砌体结构是建筑工程中应用最为广泛的一种结构形式。随着墙体材料的改革,各种砌块作为粘土烧结砖的代替材料也逐步应用于建筑工程中。砌块虽然具有生产不用土,能耗低,自重轻,施工速度快等优点,但砌块砌体的“抗开裂,抗渗漏”和二次装修问题仍然是砌块砌体结构的难题,也在很大程度上制约了砌块在建筑工程中的广泛应用。随着住房商品化的发展,人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高,对建筑物墙体裂缝控制的要求更为严格,建筑物的裂缝和由于裂缝引起的外墙渗漏已成为广大业主评价建筑工程质量的一个非常直观、敏感和首要的检验标准,同时也是业主投诉开发商的重要依据。因此加强砌体结构,特别是加强新材料砌体的抗裂措施,已成为建筑工程质量管理部门,以及房产开发商共同关注的课题。
产生砌体结构裂缝的原因有很多,最主要的有以下几种裂缝形式:
地基的不均匀沉降使墙体在挠曲作用下产生剪切导致主拉应力过大而产生开裂。主要出现在房屋的底层,表现为房屋端部处纵墙窗角和内纵墙上的斜裂缝,严重的发展到二、三层,底层最宽,逐层减小,特别严重的是穿窗角或在内纵墙上斜穿一层。
砌体结构的主要特点是抗压强度高而抗剪强度低,在有较大的集中荷载作用下或荷载变化处,砌体内部会产生较大的剪拉应力。最为明显的是出现在孔洞的底角斜裂缝、底层窗台下墙体的阶梯缝、斜裂缝,也有竖直缝,承重梁下部的裂缝。
温度的变化会引起材料的热胀冷缩,在约束条件下,如果温度的变化引起温度应力较大时,墙体就会产生温度裂缝。最常见的裂缝出现在顶层砌体的门、窗洞口及楼梯间圈梁、楼板错层处或高低层连接处、框架填充墙或柱间墙交接处等部位。在夏季,由于建筑物受太阳的直射,屋顶表面温度比屋面下墙体的温度高出20~30℃,混凝土砌块砌体的线膨胀系数为10×10-6/℃,烧结粘土砖砌体的线膨胀系数为5×10-6/℃,因此可见,混凝砌块砌体的线膨胀系数为砖砌体膨胀系数的两倍。而混凝土砌块砌体的收缩率为-0.2mm/m,砖砌体的收缩率为-0.1mm/m,所以在温度变化较大时将导致构件中产生温度应力,这种由温差所产生的应力可达0.25~04MPa,根据GB50003-2001《砌体结构设计规范》,烧结普通砖砌体的抗剪强度标准值为0.19~0.27MPa,而普通混凝土砌块墙体的抗剪强度标准值仅为0.10~0.15MPa,因此温差应力形成的屋盖推力,产生的剪力、拉应力如果超过了墙体的抗拉、抗剪强度时就会产生开裂。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬、夏周期之后才会逐渐稳定,不再继续发展,裂缝的宽度随着温度的变化而略有变化。
烧结粘土砖,包括其他材料的烧结制品,其干缩变形很小,且变形完成也比较快。而对于砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形。如混凝土砌块的干缩率为0.3~0.45mm/m,它相当于25~40℃的温度变形,可见干缩变形的影响很大。由于干缩变形的特征是早期发展比较快,但过程较长。所以如砌块出窑后放置28d能完成50%左右的干缩变形,以后会逐步变慢,几年后材料才会停止干缩。但是干缩的材料受湿后仍然会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形,但其干缩率有所减小。这种干缩在一个相当长的时期内延续,使整个砌体处于徐变状态中。这类干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝程度也比较严重。如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝;在建筑物底部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖裂缝;在屋顶圈梁下出现的水平裂缝和水平包角裂缝;在大板墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝,另外不同材料和构件的变形差异也会导致墙体开裂。
对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝,而对非烧结类砌体,如砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,也同样存在温度和干缩共同作用下产生的裂缝,其在建筑墙体上的分布一般认为是这两种裂缝的组合,或因具体条件不同而呈现出不同的裂缝现象,而其裂缝的后果往往单一因素更严重。另外设计上的疏忽、无针对性防裂措施、材料质量不合格、砌筑时砂浆饱满度不够、违反设计施工规程、砂浆砌块本身的强度达不到设计要求,以及缺乏施工经验也是造成墙体裂缝的原因之一。如没有针对混凝土砌块、灰砂砖等新型材料的特殊性,采用适当的砌筑砂浆、注芯材料和相应的构造措施,仍然沿用粘土砖使用的砂浆和相应的抗裂措施,这样势必造成了墙体出现较为严重的裂缝。上述的裂缝形式,是我们采取防裂措施的重点。
