淺談建筑樓頂裂縫成因分析及預(yù)防措施

【摘 要】本文重點(diǎn)對(duì)住宅頂層墻體裂縫進(jìn)行了深入分析，總結(jié)出一些產(chǎn)生裂縫的原因以及減少裂縫的經(jīng)驗(yàn)，提出了控制裂縫的技術(shù)措施。

【關(guān)鍵詞】裂縫；成因；措施

1 裂縫的類(lèi)型和特征

1.1 溫度裂縫。

住宅房屋溫度裂縫主要產(chǎn)生于房屋頂層端部的兩個(gè)開(kāi)間，比較嚴(yán)重的次頂層上也會(huì)產(chǎn)生一定的裂縫。從墻體上看，縱墻體因長(zhǎng)度較長(zhǎng)，裂縫要比橫墻的多；墻上所開(kāi)洞口的面積越大，墻體產(chǎn)生的裂縫也越嚴(yán)重；從結(jié)構(gòu)體形來(lái)看，主體長(zhǎng)度越長(zhǎng)，頂層墻體的開(kāi)裂也越嚴(yán)重；結(jié)構(gòu)主動(dòng)體的剛度越小，頂層墻體開(kāi)裂也越大。

在頂層端部開(kāi)間的裂縫主要成八字，如果屋面采用預(yù)制多孔板時(shí)，在圈梁頂、預(yù)制板下往往會(huì)產(chǎn)生水平裂縫；而如果是現(xiàn)澆屋面，則在圈梁與砌體之間產(chǎn)生水平裂縫，在門(mén)窗洞口四角也會(huì)產(chǎn)生一些斜縫和垂直裂縫。情況嚴(yán)重的，甚至在混凝土構(gòu)造成柱頂部，也會(huì)產(chǎn)生水平裂縫和斜裂縫。

1.2 干縮裂縫。

燒結(jié)粘土磚，包括其它材料的燒結(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。但對(duì)這類(lèi)砌體在潮濕情況下會(huì)產(chǎn)生較大的濕脹，而且這種濕脹是不可逆的變形。對(duì)于砼砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體，隨著含水量的降低，材料會(huì)產(chǎn)生較大的干縮變形。如砼砌塊的干縮率為 0.3～0.45mm/m，它相當(dāng)于25～40℃的溫度變形，可見(jiàn)干縮變形的影響很大。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(huì)發(fā)生膨脹，脫水后材料會(huì)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(lèi)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。

2 住宅頂層墻體裂縫的成因分析

裂縫從類(lèi)型上可分為溫度裂縫和干縮裂縫，住宅頂層墻體裂縫

的產(chǎn)生可歸結(jié)為以下幾方面：

2.1 住宅頂層保溫體系面層存在設(shè)計(jì)缺陷

（1）外墻內(nèi)保溫構(gòu)造設(shè)計(jì)存在的缺陷。

（2）外墻外保溫構(gòu)造設(shè)計(jì)存在的不足。

（3）內(nèi)外保溫混合做法的缺陷。

2.2 鋼筋混凝土現(xiàn)澆屋面和磚砌體的線脹縮系數(shù)相差大

鋼筋混凝土現(xiàn)澆屋面和磚砌體的線膨脹系數(shù)分別為a1=10×10- 6/℃和 a2=5×10- 6/℃。因而，即使在相同溫度下，也會(huì)產(chǎn)生混凝土屋面相對(duì)于磚砌體的位移。由于磚砌體對(duì)混凝土現(xiàn)澆板梁位移的約束，在砌體內(nèi)部產(chǎn)生了剪應(yīng)力和拉應(yīng)力，因結(jié)構(gòu)端部的相對(duì)位移最大，故端部產(chǎn)生的剪應(yīng)力與拉應(yīng)力也最大，當(dāng)該剪應(yīng)力與拉應(yīng)力大于砌體材料的抗剪強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度時(shí)，就產(chǎn)生了上述的溫度裂縫。

2.3 砌體房屋的收縮變形

粘土砌體和混凝土砌體對(duì)含水率變化的反應(yīng)不同。粘土砌塊隨含水率的增加而膨脹。在含水率降低時(shí)磚不會(huì)收縮。即這種膨脹不會(huì)因?yàn)樵诖髿鉁囟戎凶兏啥湛s。磚中的含水量取決于原材料的種類(lèi)和燒制溫度范圍。當(dāng)磚從窯中取出時(shí)尺寸最小，然后隨著含水率的增加而膨脹。當(dāng)磚暴露在潮濕的空氣中它開(kāi)始膨脹，在開(kāi)始的幾個(gè)星期內(nèi)膨脹最大，膨脹會(huì)以很低的速率持續(xù)幾年，磚的長(zhǎng)期濕膨脹在0.0002和 0.0009之間。

混凝土砌塊是混凝土拌合物經(jīng)澆注、振搗、養(yǎng)生而成。混凝土在硬化過(guò)程中逐漸失水而干縮，砌干縮量因材料和成型質(zhì)量而異，并隨時(shí)間增長(zhǎng)而逐漸減小。在自然條件下，成型 28 天后，混凝土砌塊收縮趨于穩(wěn)定。混凝土砌塊在含水飽和后的第二干縮，穩(wěn)定時(shí)間比成型硬化過(guò)程的第一干縮時(shí)間要短，一般為15天左右。當(dāng)混凝土砌塊的收縮受到約束并且收縮引起的拉應(yīng)力超過(guò)了塊材的抗拉強(qiáng)度或塊材與砂漿之間的抗彎強(qiáng)度，會(huì)出現(xiàn)收縮裂縫。收縮裂縫不是結(jié)構(gòu)裂縫，但它們破壞了墻體外觀。

