磚混結(jié)構(gòu)墻體裂縫的成因與防治

劉鳳山

摘 要：房屋墻體裂縫的產(chǎn)生給住戶造成了很大經(jīng)濟(jì)損失及心理壓力。因此分析磚混結(jié)構(gòu)墻體產(chǎn)生裂縫的原因并做好預(yù)防措施，是工程技術(shù)人員的一項重要任務(wù)。

關(guān)鍵詞：房屋；墻體；裂縫

民用建筑的分類，按照主要承重結(jié)構(gòu)材料可分為木結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)。現(xiàn)今，與我們生活息息相關(guān)的住宅工程大多為磚混結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)用鋼筋混凝土作為水平的承重構(gòu)件，以磚墻或磚柱作為承受豎向荷載的構(gòu)件。該結(jié)構(gòu)雖然施工簡單、造價低廉，但其整體性與剛性不強，造成了近年來住宅工程屢屢發(fā)生墻體裂縫現(xiàn)象。裂縫的大小、位置情形不一。

1 裂縫產(chǎn)生的原因分析

1.1 基礎(chǔ)不均勻沉降造成墻體裂縫

房屋施工的地質(zhì)條件差、地耐力不均勻，或地基以下有空洞，勘察設(shè)計人員沒有發(fā)現(xiàn)，施工單位又沒有進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，就會造成基礎(chǔ)不均勻沉降，墻身在較大的剪力作用下主拉應(yīng)力大于墻體抗拉應(yīng)力，造成了砌體受主拉應(yīng)力而破壞。這種裂縫往往是在沉降較小與沉降較大地基之間的墻體上發(fā)生，并逐漸向上發(fā)展。

1.2 溫度的變化引起墻體裂縫

由于屋面長時間受陽光照射，其溫度較墻體高出許多，在炎熱的夏季，屋面溫度比墻體溫度高1倍有余，且在相同溫度條件下，鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)是磚砌體線膨脹系數(shù)的幾倍，它使屋面變形比墻體變形大得多。在屋面變形過程中，產(chǎn)生了很大的推力，作用在墻體頂端的水平推力使墻體與屋面的接觸面受剪，剪力與屋蓋、挑檐或女兒墻的垂直壓力，構(gòu)成墻體雙向應(yīng)力，當(dāng)主拉應(yīng)力大于墻體的抗拉強度時，墻體端部就會出現(xiàn)水平或斜裂縫，這種裂縫多出現(xiàn)于屋面為混凝土的剛性平屋面住宅工程。

1.3 塊石基礎(chǔ)質(zhì)量差，造成墻體裂縫

對于塊石基礎(chǔ)，若塊石的材料抗壓強度要求不合格，而又疏于檢驗，導(dǎo)致房屋使用后基礎(chǔ)耐久性差，承受不了上層建筑物對其的壓力，時間一長就會導(dǎo)致基礎(chǔ)的不均勻沉降，使墻體開裂。在施工過程中沒有嚴(yán)格按《施工規(guī)范》施工，砌筑塊石的砂漿不飽滿，或采用堆砌的方法施工，造成塊石基礎(chǔ)工程質(zhì)量不符合要求。樓房交付使用后由于豎向荷載的作用，造成塊石移位，使整個基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降，造成砌體受主拉應(yīng)力作用而破壞。

1.4 冰凍線以上砌筑基礎(chǔ)，造成墻體裂縫

對于寒冷地區(qū)，在設(shè)計基礎(chǔ)埋置深度的過程中，若只考慮結(jié)構(gòu)要求而忽視了基礎(chǔ)的冰凍線要求。基礎(chǔ)的埋置深度小于該地區(qū)的冰凍線，在冬季，地基土受凍后膨脹，給基礎(chǔ)施加了向上的作用力，當(dāng)這種作用產(chǎn)生的主拉應(yīng)力大于墻體的抗拉應(yīng)力時，會導(dǎo)致墻體裂縫，尤其經(jīng)過多次凍融循環(huán)后，裂縫更加嚴(yán)重。

1.5 在結(jié)構(gòu)設(shè)計上存在的問題

①建筑物頂層端部剪應(yīng)力與溫度成正比，與水平阻力系數(shù)、材料彈性模量、建筑物長度呈非線性關(guān)系，控制溫度應(yīng)力引起墻體裂縫的主要因素有多種，而不是建筑物長度單一因素，因此用伸縮縫作為控制裂縫的唯一方法是不全面的。

②磚混房屋長度過長，如有的住宅總長度超過溫度變形允許長度，規(guī)范規(guī)定總長超過60m應(yīng)設(shè)伸縮縫，有的房屋超過較多也未設(shè)，也未采取其他措施。

③構(gòu)造柱是增強建筑物整體性，抵抗地震作用的重要構(gòu)件。設(shè)計構(gòu)造柱不僅要考慮符合抗震規(guī)范，還要考慮實際已存在的溫度應(yīng)力。認(rèn)為溫度應(yīng)力在規(guī)范上未明確規(guī)定計算的方法，不考慮不能算是設(shè)計上理解的錯誤。因此，設(shè)計人員對此問題應(yīng)多研究。

