淺談砌體結(jié)構(gòu)幾種常見(jiàn)的裂縫成因及預(yù)防措施

朱根成

（陜西龍達(dá)建安有限責(zé)任公司，陜西 渭南 715400）

綜述

從固體力學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，裂縫是材料中的某種不連續(xù)現(xiàn)象，任何建筑材料即使在承載之前其內(nèi)部都不可避免地存在微觀裂縫，這種微裂縫起初的分布不均勻、非貫穿，在各種廣義荷載的作用下，裂縫產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而形成宏觀裂縫直到影響穩(wěn)定。砌體結(jié)構(gòu)裂縫的成因十分復(fù)雜，從裂縫形成、擴(kuò)展直到連通，其間要受到許多因素影響，包括建筑材料的物理性能，施工過(guò)程中的養(yǎng)護(hù)措施，環(huán)境溫度、濕度的影響，鋼筋的配置，防水和保溫隔熱做法等。

本文著重對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的幾種常見(jiàn)裂縫—溫度裂縫、地基不均勻沉降裂縫、干縮裂縫和荷載裂縫的成因、預(yù)防和控制措施進(jìn)行分析和總結(jié)。

1 縫的成因分析

1.1 溫度裂縫的成因分析

結(jié)構(gòu)做為一個(gè)整體，屋蓋、樓板與砌體之間互相約束，當(dāng)外界溫度變化時(shí)，相互間溫度變形不協(xié)調(diào)，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)溫度應(yīng)力超過(guò)砌體抗拉或抗剪強(qiáng)度極限值時(shí)，砌體將產(chǎn)生溫度裂縫。以下原因會(huì)造成溫度裂縫：一是盲目提高砌塊的強(qiáng)度等級(jí)，或砌筑砂漿強(qiáng)度等級(jí)過(guò)低，從而造成裂縫出現(xiàn)。二是屋面和外墻保溫效果對(duì)于墻體的溫度應(yīng)力有著較為明顯的影響。屋面、外墻保溫效果好，可使其板面上下、砌體內(nèi)外的溫差降低。而若無(wú)保溫，將導(dǎo)致溫差比較大。因?yàn)殇摻罨炷恋臏囟染€膨脹系數(shù)與砌體溫度線膨脹系數(shù)不同，當(dāng)溫度變化時(shí)，混凝土與砌體的變形不同步，即在墻體產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力的大小與溫度的變化成正比。當(dāng)作用于墻體內(nèi)的溫度應(yīng)力超過(guò)構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度或抗剪強(qiáng)度極限值時(shí)，將出現(xiàn)裂縫。三是砌體與混凝土交接處存在較大的約束條件，當(dāng)溫度變化時(shí)，這種約束應(yīng)力大于砌體內(nèi)的主拉應(yīng)力，因此會(huì)在砌體相對(duì)薄弱處產(chǎn)生45°裂縫。

1.2 地基不均勻沉降裂縫成因分析

一般建筑來(lái)講，上部結(jié)構(gòu)具有一定的剛度，因勘察、設(shè)計(jì)等原因，上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件傳至基礎(chǔ)的荷載引起地基土變形和下沉的差異，即造成地基的不均勻沉降，但又受到上部結(jié)構(gòu)抗彎剛度的限制而有所調(diào)整。與此同時(shí)，對(duì)上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的附加應(yīng)力，且往往由于產(chǎn)生的附加應(yīng)力過(guò)大超過(guò)砌體抗拉或抗剪極限變形值時(shí)，砌體將產(chǎn)生裂縫。以下原因會(huì)造成沉降裂縫的形成：一是水平裂縫多伴隨著斜裂縫的產(chǎn)生。當(dāng)局部的沉降差異懸殊，在引起斜裂縫的同時(shí)，由于斜裂縫上部墻體受到阻力，下部墻體有自重下墜作用，產(chǎn)生垂直方向的沉降，使墻體受到較大的水平剪力和垂直方向的拉應(yīng)力，同時(shí)形成水平裂縫。二是內(nèi)橫墻、山墻多為承重墻，承受的荷載大，而且跨度大。當(dāng)其下地基產(chǎn)生不均勻沉降時(shí)，導(dǎo)致墻體內(nèi)產(chǎn)生了垂直方向的剪應(yīng)力和拉應(yīng)力，當(dāng)基礎(chǔ)的剛度不足以抵抗此差異沉降時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生垂直裂縫。

