淺談墻體裂縫的成因及有效控制
關(guān)鍵詞：墻體裂縫；原因分析；防治措施；裂縫處理
墻體作為建筑物的重要承重構(gòu)件及圍護(hù)結(jié)構(gòu)，依據(jù)墻體在建筑中的位置不同，有外墻、內(nèi)墻之分，它起分隔室內(nèi)、外空間和擋風(fēng)、阻雨、保溫、隔熱等作用。墻體在建設(shè)和使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)不同形式、不同寬度的裂縫，這些裂縫不僅影響建筑外觀造型和使用功能，而且影響到結(jié)構(gòu)的承載力，嚴(yán)重者甚至引起房屋的倒塌。
一、墻體中常見(jiàn)的裂縫分類(lèi)
1、地震裂縫。地震對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的影響十分大，通常造成墻體出現(xiàn)水平裂縫、斜裂縫、“X”形裂縫，嚴(yán)重的出現(xiàn)歪斜甚至倒塌。水平裂縫是由于墻肢較窄，在地震作用下墻體受彎、受剪的緣故。在大開(kāi)間的縱墻上。窗間墻的上下端會(huì)產(chǎn)生的。斜裂縫一般屬于主拉應(yīng)力超過(guò)砌體強(qiáng)度所引起的剪切破壞現(xiàn)象，墻體開(kāi)裂后出現(xiàn)滑移、碎落等現(xiàn)象，直至局部倒塌、壓塌。“X”形裂縫由于建筑物墻體受地震反復(fù)作用，由斜裂縫發(fā)展而來(lái)。
2、干縮裂縫。干漲濕縮是自然界的普遍現(xiàn)象，組成砌體結(jié)構(gòu)的各組成材料的含水率不同，受干漲濕縮影響也不協(xié)調(diào)，因此產(chǎn)生了各種收縮裂縫。收縮裂縫的形態(tài)有，在墻體中部出現(xiàn)的階梯形裂縫，環(huán)塊體周邊灰縫的裂縫；在外墻的窗下墻出現(xiàn)豎向均勻裂縫，山墻等大墻面出現(xiàn)的豎向、水平向裂縫。
3、溫度性裂縫。溫度性裂縫是墻體中最常見(jiàn)的，常出現(xiàn)于不同材料的交接處。由于墻體與屋蓋之間的相互支撐和約束，當(dāng)溫度升高時(shí)，墻體限制了屋蓋的伸長(zhǎng)變形，從而導(dǎo)致屋蓋處于受壓狀態(tài)而墻體則處于受拉和受剪狀態(tài)。房屋中屋頂溫差較大，頂層端部墻體的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力最大，墻體開(kāi)裂現(xiàn)象亦較嚴(yán)重。通常，此處外縱墻和橫墻的門(mén)、窗洞口處易產(chǎn)生呈八字形分布的裂縫，有的還在屋蓋與墻體之間產(chǎn)生水平裂縫，縱、橫墻交接處出現(xiàn)包角裂縫。這些裂縫均是由于墻體中的主拉應(yīng)力或剪應(yīng)力超過(guò)砌體的抗拉或抗剪強(qiáng)度所導(dǎo)致的。此外，負(fù)溫差和砌體干縮共同作用下，房屋的中部可能產(chǎn)生拉應(yīng)力，繼而在墻體中形成上下貫通裂縫。
4、地基不均勻沉降引起的裂逢，裂縫特征：一般成斜裂逢，且裂縫走向凹陷處。房屋在建成后，地基一般都會(huì)下沉。特別是當(dāng)房屋的長(zhǎng)高比較大、地基土較軟，或地基土層分布不均勻、土質(zhì)差別很大，或房屋高差較大、荷載分布極不均勻時(shí)，都有可能產(chǎn)生過(guò)大的不均勻沉降，沉降大的部位與沉降小的部位發(fā)生相對(duì)位移，在墻體中產(chǎn)生剪力和拉力，當(dāng)這種附加內(nèi)力超過(guò)墻體本身的抗拉抗剪強(qiáng)度時(shí)，使墻體產(chǎn)生附加應(yīng)力，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。
5、結(jié)構(gòu)超載裂縫。隨著結(jié)構(gòu)使用功能的轉(zhuǎn)變和砌體材料強(qiáng)度的降低，加之砂漿和磚這兩種材料的彈性模量、橫向變形和強(qiáng)度不相同。當(dāng)外部荷載超過(guò)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)而形成了受壓、受拉和受剪裂縫等破壞形態(tài)。
二、砌體結(jié)構(gòu)裂縫控制的措施
