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2023年9月24日发(作者:奚颖文)
摘要:在砌体结构工程中,墙体裂缝这一现象普遍存在,轻者影响美
观和使用,重者减少建筑物的寿命,甚至造成建筑物的倾覆或倒塌,因
此必须引起参建各方的高度重视。
关键词:墙体裂缝原因防治
正文:砌体结构建筑是量大面广的建筑结构形式,为广大城市和农
村所普遍采用,但是砖砌体的抗拉、抗剪能力比较低,容易在局部产
生裂缝,严重影响建筑物的整体性和使用功能,甚至危及结构安全。
砖混结构墙体裂缝主要有温差裂缝、地基不均匀沉降产生的裂缝以及
结构裂缝三类。为此,在进行工程设计、施工及使用时应采取相应措
施,防止裂缝的产生和发展。
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。
1.经常出现的墙体裂缝种类
1.1斜向裂缝。目前绝大多数的新建房屋多为平顶建筑,这类建
筑中的墙体裂缝大部分集中在建筑物顶层纵墙的两端(一般在1~2
开间的范围内),严重者会发展至房屋两端1/3纵长范围内,且沿建
筑物两端大、中间小。特别是在建筑物较长而未设置伸缩缝时,顶层
端跨内纵墙会出现斜向裂缝。
1.2垂直裂缝。垂直裂缝又叫竖向裂缝,主要有底层窗下墙的垂
直上下方向的裂缝、过梁端部的垂直裂缝,建筑剖面上有错层的墙体
裂缝等几种类型。
1.3水平裂缝。在建筑设计时,如果对温度变化对墙体的影响考
虑不足,屋面不在同一高度或错层时,常会出现这种裂缝。这种裂缝
最常见的是出现在女儿墙的根部,有时发生在屋面板与女儿墙交接处,
有时出现在顶层圈梁下2皮砖的灰缝处,圈梁施工采用硬架支撑时易
出现这种裂缝。
1.4女儿墙裂缝。采用砖砌女儿墙时,不论女儿墙长短,在转角处
均会出现裂缝。若女儿墙较长时,还会在其它地方出现裂缝,女儿墙
裂缝的出现会导致防水层的破坏,影响建筑物的使用。
1.5混合裂缝。有时斜向裂缝和水平裂缝会同时出现,形成一种混
合裂缝;也可能出现两个斜向裂缝交叉出现形成“X”形裂缝,不过
这种裂缝出现的概率相对较小。
一、砌体结构建筑墙体裂缝产生的原因
(一)温差裂缝产生原因。
(1)温差是造成顶层墙体产生裂缝的主要因素,也是最常见的一种
墙体裂缝。一般材料均有热胀冷缩性质,房屋结构由于周围温度变化
引起热胀冷缩变形。钢筋混凝土屋面板和墙体材料是两种性能不同的
材料, 钢筋混凝土的线膨胀系数约为10×10,而砌体墙的线膨胀系
-6
数约为5×10。
-6
在夏季的几个月里,屋面板温度可高达60~70℃,而在其下的墙
体一般仅为30~35℃,温差可达30~40℃,加之在相同温差下,钢筋
混凝土结构的伸长值要比砖砌体墙大一倍左右。所以在混合结构中,
当温度变化时,钢筋混凝土屋盖、楼盖、圈梁与邻接的砖墙伸缩不一,
存在着较大的温度变形差,这种变形差的分布是中部小、两端大,由
于变形差必然彼此相互牵制而生产温度应力,使房屋结构开裂破坏。
裂缝的轻重程度与环境温差成正比,温差大时裂缝就严重,温差小时
裂缝就轻,屋面保温隔热效果好的裂缝轻,保温隔热差的裂缝较重。
(2)混凝土与砖砌体性能差异。由于混凝土与砖砌体的线膨胀系
数不同,其数值大小相差一倍。在环境温差影响下,混凝土屋盖产生
热胀冷缩变形比较大,而砖砌体变形则小得多,两者之间因性能差异
产生相对位移,致使房屋端部砖墙内产生拉力和剪力,使截面突变,
薄弱环节(部位)应力集中时墙体产生裂缝。
(二)地基不均匀沉降裂缝产生的原因
地基沉降不均匀引起的裂缝。房屋的地基在平整过程中,一般都
经过高挖低填的工序,因此在房屋建成后都会出现程度不同的地基沉
降。如果地基沉降不均匀,沉降大的部位与沉降小的部位,发生相对
位移,在墙体中产生剪力和拉力,当这种附加内力超过墙体本身的抗
拉抗剪强度时,就会产生裂缝,且这些裂缝会随着地基的不均匀沉降
的增大而增大,一般成斜向裂缝,裂缝的方向一般向着凹陷处。这种
裂缝一般出现在建筑物下部,由下往上发展,呈“八”字、倒“八”
字、水平及竖缝等。当长条形的建筑物中部沉降过大,则在房屋两端
由下往上形成正“八”字型裂缝,且首先在窗对角突破;反之,当两
端沉降过大,则形成的两端由下往上的倒“八”字型裂缝,也首先在
