砌體結(jié)構(gòu)裂縫的成因與控制方法
【摘要】砌體結(jié)構(gòu)裂縫問題影響著建筑物的使用年限及正常使用。為此，本文對(duì)裂縫問題的成因以及控制方法和處理進(jìn)行探討和研究。通過科學(xué)、技術(shù)等方面采取有針對(duì)性的防裂措施，減少裂縫的產(chǎn)生，提高建筑物的質(zhì)量，為社會(huì)提供更為優(yōu)良的建筑物。
【關(guān)鍵詞】 砌體裂縫；成因；控制
1. 概況在多層砌體結(jié)構(gòu)建筑物中，墻體裂縫多有發(fā)生，裂縫出現(xiàn)的時(shí)間因不同的建筑物而異，有的出現(xiàn)早，有的出現(xiàn)晚，但多發(fā)生在新建房屋的1～3年內(nèi)；縫寬不等，較寬者有，嚴(yán)重者形成貫穿性裂縫。砌體結(jié)構(gòu)裂縫問題已經(jīng)是一個(gè)普遍性的問題，它不僅影響了建筑物的正常使用，降低了建筑功能，縮短了使用年限，而且對(duì)抗震也是極為不利的，尤其是在住宅商品化的今天，這個(gè)問題已日益引起開發(fā)商和居民的普遍關(guān)注，因此，如何控制砌體結(jié)構(gòu)房屋墻體開裂的問題是擺在工程技術(shù)人員面前的新課題。
2. 裂縫的成因及類型
產(chǎn)生裂縫的原因是多方面的，歸納起來主要有兩方面：一是由外荷載（包括靜、動(dòng)荷載）變化引起的裂縫，二是由變形引起的裂縫（主要有溫度變化，不均勻沉陷或膨脹等變形產(chǎn)生應(yīng)力而引起的裂縫）。在砌體結(jié)構(gòu)的民用建筑中，砌體裂縫絕大部分是由于變形引起的，溫度變化是引起墻體開裂的主要因素。由于磚砌體的線膨脹系數(shù)和鋼筋混凝土線膨脹系數(shù)當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，二者產(chǎn)生變形差異。此外，由于建筑物中的構(gòu)件大多屬于超靜定桿件，具有多個(gè)約束，對(duì)由于溫度變化所引起的變形將予以限制，從而會(huì)在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生溫度應(yīng)力。對(duì)墻體與混凝土之間的變形差異勢(shì)必在砌體中產(chǎn)生很大的拉力和剪力，這些力超過一定限度時(shí)，砌體就產(chǎn)生錯(cuò)位裂縫，溫度裂縫是造成墻體早期開裂的主要原因。由于溫度應(yīng)力和變形而產(chǎn)生的裂縫具有“頂層重下層輕”、“兩端重中間輕”、“陽面重陰面輕”的特點(diǎn)與規(guī)律，裂縫的類型及其產(chǎn)生的原因可具體分為如下5種：
2.1八字形裂縫。主要出現(xiàn)在橫墻與縱墻兩端部，此種裂縫屬正八字形的熱脹裂縫，隨溫度升降而變化，其原因是由于設(shè)計(jì)與施工中的缺陷，使屋面保溫層的熱阻減少甚至失敗，致使屋面板溫度變形大于砌體溫度變形，當(dāng)產(chǎn)生一定的溫度應(yīng)力的，屋面板的推力就傳給墻體，并因墻體溫度附加應(yīng)力在房屋兩端較大，當(dāng)砌筑砂漿強(qiáng)度較低時(shí)，則易發(fā)生剪力產(chǎn)生的主拉應(yīng)力，當(dāng)超過砌體抗拉極限時(shí)，墻體即出現(xiàn)八字形開裂。
2.2倒八字形裂縫。屬冷縮裂縫，主要出現(xiàn)在縱橫墻兩端的窗洞口處，尤以頂層兩端窗洞口處最嚴(yán)重。由于墻體冷縮附加應(yīng)力在墻體兩端較大，當(dāng)房屋收縮變形大于墻體時(shí)，在門窗洞口處產(chǎn)生應(yīng)力相對(duì)集中而導(dǎo)致形成倒八字形裂縫，使墻體開裂。
