砌塊建筑裂縫成因與預防措施分析

摘要：本文分析了混凝土砌塊建筑的特點和發生裂縫的主要成因，并針對這些主要問題提出了一些可行的預防措施。

關鍵詞：砌塊建筑；裂縫；預防措施

1 混凝土砌塊建筑的特點

混凝土小型砌塊建筑源于美國，我國的砌塊建筑最早出現在民國時期。但直到上世紀60年代后才開始普及到建筑施工中。如今砌塊建筑已經從早期的低層建筑擴展到了中高層和大開間結構，在配合使用配筋等措施，砌塊建筑已經成為一種新型的建筑類型?；炷列⌒推鰤K是這類型建筑的主要組成部分，可按不同的組成成分、不同的受力部位和不同的功能來進行劃分。由于氣候條件的不同，我國南方和北方所生產的砌塊在成分和孔洞的數量上也有所差異。

采用混凝土砌塊作為建筑材料能夠有效的節約能耗，在施工中也能夠減小砂漿的用量，且由于砌塊具有比較標準的幾何外形，因此在建筑施工中速度更快。在逐漸普遍的配筋砌塊建筑中，相比于鋼筋混凝土結構能夠明顯的節約材料用量，尤其是在鋼筋的使用量上優勢非常明顯，采用配筋砌體結構的建筑的配筋率約為鋼筋混凝土剪力墻的一半，因此結構也具有較好的延性，同時也增加了結構的變形和抗震能力。

2 混凝土砌塊結構裂縫產生機理

2.1 混凝土結構裂縫的基本類型

混凝土結構產生裂縫的類型可按成因、形狀、發展狀態等不同的指標來劃分。但從普遍適用性的角度看，混凝土結構的裂縫主要考慮的是收縮裂縫、溫度裂縫和沉陷裂縫三大類。在不考慮結構性裂縫時，收縮裂縫是混凝土結構裂縫的主要表現形式，具體可表現為塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫、干燥收縮裂縫、自身收縮裂縫、碳化收縮裂縫這幾個小的類別，其產生機理主要是由于混凝土結構所在環境的溫度和濕度的變化、混凝土在澆筑和成型過程中的物理化學變化?；炷两Y構溫度裂縫的產生則主要由于在澆筑時和結構運行過程中的溫度變化所致。而沉陷裂縫的主要成因是建筑建成后各部位的不均勻沉降，這類裂縫的產生和地基有關系

2.2 混凝土砌塊墻體的裂縫成因分析

混凝土砌塊本質上也屬于混凝土結構的一種，因此在分析混凝土砌塊產生裂縫的成因時，也應遵照混凝土結構裂縫基本的類型作為基礎來分別展開討論，但同時也有其特殊性。

在使用混凝土砌塊的建筑中，砌塊主要是用于墻體。因此本文在討論混凝土砌塊的裂縫問題時，主要以墻體作為研究對象。和普通混凝土結構一樣，混凝土砌塊墻體的裂縫類型和普通混凝土結構的裂縫形式類似，可分為溫度收縮裂縫、荷載破壞裂縫、干縮裂縫、沉降裂縫等主要形式，各種形式的裂縫主要表現形式和成因分別概括分析如下：○1溫度收縮裂縫從混凝土砌塊墻體溫度收縮裂縫表現形態來看，各種方向的裂縫都在實踐中發生過，其中斜裂縫較為常見。其主要原因在于混凝土砌塊墻體對溫度的變化敏感。從發生的部位來看，開裂經常發生在門窗、縱橫墻體以及樓梯間等部位；○2荷載破壞裂縫荷載破壞裂縫發生的部位主要是墻體支撐面上。產生這類裂縫的原因是墻體局部承受的集中荷載過大，在砌體內出現過大的橫向拉應力讓砌體出現裂縫，其表現形式一般為臺階狀。當墻體局部有孔洞時，局部荷載過大會形成局部的剪應力，從而形成斜向裂縫；○3干縮裂縫混凝土砌體墻發生干縮裂縫的主要成因是構成墻體的材料物理性質差異，具體表現為砌塊的收縮和砂漿的收縮幅度不一致，而砌塊自身的收縮又是主要因素。砌體收縮幅度和砌塊的含水率、砌體內水泥膠體物質以及混凝土的碳化作用都有關系。通常情況下，混凝土砌塊的集料越輕，其干縮幅度越大。在砌塊收縮時會在墻體內產生拉應力，當該拉應力大于砌塊間的砂漿粘結力或砌體本身的抗拉強度后即會發生開裂；○4溫度應力導致的墻體開裂由于混凝體砌塊為空心孔洞結構，對溫度變化敏感，在相同的溫度變幅下混凝土砌塊的溫度應變幅度要遠大于粘土實心磚，從而形成更大的溫度應力導致墻體開裂。對于混凝土砌體與其他建筑材料的復合結構的建筑，在結合部位由于日照等原因造成的溫差也會在局部形成較大的溫度應力，尤其是在混凝土預制板屋頂和砌體墻的結合部位，這類由溫度應力而導致的開裂容易發生，發生這類裂縫的根本原因在于混凝土預制板屋頂和砌體的線性變形系數的差異；○5局部荷載過大導致的裂縫發生這類裂縫的成因是砌體墻承載力不足，尤其是在墻體孔洞（如門、窗等）等截面發生變化的部位發生應力集中時更容易發生，從表現形式來看，梁柱構件在砌體墻上導致的裂縫多為臺階式開裂，而門、窗部位的開裂則多由剪應力引起，表現出斜向開裂的特征；○6其他因素導致的裂縫除了砌體建筑自身特點所導致的裂縫外，混凝土砌體的制作工藝缺陷、施工和設計中的不合理因素也是導致砌體建筑發生裂縫的成因。如在設計時對墻體保溫層的厚度設計較為隨意、地基沉降量估計不足等，都可能導致墻體產生縱向的裂縫。

