【摘 要】砌體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫是非常普遍的工程問題,文章針對砌體結(jié)構(gòu)裂縫類型、產(chǎn)生的原因以及預(yù)防控制措施進(jìn)行了分析,僅供參考。 

  【關(guān)鍵詞】砌體結(jié)構(gòu);裂縫;控制   

  砌體結(jié)構(gòu)是由塊體材料和砂漿砌筑而成的以墻、柱作為建筑物主要承重構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)材料來源廣泛、施工工藝設(shè)備簡單,具有良好的耐火性和耐久性。隨著砌體材料技術(shù)和建造技術(shù)的不斷進(jìn)步,砌體結(jié)構(gòu)目前在我國被廣泛地應(yīng)用。與混凝土結(jié)構(gòu)相比,砌體的自重大,抗拉、抗剪、抗彎強(qiáng)度較低。在各種內(nèi)外因素作用下,砌體結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生不同類型的變形和裂縫,使結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性降低;較大的變形會(huì)影響結(jié)構(gòu)安全、使用功能和抗震性能,如外墻及結(jié)構(gòu)層板面的裂縫會(huì)導(dǎo)致滲漏,影響建筑物的使用功能。下面就砌體結(jié)構(gòu)裂縫的類型、成因及預(yù)防控制措施加以分析說明。 

  1 砌體結(jié)構(gòu)的裂縫類型及成因 

  1.1 溫度裂縫 

  溫度的變化會(huì)引起砌體的熱脹冷縮,當(dāng)溫度變化引起的內(nèi)應(yīng)力足夠大時(shí),砌體就會(huì)產(chǎn)生裂縫,這就是溫度縫。以磚砌體為例,混凝土的溫度線膨脹系數(shù)為10x10-6m/℃,磚砌體的溫度線膨脹系數(shù)為5x10-6m/℃。由于砌體與混凝土樓板的溫度線膨脹系數(shù)相差很大,在溫度作用下,樓板變形較大,其下的砌體變形相對較小,使砌體和樓板之間產(chǎn)生變形差,樓板的收縮膨脹在砌體中產(chǎn)生很大的拉力和剪力。在溫度變化的反復(fù)作用下,變形較大的樓板將變形較小的砌體拉剪開裂。 

  溫度裂縫常出現(xiàn)在砌體結(jié)構(gòu)房屋頂層兩端的墻體上,如在門窗洞口兩邊的正八字形斜裂縫、內(nèi)縱墻上的斜裂縫、屋頂圈梁下的水平裂縫等。內(nèi)應(yīng)力在結(jié)構(gòu)內(nèi)的分布情況為:建筑物的兩端大,中間小,頂層和底層大,中間層小。 

  溫度裂縫是造成墻體早期裂縫的主要原因,在所有塊體材料的墻體上比較普遍。不論何種塊體材料,溫度裂縫的形態(tài)沒有本質(zhì)區(qū)別,僅在程度上有所不同,而且分布位置也較集中在建筑物頂層的兩端。在建筑物的底層兩端也有發(fā)現(xiàn),開裂程度低于頂層。溫度裂縫一般經(jīng)過幾個(gè)冬夏之后才逐漸趨于穩(wěn)定。 

  1.2 地基不均勻沉降裂縫 

  建筑物荷載通過基礎(chǔ)傳給地基,使地基受到壓力,地基土受壓產(chǎn)生相應(yīng)的變形。若將建筑物的基礎(chǔ)視為一個(gè)柔性構(gòu)件,假定地基土是近似均質(zhì)的,并且受到均勻荷載的作用,根據(jù)角點(diǎn)法理論,建筑物的中部沉降量大,端部沉降量小。 

  實(shí)際情況是基礎(chǔ)介于完全柔性和完全剛性之間的,基礎(chǔ)的剛度在一定程度上能夠調(diào)整地基反力分布和沉降變形,但是反力分布和沉降變形的總體趨勢改變。若把上部結(jié)構(gòu)看作是一個(gè)構(gòu)件,地基的沉降變形引起上部結(jié)構(gòu)的變形,地基中部沉降量大時(shí),則構(gòu)件產(chǎn)生正彎曲變形。結(jié)構(gòu)中下部受拉,端部受剪,當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超過強(qiáng)度極限時(shí),墻體由于剪力形成的主拉應(yīng)力開裂,裂縫呈正八字形。當(dāng)建筑物端部沉降過大時(shí),會(huì)形成負(fù)彎距,內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的主拉應(yīng)力使墻體產(chǎn)生斜裂縫或倒八字裂縫。 