2.4 建筑物的設(shè)縫長(zhǎng)度過(guò)大

建筑物的長(zhǎng)度即伸縮縫、沉降縫或控制縫間距與溫度裂縫、干縮裂縫和沉降裂縫的產(chǎn)生有很大關(guān)系。

2.5 施工不當(dāng)

磚砌體的施工質(zhì)量欠佳也是墻體開(kāi)裂的一個(gè)重要因素，砌筑砂漿強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求、灰縫砂漿不飽滿(mǎn)、干磚上墻等都會(huì)導(dǎo)致墻體出現(xiàn)裂縫。

3 層墻體裂縫防治措施

3.1 增強(qiáng)屋面保溫層的保溫效果。

在屋頂隔熱層設(shè)計(jì)中，應(yīng)適當(dāng)加大隔熱層厚度，選擇隔熱性能好的隔熱材料，泡沫塑料-水泥砼屋面保溫隔熱層是綜合泡沫塑料優(yōu)良的絕熱性能及水泥砼牢固耐久性而設(shè)計(jì)的。克服了現(xiàn)單純水泥砼塊隔熱層夏季隔熱效果差，冬季熱流失大的缺陷，達(dá)到保溫隔熱效果好、受力均勻、牢固耐壓、光潔美觀、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。主要技術(shù)措施是利用泡沫塑料的絕熱性能，制成與各種需保溫隔熱的物相配套的泡沫塑料保溫隔熱塊、盒、套、管，用于建筑、生活領(lǐng)域，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)較高的住宅，還可采用雙層隔熱。

3.2 減小熱脹冷縮系數(shù)差異。

比較簡(jiǎn)便的方法是頂層不采用砌塊，而采用多孔磚或其它粘土磚，以此來(lái)減小墻體和屋頂材料的熱脹冷縮系數(shù)差異，提高抗剪能力。

3.3 縮短建筑物的設(shè)縫長(zhǎng)度。

在設(shè)計(jì)中盡可能縮短建筑物的設(shè)縫長(zhǎng)度，頂層墻體材料的選擇也不能按常規(guī)設(shè)計(jì)（如頂層墻體一般采用MU7.5磚砌體和M5混合砂漿砌筑）。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，筆者認(rèn)為在端部應(yīng)采用MU10磚砌體和M10混合砂漿砌筑，以提高砌體的抗剪、抗拉強(qiáng)度。對(duì)于結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度較長(zhǎng)，頂層墻體開(kāi)洞較大等其它不利因素較多時(shí)，還可在墻體內(nèi)每高500毫米設(shè)置 Фb4@60×60 的鋼筋網(wǎng)片。

3.4 屋面現(xiàn)澆混凝土的施工應(yīng)盡量避開(kāi)嚴(yán)寒和高溫季節(jié)。

屋面現(xiàn)澆混凝土的施工應(yīng)盡量避開(kāi)嚴(yán)寒和高溫季節(jié)，并應(yīng)嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行，防止磚混結(jié)構(gòu)圈梁和構(gòu)造柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)普遍偏低的通病。調(diào)查表明，建筑完工后，不住人與住人的住宅相比，不住人建筑更加容易產(chǎn)生裂縫。因此施工完成后，如不是馬上交付使用的話(huà)，最好在頂層每一戶(hù)型內(nèi)開(kāi)一扇窗子通風(fēng)，以減小溫度裂縫的產(chǎn)生。

3.5 防止墻體材料的干縮引起的開(kāi)裂。

控制砌筑時(shí)材料的含水量先讓材料干縮后砌墻。采用低強(qiáng)度砂漿和長(zhǎng)度小的磚塊可以避免磚塊的斷裂并將細(xì)小裂縫均勻分散到各個(gè)垂直的灰縫隙中避免變形和應(yīng)力集中累加出現(xiàn)大裂縫。面積較大的墻體采用在墻體內(nèi)增設(shè)構(gòu)造梁柱的構(gòu)造措施。正確掌握和控制各種砌塊使用時(shí)的含水率。砌體在生產(chǎn)儲(chǔ)存期、運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)堆放等均要防止被水浸濕雨季還應(yīng)做好對(duì)砌塊和砌體的遮蓋。

3.6 減少砼的收縮和干縮對(duì)屋面板的影響。

減少砼的收縮和干縮對(duì)屋面板的影響，施工中嚴(yán)格控制砼的水灰比和水泥用量，同時(shí)在屋面板中部設(shè)置了后澆帶，大大降低了由于現(xiàn)澆砼收縮和干縮產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，降低屋面現(xiàn)澆砼的收縮影響。

3.7 加強(qiáng)監(jiān)理力度。

墻體的施工過(guò)程是確保砌體強(qiáng)度和質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。研究表明，砌體砌筑時(shí)，砂漿的和易性、磚的含水率、水平灰縫的厚度、塊體的砌合方法以及施工的連續(xù)性都直接影響砌體的強(qiáng)度和質(zhì)量。要求監(jiān)理部門(mén)對(duì)施工過(guò)程加強(qiáng)監(jiān)理力度，材料強(qiáng)度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抽樣，杜絕虛假現(xiàn)象，對(duì)達(dá)不到要求的砌體堅(jiān)決拆除，對(duì)不符合施工規(guī)范要求的做法立即停工整頓。嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王安.構(gòu)筑物工程施工細(xì)節(jié)詳解[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.