3 對策探討

3.1 行業規范中的預防方法

在國家規范《砌體結構設計規范》中，對砌體建筑的所提出的預防裂縫的措施有兩大類：○1對于鋼筋混凝土屋頂的溫度變化和砌體的干縮變形引起的墻體開裂，規范中推薦采用的措施為：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這三類措施?！?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堅向裂縫，應在墻體中設置伸縮縫。

從規范中提出的預防裂縫措施來看，主要傾向于宏觀上的控制，對于細節方面卻沒有具體的推薦措施。從實際應用的角度看，細節問題往往是造成砌體建筑裂縫的重要因素。因此還應當探討其他措施來共同預防砌體建筑的開裂問題。

3.2 保障砌體質量

在制作混凝土砌體時應嚴格遵照《砌筑砂漿配合比設計規程》來進行操作，尤其是應使用相同規格的水泥來制度混凝土砌體，保障砌體的強度均勻。在施工現場還應對廠家生產的的混凝土砌體進行質量抽檢，在質量合格的情況下才使用砌體作為建筑材料，保證不在建材方面發生質量問題。這也是預防砌體建筑裂縫的基礎性環節，必須予以重視。

3.3 設置必要的伸縮縫

由于混凝土結構抗拉能力很弱，為了避免混凝土收縮所造成的裂縫的有效方法是設置伸縮縫。設置伸縮縫的一般原則為：○1在墻體高度和厚度等幾何尺寸發生突變的部位設置伸縮縫；○2為避免出現門、窗處因剪應力造成的裂縫，應在一側或兩側設置縱向的伸縮縫；○3對于不同高度的砌體建筑采用不同的縱向伸縮縫布置；○4伸縮縫之間的距離應遵守國家相關規范。

3.4 預防頂層墻體溫度變化裂縫的措施

混凝土屋頂在使用中由于長時間經受日曬，容易發生因溫度變化而導致的裂縫。因此首先應控制屋頂的形式，以坡屋頂為宜。和屋頂相連的頂層墻體門窗可配置插筋混凝土芯柱，通過鋼筋錨固于上下圈梁中，還可在頂層窗臺下布置水平鋼筋，這種處理方法可有效的避免門窗處的裂縫產生。為了進一步加強墻體的強度，還可通過提高砌體和砂漿等級，輔之以鋼筋點焊網片的方式，強化頂層墻體的抗裂強度。

3.5 底層裂縫的預防方法

底層墻體門窗附近也是容易產生裂縫的部位，預防措施和頂層墻體類似，可于門窗孔洞兩側布置鋼筋，在灰縫中布置細螺紋鋼筋網片，并埋置于砂漿中。

3.7 設置墻體配筋帶

在墻體中設置配筋帶可加強墻體的抗拉能力，布置部位一般為樓蓋、墻體頂部、窗臺底部等容易產生裂縫的部位。配筋帶的間距不宜過大，一般在0.8-2.4m，并應將配筋帶鋼筋進行有效的錨固，通常將其彎曲后錨固于墻角位置。

參考文獻

[1]《混凝土小型空心砌塊》(GB8239-87)

[2]《砌體工程施工質量驗收規范》(GB50203-2002)

[3]劉文，黃承逵.混凝土現澆樓蓋裂縫的成因和控制[J].混凝土，2002年第5期