④若磚混房屋設(shè)計熱衷于采用屋頂鋼筋混凝土大挑檐，有時為平衡懸挑荷重，在室內(nèi)屋蓋部分也要現(xiàn)澆一部分屋蓋板，在二者之間緊密連結(jié)的是外縱墻圈梁，圈梁往往與墻同寬。這樣桃檐、圈梁及現(xiàn)澆屋蓋部分共同組成剛度較大的現(xiàn)澆連續(xù)板如遇溫差變化，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力較高，易導(dǎo)致墻體不能承受而開裂。

2 裂縫寬度的問題

實際上建筑物的裂縫是不可避免的。此處提到的墻體裂縫寬度值一個宏觀的標(biāo)準(zhǔn)，即肉眼明顯可見的裂縫，砌體結(jié)構(gòu)尚無這種標(biāo)準(zhǔn)。但對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)其最大裂縫寬度限值主要是考慮結(jié)構(gòu)的耐久性，如裂縫寬度對鋼筋腐蝕，以及外部構(gòu)件在濕度和抗凍融方面的耐久性影響。我國到現(xiàn)在為止對外部構(gòu)件最危險的裂縫寬度尚未做過調(diào)查和評定。對砌體結(jié)構(gòu)來說，墻體的裂縫寬度多大是無害呢？這個問題比較復(fù)雜，因為它還涉及到美學(xué)方面的問題。對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，裂縫寬>0.3mm，通常在美學(xué)上是不能接受的，這個概念也可用于一般砌體。因為對于客戶來講二者是完全一樣的。這實際上是直觀判別裂縫寬度的安全標(biāo)準(zhǔn)。

3 防止墻體開裂的具體構(gòu)造措施

3.1 防止混凝土屋蓋的溫度變化與砌體干縮變形引起的墻體開裂措施

①屋面防水工程盡量不采用鋼筋混凝土大挑檐，也不宜多采用大面積的剛性、柔性平屋面防水。近年來屋面防水多采用彩鋼瓦的坡屋面，這樣既減輕了屋面防水構(gòu)件自重，又增強了屋面的防水功能、減少了屋頂墻面開裂的風(fēng)險、屋面造型美觀大方；②若一定采用剛性防水屋面，應(yīng)在屋蓋的適當(dāng)部位設(shè)置分格縫，分格縫的間距在6～12M，分格縫的寬度不應(yīng)小于20mm；③若采用現(xiàn)澆混凝土挑檐，當(dāng)其長度大于12M時，宜設(shè)置分格縫，分格縫的寬度不應(yīng)小于20mm，縫內(nèi)用彈性油膏嵌縫；④建筑物溫度伸縮縫的間距除應(yīng)滿足《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定外，宜在建筑物墻體的適當(dāng)部位設(shè)置控制縫，控制縫的間距不宜大于30m，控制縫的特點為只在適當(dāng)位置的墻體中設(shè)置，且內(nèi)填充料，寬度不大于12MM。

3.2 防止主要由墻體材料干縮引起裂縫的措施

3.2.1 設(shè)置控制縫

控制縫的設(shè)置位置：a.在墻的高度突然變化處設(shè)置豎向控制縫；b.在墻的厚度突然變化處設(shè)置豎向控制縫； c .在門、窗洞口的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置豎向控制縫；d.豎向控制縫，對3層以下的房屋，應(yīng)沿房屋墻體的全高設(shè)置，對大于3層的房屋，可僅在建筑物1至2層和頂層墻體的上述位置設(shè)置；e.控制縫在屋蓋處可不貫通，但在該部位宜做成假縫，以控制可預(yù)料的裂縫；f.控制縫做成隱式，與墻體的灰縫相一致，控制縫的寬度不大于12mm，控制縫內(nèi)應(yīng)用彈性密封材料如聚氨酯或硅樹脂等填縫。

3.2.2 設(shè)置灰縫鋼筋

在墻洞口上的第一道或二道灰縫中設(shè)置，鋼筋伸入洞口每側(cè)長度不應(yīng)小于600mm；在樓蓋標(biāo)高以上第二或第三道灰縫的位置設(shè)置，灰縫鋼筋的間距不大于600mm；灰縫鋼筋宜通長設(shè)置，當(dāng)不便通長設(shè)置時，允許搭接，搭接長度不應(yīng)小于55d；灰縫鋼筋兩端應(yīng)錨入相交墻或轉(zhuǎn)角墻中，錨固長度不應(yīng)小于1m；灰縫鋼筋應(yīng)埋入砂漿中，灰縫鋼筋砂漿保護(hù)層，上下不小于3mm，外側(cè)小于15mm，灰縫鋼筋宜進(jìn)行防腐處理。

設(shè)計者在設(shè)計過程中，除對強度做必要計算的同時，應(yīng)針對建筑墻體的具體情況，進(jìn)行必要的抗裂驗算，提出防裂的具體要求和措施，從源頭上防止裂縫的產(chǎn)生。應(yīng)加強房屋的整體性設(shè)計，按規(guī)范要求，多設(shè)置構(gòu)造柱、圈梁、基礎(chǔ)梁。也可根據(jù)建筑物的具體情況，如場地土質(zhì)及地震設(shè)防烈度、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)布置型式、建筑物平面、外形等，綜合采用上述抗裂措施。

4 結(jié)束語

以上對建筑物常見裂縫的分析和實踐證實，磚混結(jié)構(gòu)的墻體裂縫雖不可避免，但只要合理設(shè)計，保證施工質(zhì)量，選用建筑材料適當(dāng)，建筑物的裂縫問題是可以從根本上得到解決的。