砌体结构裂缝的成因和预防措施

关键词：

建筑砌体裂缝不仅种类繁多、形态各异,而且普遍出现,轻微者影响建筑物美观、造成渗漏水,严重者降低建筑结构的承载力、刚度、稳定和整体性、耐久性,甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故。人们对住房的功能要求日趋提高,这就使得住宅套型趋于多样化,其中,一些大开间、大洞口及富于变化的房型更容易引起房屋裂缝,且裂缝形式越来越多,成因也越来越复杂。因此,必须认真分析裂缝产生的原因,以减少和防止裂缝。

1 砌体裂缝成因

1.1 因地基不均匀沉降产生的裂缝

(1)正八字形裂缝:建筑物中部的下沉值较大,建筑物形成正向弯曲而造成正八字形裂缝。(2)NA字形裂缝:建筑物中部的下沉值较两端小,建筑物形成反向弯曲而造成倒八字形裂缝。(3)斜裂缝:建筑物地基局部软弱,造成局部沉降量过大而出现斜裂缝;相邻的建筑物间距过小,新建的高层建筑造成原有建筑不均匀沉降。(4)竖向裂缝:底层大窗台下的竖向裂缝,主要是因为窗问墙下基础的沉降量大于窗下基础的沉降量(因为大孔洞削弱墙重),使窗下墙产生反向弯曲变形而开裂。(5)水平裂缝:水平裂缝一般有两种。(1)窗间墙上的水平裂缝,一般都在每处窗间墙的上、下两对角处成对出现,沉降量大的一边裂缝在下,沉降量小的一边裂缝存上;(2)水平裂缝发生在地基局部塌陷处,这种裂缝较少见。

1.2 因温度变化产生的裂缝

(1)斜裂缝:斜裂缝形态有三种,(1)正八字形裂缝:日照下由于屋盖和墙之间存在温度差,而另一方面钢筋混凝土的线膨胀系数比砖砌体大一倍,这样如果屋盖的温度变形比砖墙大就会在屋盖下的砖墙顶部产生剪应力,在砌体中形成主拉应力,当应力超过砌体的抗拉强度时,就产生了正八字形裂缝;(2)相反,当屋盖产生较大的收缩时,与之相连的墙体就可能产生倒八字裂缝;(3)当屋盖、墙体热胀冷缩的变形均较大时,在墙体同一部位可能产生正、倒八字形裂缝,两者叠加形成X型交叉裂缝。(2)水平裂缝:水平裂缝的形态有两种,(1)屋顶下的水平裂缝,出现这种裂缝的主要原因是屋盖的温度变形大于墙体的温度变形,屋盖下的砖墙产生的水平剪力大于砌体的水平抗剪强度;(2)外纵墙窗台处水平裂缝,产生这类裂缝的主要原因足平屋顶的温度膨胀相当于在墙顶作用了一个水平力,墙内因此产生了附加应力,在砌体的窗台处弯曲拉应力最大,当应力超过砌体的抗拉强度时就出现裂缝。(3)竖向裂缝:竖向裂缝一般是由于房屋长度较而又末设置伸缩缝时,则楼盖上每隔定的距离就会出现竖向裂缝。(4)女儿墙裂缝:屋盖产生过大的温度变形,使女儿墙根部受到向外的水平推力或向内的水挣力,造成女儿墙根部与平屋面交接处砌体外凸或女儿墙向外倾斜,导致女儿墙开裂。

1.3 因承载力不足产生的裂缝

由于砖砌体是脆性材料,其抗拉强度较低,因承载力不足而产生的裂缝,很可能足结构破坏的特征。因此,正确认识这类裂缝的形态特征是十分重要的,这类裂缝主要产牛原因有:柱、窗间墙高厚比较人的中心受压和小偏心受压;承载大梁的墙局部受压;轴心受拉或偏心受拉;砖挑檐的竖向剪力:墙柱的大偏心受压;砖平拱的竖向弯矩:砖过梁的弯矩和剪力共同作用。

2 裂缝的鉴别

2.1 根据裂缝位置区分裂缝原因

斜裂缝和水平裂缝出现在房屋下部时,多属沉降裂缝,而出现在房屋顶部附近的斜裂缝和水平裂缝一般为温度裂缝。沉降裂缝和温度裂缝多数出现在纵墙上。出现在砌体应力较大处的竖向裂缝可能是超载引起的。出现在底层大窗台下的竖向裂缝多数是沉降裂缝。出现在房屋顶部的竖向裂缝可能是温度裂缝,也可能是沉降裂缝。

