浅析砌体结构裂缝原因及防治措施

　　摘要:砌体结构开裂是非常普遍存在的技术问题,由于导致裂缝因素的多元性和不定性,裂缝问题一直受到人们的关注。本文通过对砌体结构经常出现的裂缝进行归类分析其成因,并根据裂缝的特征及发展提出控制措施。

　　关键词：建筑物 砖砌体裂缝 原因 防治措施

　　Abstract: the masonry structure crack is very common problems of technology, because the diversity of factors led to crack and qualitative, the crack problem has been concerned. This article through to the masonry structure of cracks often classified by analyzing the causes, and according to the characteristics and development of cracks in the proposed control measures.

　　Keywords: building brick masonry crack causes prevention and control measures

　　中图分类号：U415.6 文献标识码：A 文章编号：

　　1 产生裂缝的原因

　　1.1温差变形引发的砖砌体裂缝。这类裂缝较典型和普遍的是建筑物顶层两端内外纵墙上的斜裂缝，其形状呈“八”字型或“X”型，且呈对称性，但有时仅一端有，轻微者仅在两端1～2个开间内出现，严重者会发展至房屋两端1/2纵长范围内，并由顶层向下几层发展。此类型缝对那种刚性屋面平屋顶、未设变形缝和隔热层的房屋，更易发生。产生的直接原因是混凝土结构屋面变形大，下部墙体变形小，墙体受剪、受拉的结果。具体的机理可认为是：在阳光照射下(特别是南方地区)屋面板温度可高达60～70摄氏度，而在其下的砖砌体仅为30～35摄氏度，如此大的温差，加上混凝土膨胀系数比砖砌体近似大一倍，则根据王铁梦《工程结构裂缝控制》一书中提出的计算理论和公式，可计算出砌体中的主拉应力。设有一平屋顶建筑，顶板厚80mm，砖墙厚370mm，两纵墙的间距为6m，建筑物总长60m;则可以计算出沿灰缝截面破坏时的最大主拉应力为0.55MPa，而砖砌体本身的抗拉强度仅为0.25MPa，则温差引起的砌体主拉应力大于砌体本身抵抗力的2.2倍。由此可知墙体的主拉应力与温差成正比。当屋面向两端热胀时，致使下部砌体出现正“八”字缝，当冷缩时，就出现倒“八”字缝，一胀一缩则易出现“X”字缝。同理，温差裂缝尚有屋面板底部附近或顶层圈梁附近，出现沿外墙顶部的纵向水平裂缝和包角裂缝，沿窗上下角水平裂缝，女儿墙根部水平裂缝等等。对于屋面板底部附近或顶层圈梁附近，出现沿外墙顶部的纵向水平裂缝和包角裂缝，原因是屋面板或圈梁的伸缩比下部墙体的伸缩大，从而产生的推、拉力所致;包角裂缝实际上是水平裂缝的一种形式，是外横墙和纵墙的水平裂缝连接起来形成的。有时，外纵墙的水平裂缝也会出现在顶层的窗台水平处。窗上角水平裂缝，原因是窗上过梁的温差变形和收缩在梁端达到最大值，而砌体在这些部位却没有适应梁端部变位的余地，变形达到一定数值后，引起局部承拉而开裂。女儿墙根部水平裂缝，原因是屋面板在高温下的温度变形比女儿墙的温度变形大，所以屋面板膨胀变形推挤女儿墙，使女儿墙根部的砌体外移或女儿墙外倾形成水平裂缝。

　　1.2基础不均匀沉降引起的裂缝。砖混结构房屋墙体开裂的另一个主要原因是建筑物基础不均匀沉降引起的裂缝。当基础不均匀沉降时，建筑物局部产生不规则变形，基础不足以调整因沉降差而产生应力时，便会使砖砌体的薄弱部位产生不同程度的拉应力和剪应力，当砌体的抗拉、抗剪强度不足以抵抗变形应力时，墙体便会产生裂逢。基础不均匀沉降引起的裂缝一般在建筑物下部，由下往上发展，呈“八”字型、倒“八”字型、水平及竖向裂缝。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”字裂缝，且首先在窗对角突破，往上逐渐减轻;反之，当两端沉降过大，则在房屋两端由上往下形成倒“八”字裂缝，也首先在窗对角突破，向下逐渐减轻，还可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖向裂缝;当某一端下沉过大时，则在某端形成沉降端高的斜裂缝。引起基础不均匀沉降的原因主要有如下几点：(1)房屋建于土质差别较大的地基上;(2)建筑物基础深浅差别较大;(3)相邻建筑物的高度、荷重、结构刚度差别较大，基础处理不当造成不均匀沉降;(4)建于软弱土质上，如在淤泥、淤泥质土、杂填土上，即使上部结构均匀，但由于压缩模量较小，强度较低，变形较大，因荷载差异也会引起不均匀沉降;(5)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;(6)建筑物使用不当。随意改变房屋用途，增大荷载，在室内地面堆放超设计要求的大面积荷载，使地基附加应力剧增，导致建筑物不均匀沉降，墙体开裂。(7)建筑物平面形状复杂，立面变化过大，长度过大且不设沉降缝等，也会产生不均匀沉降。