1.3 干縮裂縫的成因分析

砌體結(jié)構(gòu)的干縮裂縫大多數(shù)與墻體材料的收縮性能和結(jié)構(gòu)約束條件有關(guān)。通常砌體收縮值和結(jié)構(gòu)約束小的砌體，一般不易產(chǎn)生干縮裂縫，如燒結(jié)黏土制品的砌體，收縮值較小，平均為-0.1mm/m，故當(dāng)結(jié)構(gòu)平立面比較規(guī)整、施工質(zhì)量滿(mǎn)足規(guī)范要求時(shí)，砌體結(jié)構(gòu)一般不出現(xiàn)裂縫，若抹灰質(zhì)量不佳或砂子含泥量超標(biāo)以及砂漿稠度過(guò)大等，則干縮裂縫主要發(fā)生在抹灰層內(nèi)。但對(duì)于蒸壓灰砂磚砌體、蒸壓粉煤灰磚砌體、普通混凝土砌塊砌體、輕骨料混凝土砌塊和加氣混凝土砌塊砌體，由于其收縮值平均在-0.2～0.5mm/m之間，因此上述砌體在施工時(shí)，當(dāng)塊體含水量控制不嚴(yán)或砌筑質(zhì)量不佳時(shí)，易沿砌筑砂漿灰縫處產(chǎn)生干縮裂縫。

1.4 縫的成因分析

荷載裂縫多出現(xiàn)在軸心或小偏心受壓的磚垛或磚柱上，有時(shí)也出現(xiàn)在截面較小的承重窗間墻上，且多呈豎向裂縫，有時(shí)呈棗核形，嚴(yán)重處磚塊斷裂，砌體出現(xiàn)剝落現(xiàn)象。砌體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生受力裂縫的主要原因是在外部荷載的作用下，砌體已達(dá)到或超過(guò)其承載能力的極限值。導(dǎo)致上述裂縫通常是由于設(shè)計(jì)不周、截面過(guò)??；功能改變導(dǎo)致超載；磚、砌塊或砌筑砂漿強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求；砌筑質(zhì)量低劣等因素造成的。

2 裂縫的預(yù)防措施

2.1 溫度裂縫的預(yù)防措施

砌體結(jié)構(gòu)溫度裂縫產(chǎn)生的原因是非常復(fù)雜的，從根本上杜絕溫度裂縫的發(fā)生較為困難且造成工程上的浪費(fèi)，但從設(shè)計(jì)和施工方面采取一些措施是可以在很大程度上預(yù)防和減輕溫度裂縫。適當(dāng)提高圈梁的厚度和配筋。適當(dāng)提高墻體的抗剪和抗拉強(qiáng)度，但同時(shí)也要注意砌塊與砂漿強(qiáng)度等級(jí)要相互匹配。配筋壓帶和拉結(jié)筋的設(shè)置應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范執(zhí)行。控制內(nèi)、外縱墻的開(kāi)洞率，橫、縱墻的局部尺寸應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

2.2 地基不均勻沉降裂縫的預(yù)防措施

2.2.1 建筑措施：建筑物的體型應(yīng)力求簡(jiǎn)單。在滿(mǎn)足使用和其他要求的前提下，應(yīng)采用較小的長(zhǎng)高比。建筑物長(zhǎng)度宜控制在50m以?xún)?nèi)，若超出50m應(yīng)按規(guī)范設(shè)置沉降縫。同一結(jié)構(gòu)單元不宜部分采用天然地基，部分采用樁基。

2.2.2 結(jié)構(gòu)措施：通過(guò)采取設(shè)置地下室或半地下室、按沉降控制的要求選擇和調(diào)整基礎(chǔ)底面積、采用梁板式基礎(chǔ)擴(kuò)大基礎(chǔ)支撐面積等措施來(lái)減小或調(diào)整不均勻沉降對(duì)建筑產(chǎn)生的附加應(yīng)力。冬期施工時(shí)，如要回填土方，入冬前應(yīng)對(duì)場(chǎng)地采取相應(yīng)的防護(hù)措施，嚴(yán)禁將凍土、凍塊填入基坑內(nèi)，以避免來(lái)年化凍后地基出現(xiàn)大面積沉陷。

3 干縮裂縫的預(yù)防措施

應(yīng)嚴(yán)格控制砌塊生產(chǎn)齡期不少于28d，有條件的應(yīng)延長(zhǎng)至2個(gè)月。砌塊在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有集中存放地點(diǎn)。

外墻內(nèi)側(cè)設(shè)有暗線時(shí)，應(yīng)使用同種材料帶縱槽的異型輔助砌塊，止在外墻砌好后鑿槽鑿孔。在門(mén)窗洞口收縮應(yīng)力集中的部位，采用增設(shè)鋼筋或鋼絲網(wǎng)來(lái)分散收縮應(yīng)力。在進(jìn)行框架填充墻施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)規(guī)定，設(shè)置墻柱拉結(jié)筋，并確保與柱交接處的砂漿飽滿(mǎn)、密實(shí)。

4 預(yù)防和減少荷載裂縫措施

支承在砌體結(jié)構(gòu)上跨度大于4.8m的混凝土梁，不得直接擱置在混凝土構(gòu)造柱上。砌完基礎(chǔ)后，應(yīng)及時(shí)雙側(cè)回填，單側(cè)回填土應(yīng)在砌體達(dá)到側(cè)向承載力后進(jìn)行。合理設(shè)置腳手眼。嚴(yán)禁無(wú)可靠措施的內(nèi)外墻分砌施工。

[1]何星華，高小旺. 建筑工程裂縫防治指南.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005.

[2]砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范.GB50203-2002.

[3]砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)程.DBJ01-81-2004.