  不均勻沉降裂縫主要有八字形裂縫、斜裂縫、墻體豎向裂縫、墻體水平裂縫。 

  1.3 干縮裂縫 

  砌塊材料具有干縮濕漲的性質(zhì)。砌塊材料的含水率不同,干縮濕漲影響程度也不一致,受砌體材料反復(fù)干縮濕漲引起的砌體裂縫為干縮裂縫。普通粘土磚在潮濕情況下會(huì)產(chǎn)生較大的濕脹,這種濕脹是不可逆轉(zhuǎn)的變形;其它類型的砌塊材料隨著含水率的降低,材料會(huì)產(chǎn)生較大的干縮變形。干縮變形的特點(diǎn)是早期發(fā)展比較快,以后逐步變慢,幾年后才能停止干縮,但是干縮后的材料受濕后仍會(huì)發(fā)生膨脹,脫水后材料會(huì)再次發(fā)生干縮變形,其干縮率有所減小,約為第一次收縮的80%。 

  干縮裂縫形態(tài)一般有:在墻體中部出現(xiàn)的階梯形裂縫、塊體材料周邊灰縫的裂縫、外墻一二層窗下墻出現(xiàn)的豎向均勻裂縫、山墻等大墻面出現(xiàn)的豎向或水平裂縫。 

  1.4 地震作用裂縫 

  由于砌體材料的脆性性質(zhì),其抗剪、抗拉、抗彎強(qiáng)度都較低。在地震作用下,砌體結(jié)構(gòu)的墻體會(huì)產(chǎn)生不同形式的裂縫,主要有水平裂縫、斜裂縫、交叉裂縫和豎向裂縫。與水平地震作用方向平行的墻體受到平面內(nèi)地震剪力的作用,在地震剪力以及豎向荷載共同作用下,當(dāng)墻體內(nèi)的主拉應(yīng)力超過砌體強(qiáng)度時(shí),墻體就會(huì)產(chǎn)生斜裂縫;當(dāng)墻體受到與平面方向垂直的水平地震剪力發(fā)生平面外受彎時(shí),產(chǎn)生水平裂縫;交叉裂縫是建筑物墻體受地震的反復(fù)作用,由斜裂縫發(fā)展而來。 

  樓梯間是砌體結(jié)構(gòu)受到地震作用較大且抗震薄弱的部位,所以樓梯間的震害往往比較嚴(yán)重。由于樓梯間開間小,水平方向的剛度相對較大,吸收的地震能量較多,加之樓梯間墻體沒有樓蓋形成空間結(jié)構(gòu),墻體沿高度方向缺乏支撐,其空間剛度較差,預(yù)留洞又會(huì)削弱樓梯間墻體的整體穩(wěn)定性,所以在地震作用下,樓梯間墻體易受破壞開裂。 

  墻角由于處于房屋的盡端,結(jié)構(gòu)對其約束作用較弱,地震對房屋的扭轉(zhuǎn)作用比較明顯,所以墻角處的受力比較復(fù)雜,容易產(chǎn)生應(yīng)力集中的不利影響而開裂?v橫墻連接處由于受到兩個(gè)方向地震作用力,受力也比較復(fù)雜,容易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象而使連接處開裂破壞。 

  2 砌體結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)控措施 

  2.1 溫度裂縫的預(yù)控措施 

  2.1.1 設(shè)計(jì)措施 

 。1)為了減小溫度應(yīng)力的影響,可在建筑物中設(shè)置設(shè)伸縮縫,將伸縮縫設(shè)在因溫度作用可能引起應(yīng)力集中、砌體產(chǎn)生裂縫可能性最大的地方,以消除溫度應(yīng)力產(chǎn)生的影響。 

 。2)為了防止或減輕房屋頂層墻體的裂縫,可在屋面設(shè)置保溫隔熱層。屋面的保溫隔熱層或剛性面層及砂漿找平層應(yīng)設(shè)分隔縫,分隔縫的間距小于6m,并與女兒墻隔開,其縫寬不小于30�。保溫層應(yīng)做至挑檐或檐溝處,以防止混凝土結(jié)構(gòu)外露。 

  (3)在屋面板下設(shè)置鋼筋混凝土圈梁,房屋兩端圈梁下的墻體內(nèi)設(shè)置水平鋼筋。墻長超過4米時(shí)設(shè)置構(gòu)造柱,墻高超過3米時(shí)設(shè)置圈梁。在建筑物頂層兩端的門窗洞口兩側(cè)增設(shè)構(gòu)造柱,構(gòu)造柱之間砌體內(nèi)設(shè)置拉結(jié)鋼筋。 