长期以来,人们一直在寻求解决砌体结构裂缝的实用方法,并根据裂缝的性质特征及影响因素有针对性的提出了一些预防和控制裂缝的措施,但砌体结构裂缝仍然很严重。一直以来人们对砌体结构产生的各种裂缝习以为常,设计者一般认为多层砌体房屋比较简单,在强度方面作必要的计算后,针对构造措施,绝大部分引用国家标准或标准图集,很少单独提出有关防裂要求和措施。而国家原有标准的抗裂措施主要有两条:一是针对钢筋混凝土屋盖的温度变化和砌体的干缩变形引起的墙体开裂,采用设置保温隔热层;采用有檩屋盖或瓦材屋盖;控制硅酸盐砖和砌块从出厂到砌筑的时间和防止雨淋。此措施未考虑我国幅员辽阔、不同地区的气候、温度、湿度的巨大差异和相同措施的适应性。二是防止房屋在正常使用条件下,由温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝,应在墙体中设置伸缩缝。温度伸缩缝的最大间距主要取决于屋盖或楼盖的类别和有无保温隔热层,而与砌体的种类、材料和收缩性能无直接关系。可见伸缩缝的主要作用是防止因建筑物长度过长在结构中出现的竖向裂缝,它一般不能防止由于钢筋混凝土屋盖的温度变形和砌体的干缩变形引起的裂缝。由此可见,原《砌体结构设计规范》的抗裂措施,如温度区段值,主要是针对干缩性小、块体小的粘土砖砌体结构而言的,而对于干缩性大、块体尺寸比粘土砖大得多的混凝土砌块砌体房屋来说,基本是不适用的。因此,新的《砌体结构设计规范》较大的加强了砌体结构房屋的抗裂措施,列出了国内外一些比较成熟的措施和做法。其防止墙体开裂的具体构造措施现归纳为以下几种:
①屋盖上应设置保温隔热层;
②屋面保温隔热层或屋面刚性防水层及砂浆找平层应设置分隔缝(分隔缝内填以柔性防水材料)。其间距不宜大于6m,缝宽不小于30mm,并与女儿墙及其他突出屋面的构件隔开;
③顶层墙体有门窗洞口时,在过梁上的水平灰缝及窗台下第一和第二道水平灰缝内设置2Φ6钢筋,并伸入洞口两端墙体内不小于600mm;
④在不影响房屋整体刚度的情况下,可在房屋端部或变形缝两侧开间的屋面板与墙体圈梁的接触面处设置水平滑动层,滑动层可采用两层油毡夹滑石粉或橡胶片等,对于长纵墙可在其两端2~3个开间内设置,对于横墙可在其两端横墙长度各L/4范围内设置(L为横墙长度);
⑤屋顶挑梁伸入墙体部分的长度宜适当加长,且挑梁根部应与圈梁连成整体;
⑥顶层屋面板下设置现浇钢筋混凝土圈梁,并沿内外墙拉通、房屋两端圈梁下的墙体内适当设置水平钢筋,并适当增设构造柱;
⑦顶层及女儿墙砌筑砂浆的强度等级适当提高,女儿墙应设置构造短柱,其间距不宜大于3m,构造柱应伸至女儿墙顶,并与女儿墙钢筋混凝土压顶整体浇捣;
①凝土砌块应在达到设计强度等级并在龄期一个月后方可使用。砌筑前不应洒水淋湿,对于已砌好的墙体,最好能覆盖塑料布防雨,被淋湿处,应拆除最上个皮砖,方可继续砌筑;
②砌块严格对孔错缝砌筑,采用专用砂浆,切实保证砌筑砂浆的饱满度,特别是竖缝,使其饱满度不低于90%;
③当混凝土砌块或其他非烧结砖实体墙长度大于5m时,在每层墙高度中部设置2~3道3Φ6通长水平钢筋,竖向间距为500mm;
④砌块砌体在墙高度或厚度突然变化处,在门、窗洞口的一侧或两侧,宜设置竖向控制缝,具体构造应进行专门设计;
⑤砌块墙体转角处和纵横墙交接处沿竖向每隔500mm设拉结筋,其数量为每120mm墙厚不少于1Φ6钢筋,埋入长度每边不小于600mm;
⑥框架或柱沿竖向每隔500mm设拉结筋,其数量为每120mm墙厚不少于1Φ6钢筋,与填充墙拉结,埋入长度不小于600mm,并在抹灰粉刷前在墙柱交接处加设钢丝网片,防止粉刷层开裂;
①多层房屋的墙体伸缩缝、沉降缝应按有关规范要求设置。并应力求建筑刚度的均匀,建筑体型的简洁,尽量作到纵墙不转折或少转折;
②增强房屋整体刚度,按规范设置构造柱和圈梁;
③设计上增加基础梁刚度,考虑增大基础梁断面,一般高度在600~700mm,从而使基础柱与基础梁的沉降趋于一致,解决由于基础梁刚度不够上拱而引起的墙体开裂。
建筑工程砌体结构裂缝产生的原因有多种,一定要作好诊断,并及时采取针对性的防治措施进行加固和补强,尽量避免质量事故的发生。
摘要：本文结合笔者多年工程实践,详细分析论述了建筑中砌体结构裂缝产生的原因,并就结构性裂缝的防治措施提出了解决办法。
关键词：砌体结构,裂缝,防治措施
推荐阅读：
砌体结构裂缝产生控制（精选9篇）01-13
砌体结构裂缝控制措施06-11
砖混结构墙体裂缝产生原因及防治措施的分析09-11
砌体裂缝产生的原因（精选7篇）02-23
砌体结构裂缝防治（推荐9篇）06-25
砌体结构裂缝浅析12-05
砌体结构裂缝处理案例10-09
砌体裂缝原因及其防治（推荐7篇）03-01
