砌體結構裂縫產生的原因及防治

王雪梅

(重慶市大足縣建委質量監督站，重慶大足402360)

    在工程實踐中常常發現砌體結構出現了各種各樣的裂縫，追溯其原因，不難發現也有設計方面的因素。由于設計上的欠缺和施工操作上的不當，很容易忽略多層磚混結構建筑l物的主體工程質量，特別是頂層主體結構磚混的質量。由于砌體結構的材料來源廣泛，施工設備和施工工藝較簡單，可以不用大型機械，能較好地連續施工，還可以大量地節約木材、水泥和鋼材，相對造價低廉，因而在工程中得到廣泛應用。但是由于砌體的抗壓強度較高而抗拉、抗彎、抗剪性能較差，并且由于設計、施工以及建筑材料等多方面原因引發的砌體結構的質量事故也較多，其中砌體出現裂縫是非常普遍的質量事故之一。砌體中出現的裂縫不僅影響建筑物的美觀，而且還造成房屋滲漏，甚至會影響到建筑物的結構強度、剛度、穩定性和耐久性，也會給房屋使用者造成較大的心理壓力和負擔。引起砌體結構墻體裂縫的因素很多，筆者認為大體上有頂層主體結構質量較差，收縮和溫度的變化，地基的不均勻沉降，設計上理解簡單，對房屋的構造處理不當，施工質量不合格，使用的建筑材料不合格等等諸多原因。建設工作者應當從下述幾個方面理解并有效地避免之。

1.重視房屋頂層的地震反應

    大量的地震調查資料證明：房屋頂層的地震反應較大，變位也較大；屋蓋質量愈大，慣性力愈大，地震對頂層破壞愈嚴重。

    房屋頂層端部的破壞現象比較多見。房屋兩端山墻剛度大，承擔著較多的地震作用，但因山墻的一側無約束，施加給山墻的地震作用傳不到其他部位，加劇了本身的破壞。兩端距剛度中心較遠，當有扭矩發生時，兩端結構的剪應力比中間大，房屋轉角處受到該處兩個方向地震力的影響，變形和應力都比較復雜。

    房屋頂層的附屬突出建筑物，如女兒墻、挑檐、雨蓬、陽臺，以及出屋頂的樓梯問等，都是截面較小、剛度突出、連接較差、缺少周圍聯系的附屬物，在地震作用下，鞭稍效應明顯。所以，地震時它們往往最先破壞，破壞率也最大。

2.重視砌體的熱漲冷縮現象

    房屋和一般物體一樣，也有熱脹冷縮的物理特性。屋頂兩頭房間沿縱墻會出現溫差裂縫。在相同氣溫下，屋蓋與墻體的溫度變形不一致，當房屋受太陽照射時，屋蓋受熱的時間比墻面長，特別在夏季，這二者溫度變形差異尤為顯著，屋蓋和墻體之間便可能產生較大的拉、剪應力，而這種拉、剪應力在房屋兩端最大。由于磚砌體的抗拉、抗剪強度較小，一旦墻體抗主拉應力的強度小于溫差變形產生的主拉應力時，墻體端部就會產生裂縫。由于溫度變化不均勻使砌體產生不均勻收縮產生的裂縫：由于房屋過長，室內外溫差過大，因鋼筋}昆凝土樓蓋和墻體溫度變形的差異，有可能使外縱墻在門窗洞口附近或樓梯間等薄弱部位發生向豎向貫通墻體全高的裂縫，這種裂縫有時會使樓蓋的相應部位發生斷裂，形成內外貫通的周圍裂縫。另外，當房屋空間高大時，墻體因受彎而在截面薄弱處(如窗間墻)會出現水平裂縫；由于鋼筋混凝土圈梁與磚墻伸縮量不同產生的裂縫：當材料隨時間發生收縮變形和自然界溫度發生變化時，由于鋼筋混凝土和墻砌體材料收縮系數和線膨脹系數的不同，會在房屋的墻體及樓蓋結構中引起因約束變形而產生的附加應力，當這種附加應力過大時會在墻體上產生局部豎向裂縫。

    防止收縮和溫度變化引起裂縫的主要措施有：

    (1)在墻體中設置伸縮縫。將過長的房屋伸縮縫應設在因溫度和收縮變形可能引起應力集中、砌體產生裂縫可能性最大的地方；

    (2)屋面設保溫隔熱層。屋面的保溫隔熱層或剛性面層及砂漿找平層應設分隔縫，分隔縫的間距不宜大于6 m，并與女兒墻隔開，其縫寬不小于30 mrll。屋面施工宜避開高溫季節；