 。4)為了防止或減輕房屋底層墻體的裂縫,在底層窗洞下的外縱墻中,設(shè)置防裂鋼筋,將其錨固在兩側(cè)的構(gòu)造柱中。建筑物底層兩端的門窗洞口兩側(cè)增設(shè)構(gòu)造柱,構(gòu)造柱之間砌體內(nèi)設(shè)置灰縫鋼筋。 

 。5)在墻體轉(zhuǎn)角處、內(nèi)外墻交接處設(shè)置拉結(jié)筋,以增強(qiáng)墻體的抗裂能力。 

  2.1.2 施工措施 

  (1)做好建筑材料使用前的檢測(如水泥、砂和磚),不合格的材料嚴(yán)禁使用。 

 。2)加強(qiáng)對砂漿的質(zhì)量控制,改善砂漿的和易性和保水性,以利于與砌塊的粘接。砌筑前對砌塊澆水濕潤(粘土磚含水率大于10%),以保證與砂漿的粘接性。改進(jìn)施工工藝與施工技術(shù),砌筑接槎、組砌方式正確,砂漿飽滿,灰縫厚度均勻、錯(cuò)縫合理。 

  (3)屋面板設(shè)“后澆帶”。在建筑物縱向的中間部位,屋面板上預(yù)留300mm寬的空隙,鋼筋連通,在屋面板施工完40―60天后用膨脹混凝土澆筑,以減輕屋面板混凝土的收縮變形,減小溫度應(yīng)力等問題,屋面施工應(yīng)盡量避開高溫季節(jié)。 

  2.2 不均勻沉降縫的預(yù)控措施 

  2.2.1 建筑措施 

 。1)建筑物體形力求簡單規(guī)則,避免過于復(fù)雜的平面結(jié)構(gòu)形式。復(fù)雜的建筑物體型會(huì)削弱建筑物整體剛度,在地基條件不良時(shí),盡量采用簡單的建筑體型和平面結(jié)構(gòu)形式。合理設(shè)置沉降縫,利用用沉降縫將建筑物劃分成若干個(gè)剛度較好的獨(dú)立單元,或?qū)⒌鼗两挡煌牟糠址指糸_來。將沉降縫設(shè)置在荷載突變處、建筑平面轉(zhuǎn)折處、地基土軟硬不均變化處。 

  (2)控制建筑物的長高比。建筑物長高比控制在2.5以內(nèi),對于平面簡單,內(nèi)外墻貫通、橫墻間隔較小的結(jié)構(gòu),長高比不宜大于3.0。不符合上述要求時(shí),設(shè)置沉降縫。 

  (3)合理布置縱橫墻體特別是承重墻體,加強(qiáng)主體結(jié)構(gòu)的剛度和整體性。地基不良時(shí)內(nèi)外縱墻盡量貫通,避免在中間或某些部位斷開,使它能起到調(diào)整不均勻沉降的作用。每隔一定距離設(shè)置一道橫墻,與內(nèi)外縱墻連接,以加強(qiáng)房屋的空間剛度,進(jìn)一步調(diào)整建筑物沿縱向的不均勻沉降。減少建筑物端部的門、窗洞口,在底層門窗、地溝洞口周邊設(shè)置鋼筋混凝土邊框。 

  2.2.2 結(jié)構(gòu)措施 

 。1)加強(qiáng)對圈梁和構(gòu)造柱的設(shè)置,尤其要加強(qiáng)頂層圈梁和地圈梁的剛度,以提高砌體結(jié)構(gòu)的整體安全性。圈梁在砌體結(jié)構(gòu)中的作用如同鋼筋混凝土梁內(nèi)的受力鋼筋,當(dāng)結(jié)構(gòu)有沉降變形時(shí),能夠起拉結(jié)作用,減少結(jié)構(gòu)的變形。每道圈梁應(yīng)盡量貫通外墻、承重內(nèi)縱墻、內(nèi)橫墻,并在建筑平面內(nèi)形成閉合系統(tǒng)。對于砌體結(jié)構(gòu),圈梁和構(gòu)造柱組成的框架,能夠有效地約束砌體的變形,防止開裂。 

 。2)選擇適宜的持力層和地基處理方法,減小或調(diào)整基底附加壓力。在某些情況下可采用設(shè)地下室或半地下室、調(diào)整基底尺寸的方式,來調(diào)整或減小基底的附加壓力。要做好地質(zhì)資料的分析,遇到軟弱土地基時(shí)要采取合理的處理方案,地基土軟硬不均勻時(shí)要消除軟弱部分,并做好沉降量的預(yù)先計(jì)算。從耐久性方面分析考慮,基礎(chǔ)選型時(shí)優(yōu)先選擇深基礎(chǔ)和剛性基礎(chǔ)。 