　　1.3其它裂缝。这些裂缝包括：混凝土构件变形导致的砌体裂缝，如当挑梁上填充墙、梁相继同步施工致使挠度过大，其上砌体产生内低外高斜裂及与外纵墙之间的竖缝等;砌体本身承载力不足如砖柱承载不足时在下部1/3高度处出现的竖缝;砌体构造要求不良如施工洞留置和拉结筋放置不当造成的洞边缝，施工质量差造成的裂缝，如砌体通缝，灰缝砂浆不饱满，含水率掌握不当，脚手眼设置不当，组砌不当等。

　　2 缝的处理

　　对于砌体裂缝的处理,从安全性方面考虑,对受力裂缝都应采取措施进行处理。对非受力产生的纵横墙连接处通长竖向裂缝、最大宽度大于5mm的墙身裂缝和宽度大于1.5mm的砖柱裂缝必须采取措施进行处理;从正常使用性方面考虑,对宽度大于1.5mm的墙身裂缝及出现裂缝的砖柱应采取措施进行处理。

　　砌体裂缝是房屋结构缺陷的最直接反映,部分应采取加固措施进行处理。常用的砌体承载能力及稳定性加固方法有扶壁柱法和钢筋网水泥砂浆法,砖柱有截面增大法和外包角钢法。

　　2.1扶壁柱法加固砌体

　　扶壁柱法分砖扶壁柱法和混凝土扶壁柱法两种。砖扶壁柱法增设的扶壁柱与原砌体的连接可采用插筋法或挖镶法实现,以保证两者共同工作。扶壁柱的间距及数量,由计算确定。

　　(1) 对于砖扶壁柱法,考虑到后砌扶壁柱存在着应力滞后,计算加固砖墙承载力时,应对后砌扶壁柱的抗压强度设计值乘以折减系数0.9予以降低,如下式:

　　N≤φ(fA+0.9f1A1)

　　式中:N ——荷载设计值产生的轴向力;

　　φ——高厚比和轴向力偏心距对构件承载力的影响系数,可按《砌体结构设计规范》(GB50003- 2001)规定取用;

　　f、f1 ——原砖墙和新砌砖扶壁柱的抗压强度设计值;

　　A、A1 ——原砖墙和新砌砖扶壁柱的截面面积。

　　(2) 对于混凝土扶壁柱法, 考虑到新浇筑混凝土扶壁柱与原砌体的受力状态有关,并存在着应力滞后,计算加固砖墙承载力时,应对新浇筑混凝土扶壁柱的承载力乘以强度折减系数,轴心受压组合砖砌体承载能力计算如下式:

　　N≤φcon[fA+α(fcAc+ηsfyAs)];

　　式中:N ——荷载设计值产生的轴向力;

　　φcon ——组合砖砌体构件的稳定系数,按《砌体结构设计规范》(GB50003 - 2001) 规定取用;

　　f ——原砖墙抗压强度设计值;

　　A ——原砖墙的截面面积;

　　α——新浇筑混凝土扶壁柱的材料强度折减系数, 若加固时原砌体完好取0.95,若原砌体有荷载裂缝或破损现象取0.9;

　　fc ——扶壁柱新浇筑混凝土面层的轴心抗压强度设计值;

　　Ac ——新浇筑混凝土扶壁柱面层的截面面积;

　　ηs ——受压钢筋的强度系数,厚度60mm以内时取0.9,厚度大于60mm时取1.0;

　　fy、As ——扶壁柱内受压钢筋的抗压强度设计值和截面面积。

　　2.2 钢筋网水泥砂浆法加固砌体

　　钢筋水泥砂浆法加固砌体是指把需加固的砌体两面敷设钢筋网片后粉刷砂浆、喷射砂浆或细石混凝土的加固方法。本方法可较大提高砌体的承载力、抗侧移刚度及砌体的延性。其承载能力计算同轴心受压组合砖砌体。

　　2.3 裂缝的修补

　　对于《民用建筑可靠性鉴定标准》规定可不进行加固处理的裂缝,只需进行裂缝的修补。在裂缝修补前,应先明确裂缝原因和观察裂缝是否稳定，对非受力且已稳定的裂缝可选用以下修补方法。

　　2.3.1填缝修补。填缝修补法有水泥砂浆和配筋水泥砂浆填缝两种。水泥砂浆修补是采用1：3水泥砂浆或掺有107胶的聚合水泥砂浆填入砖缝内的修补方法;配筋水泥砂浆填缝是指砌体每隔4～5皮砖在砖缝内嵌入细钢筋再用水泥砂浆修补的方法。填缝修补通常用于墙体外观维修和裂缝较浅的砌体。

　　2.3.2灌浆修补。由于水泥浆液对墙体的粘结能力非常强，用该方法可使砌体恢复如初。浆液分纯水泥浆液和混合水泥浆液两种，纯水泥浆液是水灰比为0.7～1.0的水泥浆;掺入适量悬浮剂即制成混合水泥浆液，悬浮剂一般采用聚乙烯醇、水玻璃或107胶。灌浆设备由空气压力机、压浆罐、输浆管、和灌浆嘴等组成，其原理是利用空气压力机产生的压缩空气迫使压浆罐内浆液进入墙体裂缝内。

　　3 结语

　　砌体裂缝经过处理，仍能完成结构应具有的功能，对于节约能源、保护环境等方面具有一定的经济效益和社会效益。由于砌体的抗拉，抗剪强度较小，出现裂缝的原因很多，在很大的程度上只能预防。一旦出现裂缝则要注意观察，必要时采取灌浆或加固措施以阻止裂缝的开展。