砌体结构墙体裂缝成因分析及控制措施

[关键词]砌体结构，墙体裂缝，控制措施 

　　砌体结构墙体的裂缝是建筑业的一个通病，是一个与材料学、热工学、力学等多个专业知识密切联系的、复杂的问题。引起墙体裂缝的因素很多，既有地基、温度、干缩，也有设计上的缺陷、施工质量、材料不合格等。因为砌体结构裂缝直接影响建筑物的美观、影响建筑物的结构强度、刚度、稳定性和整体性能，且对抗震也极为不利。因此，如何有效控制砌体结构住宅墙体开裂是摆在工程技术人员面前的一个重要的问题。 

　　1. 裂缝形成的原因及形态 

　　温度裂缝 

　　温度裂缝多是由于建筑物热胀冷缩造成的，当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时，墙体就会产生温度裂缝，主要出现在横墙与纵墙两端部。由于房屋长时间受阳光照射，屋面板的温度比墙体的温度高出许多，在夏季甚至高出两倍左右。即使在温度相同的条件下，钢筋混凝土的线膨胀系数也远大于砖砌体的线膨胀系数，因此屋盖的膨胀变形远大于墙体，两者变形不协调，结果屋面板的变形对墙体产生很大的水平推力，从而使墙体与屋面的接触面受剪。水平剪力和屋盖、女儿墙等的垂直压力构成墙体的双向应力，当主拉应力大于墙体强度时，墙体就产生裂缝（包括水平、垂直及斜裂缝）。对于平面为矩形的建筑物来说，房屋两端第一、二开间墙体承受的温度应力最大，墙体裂缝也较严重，因此墙体温度裂缝的开裂程度一般为两端重、中间轻、向阳重、背阳轻。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之后才逐渐稳定，不再继续发展，裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。 

　　干缩裂缝 

　　烧结粘土砖，包括其它材料的烧结制品，其干缩变形很小，且变形完成比较快。只要不使用新出窑的砖，一般不必考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。但对这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀，而且这种湿胀是不可逆的变形。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。而轻骨料块体砌体的干缩变形更大。干缩变形的特征是早期发展速度比较快，出窑28d能完成50%左右的干缩变形，以后逐步变慢，几年后才能停止，且如果再次受湿仍会膨胀，脱水后材料会再次收缩变形。此类变形引起的裂缝出现部位较多，且裂缝的程度也较严重。如房屋纵墙中间对称分布的倒八字裂缝；在建筑底部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝；在屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝。另外不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂，如果砌体材料在养护、运输、存放、砌筑等环节上产生疏忽，再加上砌块本身质量问题，砌筑时砂浆饱满度不够等因素，就会在砌体上会产生呈发丝状分布的裂缝、边贯水平裂缝和墙角阶梯裂缝等。 

　　地基不均匀沉降及冻胀裂缝 

　　由于地基承载力结构刚度上存在差异，使得建筑物沉降不均匀，当差异沉降积累到一定的数值时，基础及上部结构失去了支承，其重量只能由砖砌体承担，使得砖砌体上产生了附加的拉力和剪力。当这种附加的拉力和剪力超过了砖砌体的承载能力后，砖砌体上便出现了裂缝。一般长条形建筑物的下部纵墙上常会产生八字形裂缝或单方向斜裂缝，下部缝宽较大，向上逐渐缩小，而在顶层为大量的竖向裂缝或接近竖向裂缝。这些裂缝在房屋建成不久就会出现，它的数量和宽度随时间而发展。 

　　当气温降到0℃以下时，地层表面所含水分就开始结冰；而当地基土上层温度降到0℃以下时，冻胀性土中的水就开始结冻，下部土中的水分在毛细管的作用下，不断涌进上部，上部土不断结冻形成冰晶体而膨胀隆起，由于地下水位的高低不同，结冰的厚度不同，随着气温的降低，地基隆起的程度就不同。一般情况下，地下水位越高，气温越低，隆起的程度越高。冻胀应力很大，可高达2000KPa以上，建筑物很难抵抗如此大的应力，所以建筑物的某一部位就会被顶起。由于地基的含水量不同，各基础所处的环境也不同，所出现冻胀的情况也不一样，就好像地基的不均匀沉降引起的墙体裂缝。 裂缝的形式是：若建筑物中部冻胀量大，两端冻胀量小，则在中部砖墙顶部出现裂缝，在两端出现倒八字斜缝；若建筑物中部冻胀量小，两端冻胀量大，则以冻最小点为中心，向两边扩展，出现大致平行的成排八字斜裂缝。 