窗对角突破,还可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝;当某一
端下沉过大时,则在某端形成沉降端高的斜裂缝;当纵横墙交点处沉
降过大,则在窗台下角形成上宽下窄的竖缝,有时还有沿窗台下角的
水平缝;当外纵墙凹凸设计时,由于一侧的不均匀沉降,还可导致在
此处产生水平推力而组成力偶,从而导致此交接处的竖缝,它分为一
下几种原因:
(1)由于地基土质软弱或建筑地基局部土质不均匀,存在暗沟,洞
穴,基坑等,土质软硬差异大,受压后必须产生过大的不均匀沉降。
(2)地基处理不当,基础设计不合理。建筑荷载对地基产生较大的
附加应力,对承载力低、变形大的软弱地基,应进行加固处理,以提
高地基承载力。基础设计根据上部荷载与地基土质情况,考虑地基与
基础共同作用,合理选用基础形式。
(3)地基边坡破坏。地处陡坡边缘的建筑,由于地面高差较大,边
坡不够稳定,再加上地基附加应力的作用,边坡失稳、滑移、沉降不
均,墙体开裂。
(4)地基含水量变化不正常。因周围环境某些变化,使建筑物场地
地下水位升高,或上下管道渗漏,地表水渗入建筑地基,长期浸泡,
土质软化甚至冲刷掏空,导致不均匀沉降。
均匀沉降,墙体开裂。
(三)结构裂缝产生的原因
(1)结构设计差错。由于结构荷载计算遗漏,设计差错,构造不
合理,荷载过大而构件截面尺寸偏小,砌体受压面积不够原因,造成
结构本身先天不足。
(2)墙体整体性被削弱。在实际生活中经常因为在房屋建成后,埋
设各种管线穿过墙体,破坏墙体整体性,减少了墙体截面面积,削弱
了墙体承载力,从而引起墙体出现裂缝。
(3)砌体施工质量低劣。墙体砌筑时灰缝不饱满、厚度不均匀、组
砌方式不符合要求等,砌筑砖墙时,未对砖块湿水,采用干砖上墙等
违规作业都会降低砌体承载能力,使墙体日后出现裂缝。
(4)使用不当。由于改变房屋用途,加大使用荷载或增加振动力,
破坏墙体。
(四)地基土冻胀和屋面女儿墙漏水冻胀引起的墙体裂缝的原因。
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2×106MPa,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。屋面排水不利、
渗漏、女儿墙压顶开裂出现渗漏等也同样引起墙体裂缝。
(五)其他原因造成墙体裂缝的原因
1.1设计不合理。设计时没有认真按规范规程要求进行防裂缝设
计,在许多工程中,设计虽有防裂缝措施,但与规程要求不完全相符,致
使墙体防裂缝得不到有效保障,或保质年限大大缩短,例如
①将各层阳台混凝土挑梁端部,用混凝土柱上下相连,导致上部
各层部分荷载传到下部挑梁上,造成底层混凝土挑梁根部出现竖向裂
缝。
②截面高度受到限制的、跨度较大的钢筋混凝土梁或跨度较大的
板,仅重视了承载力极限状态的设计,而忽视了正常使用极限状态刚
度和裂缝开展的计算,导致混凝土构件挠度和裂缝宽度超限。
③跨度较大的梁,设计按简支计算,但未充分考虑支座实际嵌固
负弯矩的作用,而导致梁端顶部出现裂缝。
1.2 砌体强度低。施工过程中未认真做好材料质量的控制,砖砌体
材料强度较设计要求低,或是抗压强度虽达到要求,但因砌体长度较长,
砌筑施工完成后,砌体从中间部位自行断裂,还有不同强度的砌体混
合砌筑施工过程中,使用不同砌体材料作为配套砌块,致使各种砌体组
合砌筑,因不同砌体材料强度、热胀冷缩、吸水率等不同引起墙开裂。
1.3砂浆强度偏低(偏高)。砂浆搅拌过程中,砂浆搅拌不均匀导致有
的砂浆强度偏高、有的强度偏低,有的甚至因为粘结材料量太少强度
特低。配料方面砂配多了砂浆强度偏低,水泥配多了砂浆强度偏高;水
多了,砂浆稠度低影响砂浆强度,且砂浆干缩量增大,引起灰缝位置开
裂。
1.4砌筑用砂浆没有按要求做到随拌随用。砂浆一次性搅拌量过多,
存放时间过长,致使砂浆还没有砌前就开始初凝结块,使用时砂浆强度
已大打折扣,严重影响墙体质量,引起裂缝。
二、砖混结构建筑墙体裂缝防治措施
(一)温差裂缝防治措施
(1)减少屋面伸缩缝间距,缩短混凝土构件直线段的长度;将屋面
挑檐平面布置成凹凸曲折形状,缩短挑檐直线长度。
(2)改进挑檐设计。设计中应优先用内天沟排水;在钢筋混凝土挑
檐表面设置保温隔热层;现浇挑檐每隔10m左右设一道伸缩缝;将
