淺談北方地區砌體填充墻裂縫產生的原因及防治

喬 飛

（山西八建集團有限公司，山西 太原 030027）

隨著行業的發展，越來越多的高層住宅成為了時代建筑的主流，作者在山西省太原市調研了三個交房兩年內的高層住宅小區，走訪將近2000戶高層住宅，發現有一個共性問題，那就是填充墻的開裂問題非常嚴重，有將近1200戶反映了填充墻裂縫出現，嚴重的甚至拉裂了墻面裝飾磚。

1 裂縫產生的原因分析

1.1 裂縫形式

根據調研結果匯總，裂縫形式有多樣性特點，其中只出現豎向裂縫的占60%，豎向裂縫和水平裂縫同時出現有35%，角部出現裂縫的占2%，豎向、水平、角部同時出現裂縫的占2%。

1.2 出現裂縫的填充墻特點

根據匯總，出現裂縫的填充墻多為三面圍砌的衛生間，墻體厚度為100mm，砌體容重600kg/m3，抗壓強度3MPa，未收集到抗拉、抗剪指標。依據 《砌體結構設計規范》GB50003--2011，對應于M5混合砂漿，此類砌體的抗剪強度可取為0.06MPa，線膨脹系數10-6/℃，收縮率為 -0.3mm/m。工程采取了填充墻與主體結構不脫開的構造措施，并符合 《砌體結構設計規范》GB50003--20116.3.4條第2款全部措施。

1.3 原因分析

1）首先考慮溫度變化引起的變形，依據前一條參數及北方冬季未采暖時的最大溫差，可取△t=30- （-10） =40℃。40×10×10-6=4×10-4mm/m，即每米的變形只有0.4mm，遠遠達不到實際裂縫的狀態。

2）其次考慮砂漿收縮引起的拉力，應包括失水引起的體積變化和水泥硬化引起的收縮，M5砂漿配合比一般為水∶水泥∶砂=1∶1∶6，體積比對于1m3砂漿 （未完全失水時）的原材料用量，大約為水泥260kg--砂1.1m3--水0.3m3。考慮到水泥與砂攪拌后填充孔隙且有夯實效應，故多體積原料拌合成個體積成品是符合常理的，作者查閱資料，同濟大學馬一平教授對砂漿收縮曾進行專業研究，認為施工自拌類水泥砂漿的收縮率應在5%左右，今按照5%來計算，填充墻灰縫寬度以mm計算，塊體長度以300mm計算，則每塊砌體要求至少有1mm的可變形量，才能保證砌體不被拉裂，對于2m長的墻體應有6塊砌體，5道灰縫，兩抱框，砂漿總的收縮量應為2.5mm，考慮到砌塊有一定的彈性變形，最終體現出的裂縫會在1.5mm左右，且多條平行裂縫共同分擔此寬度，這與實際統計到的豎向裂縫是相符的。3）水平裂縫和豎向裂縫同時出現，湖南大學砌體構件雙向偏心受壓實驗表明，當eb＞0.3b和eh＞0.3h時，隨著荷載的增加，砌體內水平裂縫和豎向裂縫幾乎同時產生，甚至水平裂縫較豎向裂縫出現較早，我們可以認為平面外彎矩產生水平裂縫，平面內彎矩產生豎向裂縫。現我們針對此荷載來分析填充墻引起的偏心情況。

以 100mm×1000mm×3000mm 的填充墻為代表，1500mm處為計算點：

N1表示墻體自重。N1=600×10×0.1×1×1.5=900N；

N2表示瓷磚自重。N2=2000×10×0.01×3=600N；

M表示在1500mm處產生的彎矩，M=N2×100÷2=600×50=30000N·mm；

eb=M/N1+N2=30000/600+900=20mm；

0.3b=0.3×100=30mm；

eb＜0.3b.

由上式可知，理論偏心情況沒有達到限值，但考慮到墻體兩邊的拉結作用及業主自供瓷磚的容重的不確定性，會有部分業主住宅內填充墻出現N1偏小，N2偏大的情況，這樣總會有eb＞0.3b的情況出現，這也與實際水平裂縫的統計數據相符，由此可以判斷水平裂縫的產生原因為單向偏心產生的。4）斜角裂縫的產生屬于抗剪能力弱的問題，業主入住后，樓梯又有一部分加載，輕微變形量作用下，較弱砌體在角部有剪壓作用，這部分情況很少，故不再深入研究。

2 防治措施

由原因分析可知，裂縫的產生和砂漿、容重關系較大，與砌體抗剪強度低也有一定關系，針對此我們采取以下措施：

1）采用預拌砂漿。及工業成品砂漿代替現場自拌砂漿，從預拌砂漿廠家提供的數據，砂漿收縮率可控制在1%以下，優秀品種可控制在0.15%以下。2）砌體容重控制在800kg/m3，此時 eb=M/N1+N2=30000/800+900=17mm，偏心影響富余量加大，同時力學指標也有所提高，預防水平裂縫和豎直裂縫的產生。

3 改進與展望

裝配式建筑作為國家大力推進的一個建筑發展方向，裝配率是我們現在常談的一個名詞，而裝配式衛生間的推廣和使用一方面能成為裝配率提高的措施，又能節約用功成本，同時也從根本上避免了傳統砌體墻的裂縫。

此外，預制輕質墻體，以及整體式門窗，也是減少砌體填充墻的一大措施，只需解決連接處的強度、水密性、氣密性及熱工性能，我們完全可以在節約成本的同時，解決施工產生的一大塊問題，這些都是我們努力的方向，愿廣大同仁共同努力，為建筑業的發展貢獻自己的一份力量。