2.3水平裂縫。多見于頂層橫墻、縱墻、“女兒墻”及山墻處。當(dāng)屋面保溫隔熱較差，屋面板受熱膨脹對(duì)墻體產(chǎn)生水平推力，由于墻體在端部收縮要大于中部且砌體抗剪能力較低，使縱橫墻與屋蓋的接觸面上產(chǎn)生水平裂縫。
2.4垂直裂縫。主要出現(xiàn)在窗臺(tái)墻處、過梁端部及樓層錯(cuò)層外。此種裂縫主要由于溫度變化，墻體受到樓板的拉力作用，在門窗洞口處產(chǎn)生應(yīng)力集中效應(yīng)而拉裂，或因冷縮變形，在與墻體之間變形差異最大的鋼筋混凝土上梁端和樓板錯(cuò)層外，引起墻體重直開裂。
2.5X形裂縫。多數(shù)沿砌體灰縫開裂，主要受房屋熱脹冷縮的反復(fù)作用形成，而底層墻體產(chǎn)生的X形裂縫則是由于基礎(chǔ)不平整或不均勻沉降引起。
3. 對(duì)砌體裂縫的主動(dòng)控制砌體結(jié)構(gòu)裂縫一旦產(chǎn)生，就會(huì)降低建筑物的使用功能，嚴(yán)重裂縫還會(huì)影響結(jié)構(gòu)安全，同時(shí)對(duì)裂縫進(jìn)行“加固補(bǔ)強(qiáng)”困難較大，因此防止、控制砌體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫是十分重要的，尤其是在地震區(qū)更為重要，否則將產(chǎn)生嚴(yán)重后果。
3.1從計(jì)算角度控制。由于砌體裂縫主要是由間接作用引起的，而溫度變化與材料脹縮系數(shù)不同等間接作用引起的砌體附加應(yīng)力的定量計(jì)算目前尚無統(tǒng)一的規(guī)范，因此設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，對(duì)間接作用可能引起的附加應(yīng)力給予充分考慮和計(jì)算，并對(duì)砌體強(qiáng)度進(jìn)行分析計(jì)算，以減少在通常溫差下變形裂縫的產(chǎn)生。
3.2規(guī)范結(jié)構(gòu)控制。為控制裂縫的產(chǎn)生，在建筑物的平面布置設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)的平面形狀應(yīng)力求規(guī)則對(duì)稱，如平面形狀不規(guī)則，應(yīng)盡量采用“伸縮縫”將其分成若干獨(dú)立規(guī)則單元，“以放為主，抗放兼施”，以避免由于墻體溫度變化產(chǎn)生豎向開裂。對(duì)伸縮縫的設(shè)置，設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定一般較靈活，沒有嚴(yán)格和明確規(guī)定，設(shè)計(jì)方法均由設(shè)計(jì)人員自行處理。根據(jù)多年實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，只要按規(guī)范每隔一定距離留一條“伸縮縫”，按“留縫就不裂”的簡單方法，在一般情況即可得到基本控制。在建筑物的豎向設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)力求按豎向規(guī)范規(guī)則，盡可能不出現(xiàn)錯(cuò)層，以避免由于溫度變化產(chǎn)生的水平裂縫。
3.3構(gòu)造控制
3.3.1加強(qiáng)設(shè)置鋼筋砼圈梁，提高墻體的整體性。在建筑頂層每個(gè)開間、在錯(cuò)層處及屋面不等高處必須設(shè)置圈梁；頂層外圈應(yīng)設(shè)計(jì)為暗圈梁，不應(yīng)外露，這樣可使外圈梁免受陽光直接照射或大氣影響；無論“女兒墻”高低，均要設(shè)置鋼筋混凝土壓頂