  (3)減輕結(jié)構(gòu)自重,盡量采用高強(qiáng)度輕質(zhì)塊體材料,用輕質(zhì)隔墻代替非承重墻體。 

  (4)進(jìn)行地基沉降變形驗(yàn)算并提出沉降觀測要求。 

  2.2.3 施工措施 

  (1)加強(qiáng)地基驗(yàn)槽工作,當(dāng)?shù)鼗鶎?shí)際情況與地勘報(bào)告不符時(shí)要經(jīng)過技術(shù)論證、提出處理方案后方可施工。精心處理軟土地基和不均勻地基,地基開挖后要按規(guī)范進(jìn)行釬探,發(fā)現(xiàn)有地基不良、地基異常、孔洞坑穴時(shí)應(yīng)妥善處理,然后再進(jìn)行基礎(chǔ)施工。 

  (2)合理安排基礎(chǔ)施工順序,先進(jìn)行層數(shù)較高、荷載較重部分的施工,后進(jìn)行層數(shù)較低、荷載較輕部分的施工;先進(jìn)行深基礎(chǔ)的施工,后進(jìn)行淺基礎(chǔ)的施工。 

 。3)防止對天然地基的擾動(dòng),在淤泥及淤泥質(zhì)土的地基上施工時(shí),盡可能不擾動(dòng)土的原狀結(jié)構(gòu)。 

  2.3 干縮裂縫的預(yù)控措施 

  2.3.1 設(shè)計(jì)措施 

  在墻的高度、厚度突變處或者在門、窗洞口的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置豎向控制縫;在砌體內(nèi)設(shè)置灰縫鋼筋,在建筑物的樓(屋)蓋處、墻體的頂部、窗臺(tái)下部的砌體中設(shè)置配筋帶,加強(qiáng)圈梁、構(gòu)造柱的設(shè)置。 

  2.3.2 施工措施 

  保證砌體的施工質(zhì)量。砌塊要注意排水和防水,潮濕的砌塊不得進(jìn)行砌筑?刂泼刻斓钠鲋叨龋话阈∑鰤K每天的砌筑高度應(yīng)控制在1.8米內(nèi);針對砌塊的特點(diǎn),在砌筑前,不宜提前澆水濕潤,而應(yīng)采取砌筑時(shí)鋪砂漿前,在砌筑面上適量澆水的做法。 

  嚴(yán)格按照操作規(guī)程施工,保證砂漿強(qiáng)度以及灰縫飽滿度,水平灰縫的砂漿飽滿度達(dá)到80%以上;砌筑完成后,要堅(jiān)持灑水養(yǎng)護(hù),以減少砂漿的干燥收縮;墻體轉(zhuǎn)角處和縱橫墻交接處應(yīng)同時(shí)砌筑,臨時(shí)間斷處應(yīng)砌成斜槎,斜槎的水平投影長度不應(yīng)小于高度的2/3;組砌形式正確,一般采用一丁一順,上下順磚錯(cuò)縫的砌筑法,砌筑手法上采用“三一砌墻法”,以提高墻體的整體性。 

  2.4 地震裂縫的預(yù)控措施 

  2.4.1 設(shè)計(jì)措施 

 。1)重視概念設(shè)計(jì),合理選擇砌體結(jié)構(gòu)的受力體系,正確應(yīng)用結(jié)構(gòu)布置原則。合理的選擇受力體系對控制砌體結(jié)構(gòu)裂縫是十分重要的,在地震裂縫的控制上尤為重要。應(yīng)優(yōu)先選擇橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系,縱橫墻布置均勻?qū)ΨQ、上下對齊,同一軸線上的窗間墻寬度均勻。在結(jié)構(gòu)布置時(shí)應(yīng)做到平面體型規(guī)則簡單,避免由于布置不規(guī)則使結(jié)構(gòu)各部分的質(zhì)量和剛度分布不均勻、質(zhì)量中心和剛度中心不重合而導(dǎo)致的震害加重。抗震設(shè)計(jì)中盡量避免采用小肢墻、獨(dú)立的墻垛、柱。合理設(shè)置防震縫。 

 。2)設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱和圈梁。鋼筋混凝土構(gòu)造柱能夠顯著提高結(jié)構(gòu)抗震性能,增強(qiáng)整個(gè)建筑物的延性。在砌體結(jié)構(gòu)中設(shè)置圈梁,能夠加強(qiáng)墻體間的連接以及墻體與樓蓋間的連接。圈梁與構(gòu)造柱一起可以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性和空間剛度,有效約束墻體,限制裂縫的展開,提高墻體的穩(wěn)定性。 