2.2 根据裂缝出现时间区分裂缝原因

地基不均匀沉降裂缝大多出现在房屋建成后不久,也有少数工程在施工期已产生明显的不均匀沉降的砖墙裂缝:超载裂缝大多出现在荷载突然增加,如大梁拆除支顶时可能在梁底砖上出现裂缝;温度裂缝大多出现在经过夏季或冬季后。

2.3 根据裂缝发展与变化情况区分裂缝原因

沉降裂缝随时间逐渐发展,裂缝的宽度和长度随着地基变形的加大而增加,地基变形稳定后裂缝不再发展;温度裂缝形成后,裂缝宽度和长度随着气温的变化而变化,但总的趋势是裂缝不会不停的扩展恶化;超载裂缝如荷载已接近临界值,则裂缝不断发展,可能导致结构破坏、建筑物倒塌。

3 砌体裂缝的控制和防范措施

3.1 结构规范整体控制

地基和基础措施方面加以控制,避免采用建筑平面形状复杂,阴角多的平面布置,避免立面体形变化过大,将体形复杂、荷载和高低差异大的建筑物用沉降缝分成若干个单元,加强上部结构和基础的刚度,同一建筑物尽量采用同一类型基础并埋置于同一土层中。

在建筑物的平面布置设计中,结构的平面形状应力求规则对称,如建筑物过长,或平面形状不规则,应尽量采用“伸缩缝”将其分成若干独立规则单元,“以放为主,抗放兼施”,以避免由于墙体温度变化产生竖向开裂。对伸缩缝的设置,应严格按规范每隔一定距离留一条“伸缩缝”。在建筑物的竖向设计时,应力求按竖向规范规则,尽可能不出现错层,尽量使屋面的标高一致,以避免由于温度变化产生的水平裂缝。

3.2 从计算角度控制

(1)由于砌体裂缝主要是由间接作用引起的,而温度变化与材料胀缩系数不同等间接作用引起的砌体附加应力的定量计算目前尚无统一的规范。因此设计人员应根据当地的实际情况,对间接作用可能引起的附加应力给予充分考虑和计算,并对砌体强度进行分析计算,以减少在通常温差下变形裂缝的产生。

(2)选择合理的计算简图,荷载统计和构件计算力求精确,避免产生超载裂缝。

(3)基础选型力求合理,选择合理的持力土层,确定合理的埋置深度,减小基础归并系数。

3.3 结构构造控制

(1)设置钢筋混凝土圈梁,提高墙体的整体性。

在建筑顶层每个开间、在错层处及屋面不等高处必须设置圈梁;顶层外圈梁应设计为暗圈梁,不宜外露,这样可使外圈粱免受阳光直接照射或大气影响;无论“女儿墙”高低,均要设置钢筋混凝土压顶圈梁,并与“构造柱”连为整体,以抵抗裂缝的产生。

(2)除据规范要求设置“构造柱”外,还应在第一、二开间所有纵横墙相交处及门窗洞口两侧设置构造柱,并在大于3m墙段增设墙中构造柱,以提高建筑物的整体刚度和墙体的可延性,使墙体的抗裂能力得到进一步的加强。

(3)在屋面设置纵横向分隔缝将整个屋面划分成若干个长度较小的独立单元,以减小屋面板的总变形值。横向分隔缝宜每隔三个开问设一道,横向进深大于10m时宜在屋脊处设一道纵向分隔缝,分隔缝宽宜为20m,采用油膏或沥青麻丝嵌缝。

(4)在房屋顶层端部第一、二开间范围内的墙体采用配筋砌体,即每隔5皮砖在水平灰缝内加配2钢筋,并在第一、二开问范围内拉通,与“构造柱”钢筋结合。提高顶层砌体砂浆强度和砌体强度,顶层用砖不宜低于MU10,砌筑砂浆强度不应低于M5,以提高墙体抗裂能力。

4 结语

砌体裂缝是建筑工程的通病,成因复杂,以上论述不可能面面俱到,但在设计、施工中应严格按照规范、采取合理措施,就能把砌体裂缝控制在极小的程度内。在对裂缝采取控制和修补之前一定要深入调查建筑物的地基情况、建筑结构设计、建筑施工、建筑材料、建筑使用等,综合分析,才能做到措施得当“对症下药”。

摘要：本文对砌体结构裂缝产生的原因作了分析,并提供了一些相关处理方法以供参考。

关键词：砌体,裂缝,地基不均匀沉降,温度收缩,承载力不足