    (3)樓(屋)面板下設置現澆鋼筋混凝土圈梁，并沿內外墻拉通，房屋兩端圈梁下的墻體宜適當設置水平鋼筋；

    (4)遇有較長的現澆屋面t昆凝土挑檐、圈梁時，可分段施工，預留伸縮縫，以避免混凝土伸縮對墻體的不良影響。在鋼筋混凝土屋面板與墻體圈梁的接觸面處設置水平滑動層，滑動層可采用兩層油氈夾滑石粉或橡膠片等；對于長縱墻可只在兩端的2—3個開間內設置，對于橫墻可只在其兩端1／4范圍內設置。

    綜上所述，房屋頂層的多種不利因素應該在設計和施工中加強對房屋頂層主體工程質量的控制。但是，在實際工作中往往被忽視。

    在設計中應該采取的具體措施：(1)在房屋頂層應設置鋼筋混凝土圈梁，圈梁不宜外露，并應閉合，且不得被洞El截斷。圈梁宜與預制板設在同一標高處或緊靠樓板設置。如內縱墻縱向不能拉通，則應在端開間內縱墻上設置鋼筋混凝土圈梁。(2)當采用整體式或裝配整體式的鋼筋混凝土屋蓋時，宜在屋蓋上設足夠厚度的保溫層或隔熱層。(3)如采用橫墻承重方案，所有鋼筋混凝土預制屋面板縱縫均應采用細石混凝土灌縫；預制板端縫，包括山墻端縫或內橫墻端縫，采用油膏嵌縫，使鋼筋混凝土預制板的溫度伸縮變形在其所在開間內得以調節，避免屋蓋產生集中的溫度變形和溫度應力，防止鋼筋混凝土屋面板熱脹推擠磚墻，造成墻體水平裂縫；(4)不宜將樓梯間設在房屋的盡端和轉角處。可在頂層外墻端部洞口兩側墻體增設頂層局部構造柱，或適當增加該層外墻轉角構造柱，以保證墻體開裂后有足夠的抵抗力；(5)盡可能不設置突出屋面的小建筑。如需要設置突出屋面的小建筑，墻的四角應設構造柱，并與圈梁錨固。當構造柱不能自下部建筑直通到屋頂時，可將四個轉角的構造柱插入到下部主建筑頂層的墻體中，插入長度為頂層的墻高；避免在墻體轉角處設置煙道、通風道等，應避免通風道、煙道切斷墻體和圈梁；(6)頂層磚砌體混合砂漿強度等級不宜低于 M5.0。女兒墻磚砌體混合砂漿強度等級不應低于M7．5。在滿足泛水高度要求的前提下，女兒墻盡可能不要太高。(7)構造柱應伸至女兒墻頂，但女兒墻構造柱的間距不宜大于3.6 m，構造柱應與現澆鋼筋混凝土壓頂或下部圈梁整澆在一起，其縱向鋼筋的錨固長度不應小于35倍鋼筋直徑。(8)為了防止頂層磚砌體開裂，在頂層圈梁底與頂層過梁頂范圍內應設置l至3道，每道266通長的水平配筋。并在頂層兩端各兩個開間的內外縱墻窗臺一皮磚下灰縫中設366水平鋼筋；按設計規范規定，要在適當距離內設伸縮縫。

3.防止地基沉降不均勻而使砌體產生裂縫

    在工程中可以看到大量的因地基不均勻沉降而引起的房屋開裂。當地基發生不均勻沉降后，沉降大的部分砌體與沉降小的部分砌體會產生相對位移，從而使砌體中產生附加的拉力或剪力，當這種附加內力超過砌體的強度時，砌體中便產生相對裂縫。這種裂縫一般都是斜向的，且多發生在門窗洞口上下。這種裂縫的特點是：裂縫一般呈傾斜狀，說明系因砌體內主拉應力過大而使墻體開裂；裂縫較多出現在縱墻上，較少出現在橫墻上，說明縱墻的抗彎剛度相對較小；在房屋空間剛度被削弱的部位，裂縫比較集中。為了防止地基不均勻沉降在墻體上產生的各種裂縫，設計人員應該采取的有效措施有：(1)合理設置沉降縫將房屋劃分成若干個剛度較好的單元，或將沉降不同的部分隔開一定距離，其間可設置能自由沉降的懸挑結構；(2)合理地布置承重墻體，應盡量將縱墻拉通，做到不轉折或少轉折；避免在中間或某些部位斷開，使它能起到調整不均勻沉降的作用。同時每隔一定距離設置一道橫墻，與內外縱墻連接，以加強房屋的空間剛度，進一步調整沿縱向的不均勻沉降；(3)加強上部結構的剛度和整體性，提高墻體的穩定性和整體剛度，減少建筑物端部的門、窗洞口，上下層門窗洞口宜對齊，設置鋼筋混凝土圈梁，尤其是要加強地圈梁的剛度；加強對地基的檢測，發現有不良地基應及時妥善處理。嚴格按照規范要求避免同一結構單元采取不同的基礎形式；(4)房屋體形應力求簡單規則，橫墻間距不宜過大；(5)合理安排施工順序，宜先建較重單元，后建較輕單元，盡量讓輕重不一的結構單元基礎沉降保持一致，有效地避免由于沉降不一致而產生的裂縫。

