砖混结构墙体裂缝的成因分析与防治措施

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摘要：文章分析了墙体裂缝的产生原因，阐述了裂缝宽度的标准问题，并提出了在设计、施工中相应采取的防治方法和措施，供参考。关键词：砖混结构；墙体裂缝；分析；防治1.前言近年来，砖混结构多层住宅工程屡屡发生墙体裂缝。裂缝位置走向不一。有的裂缝由小变大，发展很快；有的裂缝，发展到一定程度后就不再增大，给住户心理造成很大压力。因此分析产生裂缝的原因并做好预防措施，是工程技术人员的一项重要任务。近几年来通过对一些住宅楼的裂缝进行考察、分析、研究，对如何防止墙体裂缝，主要从以下几方面论述，并采取相应措施。2.产生裂缝的原因分析（1）由于基础不均匀沉降造成墙体裂缝对于不均匀的地基，设计中没有把刚度不同的地基进行调整，造成基础不均匀沉降，墙身受较大的剪力作用，主拉应力大于墙体抗拉应力，造成了砌体受主拉应力而破坏。这种裂缝往往是由沉降较小的一边向沉降较大的一边逐渐向上发展。（2）由于温度的变化因屋面长时间受阳光幅射，其温度较墙体高出许多，在炎热的夏季，屋面温度是墙体温度的2倍左右，且在相同温度条件下，钢筋混凝土的线膨胀系数是砖砌体线膨胀系数的2倍，它使屋面变形比墙体变形大得多。在屋面变形过程中，产生了很大的推力，作用在墙体顶端的水平推力使墙体与屋面的接触面受剪，剪力与屋盖、挑檐或女儿墙的垂直压力，构成墙体双向应力，当主拉应力大于墙体的抗拉强度时，墙体就会出现裂缝。在建筑物的端部，垂直压应力很小，则此区域的主拉应力等于最大剪应力，一般砌体的抗拉强度最低，所以在端部容易出现斜裂缝，对于灰缝强度不良的砌体则出现水平裂缝。（3）由于块石基础施工质量差，造成墙体裂缝。对于块石基础，在施工过程中没有严格按《施工规范》施工，砌筑块石的砂浆不饱满，或采用堆砌的方法施工，造成块石基础工程质量低劣。楼房交付使用后由于竖向荷载的作用或水平振动荷载的作用，造成块石移位，使整个基础产生不均匀沉降，造成砌体受主拉应力作用而破坏。（4）对于寒冷地区，在设计基础埋置深度的过程中，只考虑了结构要求而忽视了基础的冰冻线要求。基础的埋置深度小于该地区的冰冻线，造成基底地基土受冻后膨胀，给基础施加了向上的作用力，当这种作用产生的主拉应力大于墙体的抗拉应力时，导致了墙体裂缝，尤其经过多次冻融循环后，裂缝更加严重。（5）在结构设计上存在的问题①建筑物顶层端部剪应力与温度成正比，与水平阻力系数、材料弹性模量、建筑物长度呈非线性关系，控制温度应力引起墙体裂缝的主要因素有多种，而不是建筑物长度单一因素，因此用伸缩缝作为控制裂缝的唯一方法是不全面的。②砖混房屋长度过长，如有的住宅，5个单元连在一起，总长度超过温度变形允许长度，规范规定总长超过60m应设伸缩缝，有的房屋超过较多而未设，也未采取其他措施。③构造柱是增强建筑物整体性，抵抗地震作用的重要构造措施，过去不少设计，构造柱的设置只考虑符合抗震规范，不考虑实际已存在的温度应力，认为温度应力在规范上未明确规定计算的方法，不考虑不能算是设计错误。因此，设计人员对6层以下住宅，基本上是隔问布置构造柱，未对建筑物端部裂缝多发区予以重点加强。构造柱的布置有的较稀，每隔2～3道内横墙才设，靠近建筑物端部往往也是一视同仁。④不少砖混房屋热衷于采用屋顶钢筋混凝土大挑檐，有时为平衡悬挑荷重，在室内屋盖部分也要现浇一部分屋盖板，在二者之间紧密连结的是外纵墙圈梁，圈梁往往与墙同宽。这样桃檐、圈梁及现浇屋盖部分共同组成刚度较大的现浇连续板如遇温差变化，产生的温度应力较高，导致墙体不能承受而开裂。⑤采用的砖、砂浆强度等级，越到顶层越低，有些建筑物底部几层采用MU1O级砖，M5级砂浆，而到顶层则为MU7.5级砖，㎡.5级砂浆。设计人员习惯于从强度上考虑，对温度应力引起的抗剪强度及变形则考虑较少。2.裂缝宽度的标准问题实际上建筑物的裂缝是不可避免的。此处提到的墙体裂缝宽度的标准（限值）是一个宏观的标准，即肉眼明显可见的裂缝，砌体结构尚无这种标准。但对钢筋砼结构其最大裂缝宽度限值主要是考虑结构的耐久性，如裂缝宽度对钢筋腐蚀，以及外部构件在湿度和抗冻融方面的耐久性影响。