 。3)加強(qiáng)樓梯間的抗震構(gòu)造措施。在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處不宜設(shè)置樓梯間,墻體上不宜開過大的窗洞,不宜設(shè)置過多預(yù)留洞以免削弱墻體。樓梯間圈梁應(yīng)閉合,如被洞口隔斷時(shí)應(yīng)上下搭接,搭接長度不少于圈梁搭接高差的3倍。在樓梯間墻體轉(zhuǎn)角處、門洞口兩側(cè)、梯梁(結(jié)構(gòu)梁)支座位置均應(yīng)設(shè)計(jì)構(gòu)造柱且與圈梁連接。按規(guī)范要求在樓梯墻體內(nèi)設(shè)置構(gòu)造拉接筋和配筋磚帶。 

 。4)加強(qiáng)墻體轉(zhuǎn)角處、縱橫墻連接處的抗震構(gòu)造措施。除按規(guī)范要求設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁外,還應(yīng)做到墻體轉(zhuǎn)角處構(gòu)造柱截面尺寸與墻體厚度相同、轉(zhuǎn)角處構(gòu)造柱箍筋沿墻體全高加密;內(nèi)外墻連接處設(shè)置構(gòu)造柱,盡量設(shè)明柱,加強(qiáng)此處墻體的拉結(jié)措施。 

  2.4.2 施工措施 

 。1)控制砌體施工質(zhì)量等級,保證砌體的砌筑質(zhì)量。因?yàn)槠鲶w結(jié)構(gòu)的墻體屬人工作業(yè),人的操作因素對砌體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量影響很大,所以應(yīng)按規(guī)范要求加強(qiáng)管理,做好砌體施工質(zhì)量等級的控制。要保證砂漿強(qiáng)度及粘結(jié)性,預(yù)防通病的產(chǎn)生;組砌方式、操作工藝正確,灰縫均勻,水平及豎向灰縫砂漿飽滿度符合要求;交接留槎符合施工規(guī)范要求,內(nèi)外墻連接處、墻體轉(zhuǎn)角處要同時(shí)砌筑,嚴(yán)禁留直槎;砌體施工臨時(shí)間斷處補(bǔ)砌時(shí),必須將接槎處表面清理干凈,澆水濕潤,填實(shí)砂漿,灰縫均勻。 

 。2)按施工規(guī)范要求留置架眼和腳手眼,嚴(yán)禁在局部密集留置腳手眼。為保證腳手眼的填塞質(zhì)量,一、二層部位留置的墻體腳手眼,可用干硬性細(xì)石混凝土摻膨脹劑進(jìn)行填塞。 

 。3)重視墻體預(yù)留洞口和開槽砸眼的處理。要減少臨時(shí)洞口的留置數(shù)量,洞口頂部應(yīng)設(shè)置過梁,并設(shè)水平拉接鋼筋。臨時(shí)洞口離側(cè)邊交接處大于500mm,洞口寬度不大于1000mm。墻體內(nèi)管線布置規(guī)范,盡量避免損傷墻體;不得開鑿墻體埋設(shè)管線,不得在墻體上開鑿水平溝槽。 

  3 推行裂縫寬度設(shè)計(jì),根據(jù)裂縫寬度采取預(yù)控措施 

  《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中,對結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的裂縫寬度沒有規(guī)定,防裂措施也沒有對應(yīng)結(jié)構(gòu)的裂縫寬度,因此無法按照結(jié)構(gòu)可能發(fā)生的裂縫寬度采取相應(yīng)的預(yù)防控制措施!兑(guī)范》對防止或減輕墻體開裂的措施規(guī)定得不夠具體,設(shè)計(jì)中應(yīng)計(jì)算可能產(chǎn)生的裂縫寬度,按照可能產(chǎn)生的裂縫寬度進(jìn)行設(shè)計(jì),采取針對性的控制措施。 

  4 結(jié)束語: 

  砌體結(jié)構(gòu)的裂縫是常見的病害,裂縫類型及形成的原因多。要重點(diǎn)從預(yù)防控制措施入手,在設(shè)計(jì)、施工中加強(qiáng)對預(yù)防控制措施的應(yīng)用。要改變重視強(qiáng)度設(shè)計(jì),忽視預(yù)防措施的做法,才能有效地預(yù)防控制。在預(yù)防控制措施中,一些措施具有多種作用,采用時(shí)要綜合考慮。要運(yùn)用多種預(yù)防控制措施,才能產(chǎn)生良好的效果。   

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  [3]施楚賢。砌體結(jié)構(gòu)。中國建筑工業(yè)出版社。2009年。 

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