1、地震裂縫控制要點(diǎn)。建筑物要完全避免地震裂縫是完全做不到的。只能采取適當(dāng)措施，做到小震不裂或少裂、大震不倒，建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)本地區(qū)抗震等級(jí)合理進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)；施工時(shí)保證必要的構(gòu)造要求和施工質(zhì)量；合理設(shè)置抗震縫。
2.防止干縮裂縫，可采用下列措施:1）選用干縮值低的墻材�？刂破鲋䲡r(shí)材料的含水量(先讓材料干縮后砌墻)。采用低強(qiáng)度砂漿和長(zhǎng)度小的磚塊，可以避免磚塊的斷裂，并將細(xì)小裂縫均勻分散到各個(gè)垂直的灰縫隙中，避免變形和應(yīng)力集中，累加出現(xiàn)大裂縫。2）面積較大的墻體采用在墻體內(nèi)增設(shè)構(gòu)造梁柱的構(gòu)造措施。如墻體長(zhǎng)度超過(guò)5m，可在中間設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱當(dāng)墻體高度超過(guò)3m(120mm厚墻)或4m(≥180mm厚墻)時(shí)，須在墻中腰處增設(shè)鋼筋混凝土腰梁，或設(shè)置伸縮縫。3）嚴(yán)格控制以膠凝材料為原料的砌塊的齡期，不足28d的不應(yīng)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。4）正確掌握各種砌塊使用時(shí)的含水率。輕集料混凝土空心砌塊和蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊砌筑時(shí)的含水率分別控制為5%-8%和15%-20%以內(nèi)。砌體在生產(chǎn)儲(chǔ)存期、運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)堆放等均要防止被水浸濕，雨季還應(yīng)做好對(duì)砌塊和砌體的遮蓋。施工時(shí)，一般提前1-2d灑水稍作濕潤(rùn)。
3.防止主要由溫度變化引起的砌體結(jié)構(gòu)開(kāi)裂，可取下列措施：1）設(shè)置保溫層或隔熱層。當(dāng)采用整體式或裝配式的鋼筋混凝土屋蓋時(shí)，宜在屋蓋上設(shè)置保溫層或隔熱層；2）設(shè)置控制縫。在屋蓋的適當(dāng)部位設(shè)置控制縫，控制縫的間距不大于30m；3）設(shè)置分隔縫。當(dāng)采用現(xiàn)澆混凝土挑檐的長(zhǎng)度大于12m時(shí)，宜設(shè)置分隔縫，分隔縫的寬度不應(yīng)小于20mm，縫內(nèi)用彈性油膏嵌縫；4）設(shè)圈梁。在非地震地區(qū)，在房屋頂層宜設(shè)鋼筋混凝土圈梁。若采用鋼筋混凝土圈梁，圈梁不宜外露。若不設(shè)圈梁，可在屋蓋四周檐口下的砌體中，配置適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)角鋼筋。
4.為防止地基不均勻沉降引起的墻體開(kāi)裂，可采取以下措施。（1）加強(qiáng)地基勘察。地質(zhì)勘察時(shí)，要探明局部軟弱土層。對(duì)照勘探報(bào)告，辨別土層成分，防止因未作土樣分析而將某些特性土，如膨脹土、濕陷性黃土當(dāng)作一般土處理。對(duì)發(fā)現(xiàn)的軟弱土部分，應(yīng)處理后，方可進(jìn)行基礎(chǔ)施工。（2）設(shè)置沉降縫，沉降縫必須自基礎(chǔ)起將兩側(cè)房屋在結(jié)構(gòu)構(gòu)造上完全分開(kāi)，一般在以下部位設(shè)置沉降縫：建筑平面的轉(zhuǎn)折部位、高度差異或荷載差異處、長(zhǎng)高比過(guò)大的房屋適當(dāng)部位、地基土的壓縮性有顯著差異處、基礎(chǔ)類(lèi)型不同處、分期建造房屋的交界處；（3）加強(qiáng)房屋結(jié)構(gòu)的整體剛度和強(qiáng)度，宜采用以下主要措施：①合理的結(jié)構(gòu)布置，控制軟土地基上房屋的長(zhǎng)高比，長(zhǎng)度與高度之比L/H不宜大于2.5（其他地基上可適當(dāng)大些）；平面形狀力求簡(jiǎn)單，體型較復(fù)雜時(shí)，宜用沉降縫將其劃分為若干平面形狀規(guī)則且剛度較好的單元；房屋各部分高差不宜過(guò)大，對(duì)于空間剛度較好的房屋，連接處的高差不宜超過(guò)一層，超過(guò)時(shí)，宜用沉降縫分開(kāi)；②合理布置承重墻體，應(yīng)盡量將縱墻拉通，并隔一定距離（不大于房屋寬度的1.5倍）設(shè)置一道橫墻且與縱墻可靠連接；③設(shè)置鋼筋混凝土圈梁，圈梁有加強(qiáng)縱、橫墻連接、提高墻柱穩(wěn)定性、增強(qiáng)房屋的空間剛度和整體性、調(diào)整房屋不均勻沉降的顯著作用。④在墻體上開(kāi)洞時(shí)，宜在開(kāi)洞部位配筋或采用構(gòu)造柱及圈梁加強(qiáng)。
