一些有益措施如1.3條：當外墻設置通長窗時，窗下應設鋼筋混凝土壓頂，壓頂下應設置抗裂柱，間距不大于3m，抗裂柱內配不小于4ф12縱筋及ф6@200箍筋；壓頂和抗裂柱縱筋搭接、錨固長度不小于500mm。

6 結語

引起砌體結構開裂原因還有很多，如砼構件變形導致的砌體裂縫；砌體本身承載力不足時在下部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。防治砌體結構開裂，要有系統觀念，除了應嚴格按照規范施工，抓好施工管理，同時要從設計、施工階段，針對結構、材料特點，采取相應的構造措施。