　　因承载力不足产生的裂缝 

　　砌体因承载力不足，即超载作用引发裂缝的原因，有因材料的材质不良或砌筑质量差而降低了砌体强度；因任意改变使用条件或随意拆墙凿洞，削弱了砌体的截面面积；因结构构件有缺陷而造成的裂缝。一般此类裂缝均直接影响砌体结构的安全性，因此随着裂缝的出现和增加，砌体承载力逐渐下降，最终将可能达到破坏。 

　　2. 控制墙体裂缝的措施 

　　屋盖上宜设置保温层或隔热层 

　　温度变化是建筑物顶层墙体产生裂缝的主要因素，必须在建筑物屋面采取隔热措施，设置保温层和隔热架空板，减少屋面热膨胀变形对墙体产生的水平推力，是控制温度应力的有效办法。屋面刚性面层及砂浆找平层应设置分隔缝，其间距不宜大于6 m，并与女儿墙隔开，缝宽不小于30mm；顶层女儿墙砂浆强度等级不应低于M5，女儿墙应设间距不大于4m的构造柱，构造柱向上伸至女儿墙顶并与现浇钢筋混凝土压顶整浇在一起；顶层端部墙体内适当增设构造柱。 

　　正确结构计算和设计 

　　这是应对结构裂缝最基础性的工作。当荷载较大而构件截面尺寸受到限制时，应提高块体和砂浆强度等级，或采用配筋砌体。通过卸载方法减轻墙体荷载。对由于荷载过大、砌体强度低，已经产生裂缝的墙体，可采用减轻上层结构自重与使用荷载的方法，或在其顶部砌体内增设钢筋混凝土梁，承担上部荷载。对由于荷载较大、砌体截面尺寸较小、承载力不足并已产生裂缝的墙体，可在不损害主体立面的情况下适当加大截面尺寸，以提高其承载能力。 

　　合理设置沉降缝 

　　加强地基勘察工作，对于复杂地基，在地基开挖后应进行普遍勘查，对软弱部位进行加固处理后，方再进行基础施工。对于高度相差悬殊的房屋，长度过大、平面形状较为复杂，同一建筑物地基处理方法不同和有部分地下室的房屋，在分期建筑房屋的交界处，都应从基础开始分成若干部分，设置沉降缝使各自沉降，以减少或防止裂缝的发生。 

　　设置伸缩缝 

　　伸缩缝是一种用于释放因砌体和现浇砼收缩引起的水平应力的方法。这些缝减少了约束并允许墙体纵向位移。伸缩缝应设置在砌体内部，由于干缩、碳化、温度变化或其他因素产生应力而超出其承载极限的位置。设置伸缩缝的典型位置在墙的高度变化处和在墙体厚度变化处，即温度和收缩变形可能引起应力集中，是砌体产生裂缝可能性最大的部位。 

　　控制基础埋深 

　　预防冻胀裂缝的最根本措施是把基础底面埋设在冰冻线以下，如果基础两侧均是冻胀土，应在基础两侧填30～50cm厚的非冻胀土作为隔离层。在钢筋混凝土结构的基础梁下面，应留适量的空隙，防止冻胀土顶裂基础梁和墙体，对考虑室内有采暖条件而将冻结深度乘以折减系数的建筑物，应注意该建筑物是否在土壤冻结前交会使用。否则，要考虑施工期间没有取暖条件，实际冻结深度比计算的冻结深度深，以及自然地面标高低于设计地面的情况，当不能把基础做到冰冻线以下时，应采取换土的措施消除土的冻胀。 

　　砌体结构墙体裂缝的控制，应根据工程的实际情况，选择相应的控制措施，达到既能控制墙体裂缝的产生，又方便施工的目的。控制裂缝，重点在防，需要从设计、施工上共同努力，做到设计与施工紧密配合，采取有针对性的防裂措施，加大主动控制的力度，才能有效地控制裂缝，提高房屋质量的可靠性。