现浇挑檐改成预制。
(3)一般屋面板受阳光辐射吸收热量较多,保温层的厚度宜适当增
厚;选择采用导热系数小,保温性能优良的材料,并增设空气隔热层,
有效控制屋面板的温升,以防止顶层墙体产生裂缝。
(4)应根据屋面板基层的情况及时做好保温层;建成后长期不使用
的住宅,应注意室内通风,防止室内温度过高致使楼板膨胀,使顶层
墙体产生裂缝。
(5)房屋建成后长期不使用的房间,应保持室内通风,防止室内温度
过高致使楼板热胀,使墙体产生过大裂缝。单纯温度裂缝属于稳定性
裂缝,一旦出现,能量便得以释放,对结构安全影响不大,一般一年即
可稳定,等裂缝稳定后,应做好修补工作。
(二)地基不均匀沉降裂缝防治措施
(1)在进行建筑基础设计前,应对工程地质进行详细勘察,查明地
基土质情况,分布情况,承载力大小,地下水位等水文地质条件,对
周边环境进行地质差异考察,然后进行全面分析,确定合理的建筑布
局和结构类型,并正确选用基础形式,以使上部结构与地基相互影响,
共同作用。
(2)减轻建筑结构自重。
(3)合理布置建筑体型。建筑平面形状应力求简单、合理,纵墙拉
通避免转折多变,凹凸复杂;建筑方面应尽量避免高低参差,荷载差
异大。
(4)增强建筑物的整体刚变;控制建筑物的长高比,合理沉降缝;
在基础和楼盖下的墙顶上设置平面闭合的钢筋混凝土圈梁,严格按规
范要求设置构造柱。
(5)避免在新建基础、新建建筑物侧边堆放大量土方、建筑材料等
地面荷载,以防止地基基础产生过大的附加沉降。
(6)合理安排施工顺序。对立面高低悬殊,荷载变化较大的房屋,
应分期分阶段组织施工。一般先建荷载大的高层,后建荷载较小的低
层;先建深基础,后建浅基础,避免增加新的附加应力。
(7)沉降裂缝发生后,沉降发展较为缓慢且有减弱趋势时,应在裂
缝稳定后,对墙体修复;沉降发展较快且有加速趋势时,应立即采取
临时支护措施,减小基础荷载,加固基础后修复墙体。基础加固常用
的有加大基底面积法、桩基础托换法以及注浆法等改变土壤特性的方
法,墙体裂缝一般采用水泥砂浆、树脂砂浆填缝或水泥灌浆封闭保护
的方法处理。
(三)结构裂缝防治措施
(1)在设计阶段要做到正确计算结构。设计资料要经过层层把关核
算,这是应对结构裂缝最基础性的工作。
(2)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过梁,承担上部荷载。
(3)结构加固补强。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,可在不影响主体立面美观的情况下适当
加大截面尺寸,以提高其承载能力。这种方法也可以在一定程度上起
到相应的效果。
(四) 冻胀裂缝的主要应对措施
(1)建筑物的基础埋深一定要设计在冰冻线以下。
(2)基础下的垫层最好选用3:7灰土垫层,因为3:7灰土的密度大,
含水量小,而且弹性也较好,不容易引起冻胀。
(3)用单独基础,基础梁承担墙体重量时,基础梁下应留一定空隙,
防止因土冻胀而顶裂基础梁和墙体。
由于裂缝的出现与房屋体形、结构类型、设计标准和材料性能都
有关系,与场地条件、气温变化和设计、施工、使用都有因果关系,
因此要根据具体情况针对性地采取相应措施,预防裂缝的产生并对已
产生的裂缝及时修补加固,以免影响建筑物的正常使用。
墙体裂缝是在生活现实中难以避免的一种建设工程质量问题,只
是有些小的裂缝我们看不见而已。因此,对于已经出现的墙体裂缝,
我们也不必慌张,首先要仔细观察,找出裂缝的特点与基本规律,确
定裂缝发生的具体原因。对于温差裂缝等一般不影响房屋使用安全的
墙体裂缝,用砂浆堵抹即可;对于地基沉降裂缝等可能危及房屋结构
安全,对人身造成威胁的墙体裂缝则应作即时适当的加固处理。综上
所述,通过以上几点裂缝成因的分析,根据工程实际情况,选择相应的
防治措施,达到控制墙体裂缝产生的目标。
由于裂缝的出现与房屋体形、结构类型、设计标准和材料性能都有关
系,与场地条件、气温变化和设计、施工、使用都有因果关系,因此
要根据具体情况针对性地采取相应措施,预防裂缝的产生并对已产生
的裂缝及时修补加固,以免影响建筑物的正常使用。
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