5、結(jié)構(gòu)超載裂縫控制要點(diǎn)。砌體房屋的功能不能隨意改變，不能在樓面上隨意安放設(shè)備、施加動(dòng)力荷載；不能隨意改變砌體房屋的受力形式，尤其是不能破壞承重結(jié)構(gòu)；對(duì)于房齡較長(zhǎng)的砌體房屋，要適當(dāng)減輕樓(屋)面荷載，以免房屋產(chǎn)生超載裂縫。
6、防治因設(shè)計(jì)或施工原因而產(chǎn)生的墻體裂縫。當(dāng)施工或材料質(zhì)量低劣時(shí)，墻體裂縫呈不規(guī)則狀，且分布不均勻，但當(dāng)施工順序不合理時(shí)，則能產(chǎn)生較集中的明顯裂縫。防治措施（1）設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行荷載的不利組合分析，認(rèn)真驗(yàn)算砌體強(qiáng)度、驗(yàn)算砌體局部承壓，當(dāng)局部承壓不足時(shí)應(yīng)設(shè)置砼墊塊；各構(gòu)件剛度應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定的變形要求；做好屋面保溫層設(shè)計(jì)。（2）嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)，對(duì)不合格的材料堅(jiān)決不用。嚴(yán)格按規(guī)范施工。砌體應(yīng)上、下錯(cuò)縫，內(nèi)外搭接，水平灰縫及豎向灰縫應(yīng)飽滿。嚴(yán)禁以鋪漿代替灌縫，轉(zhuǎn)角和交換處應(yīng)同時(shí)砌筑，半磚使用率不得超過(guò)5%.（3）認(rèn)真分析房屋結(jié)構(gòu)，合理安排施工工序，應(yīng)先建主體后建附屬，先建重而高部分，后建輕而低部分，對(duì)大面積現(xiàn)澆板，應(yīng)設(shè)置后澆帶。（4）對(duì)沉降縫、伸縮縫等，一定要將縫內(nèi)雜物剔除干凈，使縫能正常發(fā)揮作用。（5）承重或非承重構(gòu)造柱與墻體間應(yīng)設(shè)2φ6拉結(jié)筋，間距為八皮磚，每端伸入墻內(nèi)1米或至洞口邊。（6）預(yù)制過(guò)梁遇構(gòu)造柱，當(dāng)搭接長(zhǎng)度不足250毫米時(shí)，應(yīng)改為現(xiàn)澆，伸入構(gòu)造柱內(nèi)�！�
三、建筑工程砌體結(jié)構(gòu)裂縫處理與加固措施
在砌體裂縫出現(xiàn)的原因分析清楚以后,則應(yīng)按裂縫砌體的危害程度采用不同的加固補(bǔ)救措施。
1、裂縫較細(xì),裂縫數(shù)量較少時(shí)。當(dāng)裂縫較細(xì),裂縫數(shù)量較少,但裂縫已基本穩(wěn)定時(shí),可采用灌漿加固方法。對(duì)灌漿加固的強(qiáng)度,必要時(shí)可做試驗(yàn)。試驗(yàn)的方法是,用同樣的材料做兩個(gè)或四個(gè)試驗(yàn)體柱。分為兩組,一組用壓力機(jī)先壓漿,再灌漿。然后對(duì)兩組砌體柱作破壞試驗(yàn),進(jìn)行對(duì)比,如灌漿補(bǔ)強(qiáng)的砌體與原砌體強(qiáng)度基本相同,則認(rèn)為補(bǔ)強(qiáng)合格。根據(jù)以往的試驗(yàn)表明,灌漿加固后的砌體可以達(dá)到甚至超過(guò)原砌體的強(qiáng)度。
灌漿用的材料有純水泥漿、水泥砂漿、水玻璃砂漿或水泥石灰漿,見(jiàn)表1。當(dāng)砌體修補(bǔ)中,可用純水泥漿,因純水泥漿的可灌性較好,可順利地貫通外露的孔隙,對(duì)于寬度為3mm左右的裂縫可以灌實(shí)。若裂縫寬度為大于5mm時(shí),可采用水砂漿。裂縫細(xì)小時(shí),可采用壓力灌漿。稀漿適用于0.13mm～1mm寬的裂縫;稠漿適用于1mm～5mm的裂縫;砂漿適用于寬度大于5mm的裂縫。
以純水泥漿補(bǔ)強(qiáng)為例,其施工順序?yàn)?