4.不能忽略砌體的結構計算

    實際工程中，有時由于設計人員忽略了砌體結構的計算，使實際設計的砌體承載力不足。如果砌體的承載力不足，則在荷載作用下將出現各種裂縫，以致出現壓碎、斷裂、倒塌等現象，這類裂縫的出現，很可能導致結構的失效。因此設計人員在設計中應該以科學的態度，細心認真地設計。(1)對擬建砌體結構的房屋，要做到力學模型準確，傳力清楚，荷載統計無誤；(2)大梁下砌體要設墊塊并進行局部受壓驗算；(3)加強對圈梁的布置和構造柱的設置，以提高砌體結構的整體安全性。當裂縫一旦出現，要注意觀測裂縫的寬度及長度的發展情況，并及時采取相應的有效措施，如灌縫、封閉等，必要時要進行結構加固處理。

5.施工質量也是防止砌體裂縫的重要因素

    在施工過程中，由于種種原因使施工質量出現問題。如砂漿稠度過大，吸水后干縮，砂漿不飽滿或砂漿稠度不夠，磚的質量不合格，砂漿強度不夠。這些都會造成整個砌體的強度不夠。而造成砂漿強度偏低的原因是使用了不合格的水泥，施工配合比不準確，施工時不潤濕磚等。當砌體質量較差，砌體灰縫飽滿度不當時也會影響到砌體的強度。而這些都可能在砌體結構中產生裂縫。因此，在施工中應嚴格控制工序質量以保證整個工程的施工質量，保證結構所使用的材料，嚴格按照施工工藝進行施工。在施工中應采取的具體措施：(1)建筑原材料必須檢驗合格后才能使用。(2)改善砂漿的和易性是確保灰縫砂漿飽滿和提高粘結強度的關鍵。干磚砌筑，會使砂漿中的水分很快被吸去，造成砂漿失水過多而不能保證水泥硬化所需要的水，影響砂漿強度的增長；(3)砂漿失水后減少了流動性，不便于操作，砂漿也不易飽滿。砌筑砂漿對砌體強度有著直接影響，砂漿強度等級降低，就會使砌體的抗壓強度降低；(4)為保證砂漿強度，要重視砌筑砂漿中的原材料使用、配合比計量、拌和等問題，應嚴格杜絕隔日砂漿不經處理而繼續使用的現象；(5)砌筑時組砌方法要合理，半磚和破損磚用量不得超過5％，且不得集中用于頂層，應分散使用在受力較小的砌體中；(6)抗震拉結筋應按規定放置，不得漏放少放，長度規格應符合規范要求。實踐證明，由于砌體抗壓強度較高而抗拉、抗剪強度較低，出現裂縫的原因很多，在很大的程度上只能預防為主。在設計施工中不能簡單理解為頂層房屋豎向荷載較輕而麻痹大意，在設計中要根據抗震設防的原則，重視概念設計以及構造措施；在施工中重視施工工藝，細部處理，嚴格按照施工規范要求，保證工程質量，消除各種安全隱患，重視房屋頂層主體工程質量。一旦出現裂縫則要注意觀察，必要時采取灌漿或加固措施以阻止裂縫的開展。在整個工程建設中，無論是在設計還是施工過程中，都應該以科學的態度，努力保證工程質量，避免砌體結構裂縫的產生，在滿足承載力要求的同時，滿足正常使用要求。

參考文獻

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[5]GB 50003—2001砌體結構設計規范[s]．

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 溫紅娟 尹維維 編輯  文徑 審核)