我国到现在为止对外部构件（墙体）最危险的裂缝宽度尚未做过调查和评定。对砌体结构来说，墙体的裂缝宽度多大是无害呢？这是个比较复杂的问题。因为它还涉及到可接受的美学方面的问题。对钢筋砼结构，裂缝宽0-3mm，通常在美学上是不能接受的，这个概念也可用于配筋砌体。而对无筋砌体似乎应比配筋砌体的裂缝宽度标准放宽一些。但是对于客户来讲二者是完全一样的。这实际上是直观判别裂缝宽度的安全标准。3.防止墙体开裂的具体构造措施3.1防止混凝土屋盖的温度变化与砌体干缩变形引起的墙体开裂措施1）屋盖上设置保温层或隔热层；2）在屋盖的适当部位设置控制缝，控制缝的间距不大于30m；3）当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时，宜设置分隔缝，分隔缝的宽度不应小于20mm，缝内用弹性油膏嵌缝；4）建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》的规定外，宜在建筑物墙体的适当部位设置控制缝，控制缝的间距不宜大于30m.3.2防止主要由墙体材料干缩引起裂缝的措施3.2.1设置控制缝1）控制缝的设置位置：a.在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝；b.在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝；C.在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝；d.在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝；e.竖向控制缝，对3层以下的房屋，应沿房屋墙体的全高设置；对大于3层的房屋，可仅在建筑物1层-2层和顶层墙体的上述位置设置；f.控制缝在楼、屋盖处可不贯通，但在该部位宜做成假缝，以控制可预料的裂缝；g.控制缝做成隐式，与墙体的灰缝相一致，控制缝的宽度不大于12mm，控制缝内应用弹性密封材料，如聚硫化物、聚氨酯或硅树脂等填缝。2）控制缝的间距：a.对有规则洞口外墙不大于6mm；b.对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍；c.在转角部位，控制缝至墙转角的距离不大于4.5m.3.2.2设置灰缝钢筋1）在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝，钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm；2）在楼盖标高以上，屋盖标高以下的第二或第三道灰缝，和靠近墙顶的部位；3）灰缝钢筋的间距不大于600mm；4）灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm；5）灰缝钢筋宜采用钢筋焊接网片，横筋间距不宜大于200mm；6）对均匀配筋时含钢率不少于0.05％；7）灰缝钢筋宜通长设置，当不便通长设置时，允许搭接，搭接长度不应小于55d；8）灰缝钢筋两端应锚入相交墙或转角墙中，锚固长度不应小于1m；9）灰缝钢筋应埋入砂浆中，灰缝钢筋砂浆保护层，上下不小于3mm，外侧小于15mm，灰缝钢筋宜进行防腐处理；10）当利用灰缝钢筋作砌体抗剪钢筋时，其配筋量应按计算确定，其搭接和锚固长度尚不应小于75d和300mm；11）不配筋的外叶墙应设控制缝，控制缝间距不宜大于6m；12）设置灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m.3.3设计者重视抗裂构造的设计设计者在设计过程中，除对强度做必要计算的同时，应针对建筑墙体的具体情况，进行必要的抗裂验算，提出防裂的具体要求和措施，从源头上防止裂缝的产生。也可根据建筑物的具体情况，如场地土及地震设防烈度、基础结构布置型式、建筑物平面、外形等，综合采用上述抗裂措施。3.结束语通过对建筑物常见裂缝的分析研究和实践证实，砖混结构的墙体裂缝虽然不可避免，但只要设计合理，确保施工质量，选用材料得当，建筑物的裂缝是可以从根本上得到控制的。