步驟一,清理裂縫,使裂的通道貫通無(wú)堵塞；
步驟二,用加有促凝劑的1:2水泥砂漿嵌縫,以避免灌漿時(shí),漿體外溢;
步驟三,用電鉆或手錘在裂縫偏上端制成灌漿洞孔,或灌漿嘴;
步驟四,用1:10的稀水泥漿沖洗裂縫一遍,并檢查裂縫通道的流通情況,同時(shí)將裂縫周邊的砌體潤(rùn)濕;
步驟五,灌入3:7或2:8的純水泥漿;
步驟六,將裂縫補(bǔ)強(qiáng)處局部養(yǎng)護(hù)。
施工時(shí)用壓力灌漿。其順序與上述相仿,但須增加在嵌縫后,用0.12MPa～0.0125MPa的壓縮孔氣檢查通道泄漏程度,如泄漏太大,應(yīng)補(bǔ)漏封閉。
對(duì)于水平的通長(zhǎng)裂縫,可沿裂縫鉆孔,做成銷(xiāo)鍵,以加強(qiáng)兩邊砌體的共同作用。銷(xiāo)鍵直徑25mm,間距250mm～300mm,深度可以比墻厚小20mm～25mm。做完銷(xiāo)鍵后再進(jìn)行灌漿,灌漿方法同上。
2、裂縫較寬但數(shù)量不多時(shí)
裂縫較寬但數(shù)量不多時(shí),可在裂縫相交的灰縫中,用高標(biāo)號(hào)砂漿和細(xì)鋼筋填縫,也可用塊體嵌補(bǔ)法,即在裂縫兩端及中部用鋼筋混凝土楔子或扒鋸加固。
3、當(dāng)裂縫較多時(shí),可用局部鋼筋網(wǎng)外抹水泥砂漿予以加固。鋼筋網(wǎng)可用Φ6@100～300(雙向)或Φ4@100～200。用混凝土楔子或膨脹螺栓固定于墻體上,楔子或螺栓間距500mm左右,應(yīng)梅花型布置。施工前墻體抹灰應(yīng)刮干凈,抹水泥砂漿前應(yīng)將砌體潤(rùn)濕,抹水泥砂漿后應(yīng)養(yǎng)護(hù)至少7d。
4、墻體開(kāi)裂比較嚴(yán)重時(shí)
墻體開(kāi)裂比較嚴(yán)重,為了增加房屋的整體剛性,則可以在房屋墻體一側(cè)或兩側(cè)增設(shè)鋼筋混凝土圈梁。圈梁用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C15～C20,截面至少120mm×180mm,配筋可采用4Φ10～4Φ14,鋼筋Φ6@200～250,每隔1.5m～2.5m(應(yīng)有牛腿或螺栓)錨固件等伸進(jìn)墻內(nèi)與墻拉結(jié)好,并承受圈梁自重。澆筑圈梁時(shí)應(yīng)將墻面鑿毛、潤(rùn)水,以加強(qiáng)粘結(jié)。
四、只有嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)砌體規(guī)范,從生產(chǎn)、設(shè)計(jì),施工,監(jiān)督等方面層層把關(guān)采取合理有效的控制措施,就能有效控制砌塊墻體開(kāi)裂的質(zhì)量通病,消除墻體結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全隱患。對(duì)于砌體結(jié)構(gòu)的裂縫我們不能小視，應(yīng)盡早發(fā)現(xiàn)盡早處理。
