淺析砌體結(jié)構(gòu)開裂原因及加固方法

關(guān)鍵詞： 砌體結(jié)構(gòu)； 承載力； 開裂原因； 加固方法 

　　 引言 

　　 砌體結(jié)構(gòu)具有悠久的歷史，其具有耐火性好，化學(xué)穩(wěn)定性、大氣穩(wěn)定性好，材料來源廣泛，易于就地取材，隔熱、隔聲性能好，構(gòu)造簡單，價格也較木材、鋼材、水泥便宜等特點，廣泛用于民用建筑中。但是由于設(shè)計、施工等因素易造成砌體裂縫，輕則影響結(jié)構(gòu)的觀感和正常使用，重則影響結(jié)構(gòu)的承載力，甚至引起倒塌�？梢�，研究砌體結(jié)構(gòu)的開裂原因及加固措施是工程界的一項普遍任務(wù)。 

　　 1裂縫產(chǎn)生的原因 

　　 砌體結(jié)構(gòu)裂縫按其成因分為受力裂縫和非受力裂縫兩大類。在各種直接荷載作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂縫稱為受力裂縫；而砌體因收縮、溫度變化、地基沉陷不均等引起的裂縫是非受力裂縫，又稱變形裂縫。造成砌體結(jié)構(gòu)開裂的原因變形占80%左右，受力占20%左右。在很多情況下，裂縫的發(fā)生與發(fā)展往往是大事故的先兆，一旦砌體出現(xiàn)裂縫，必須認(rèn)真分析原因，妥善處理。下面逐一分析砌體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因。 

　　 1.1地基不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫 

　　 地基發(fā)生不均勻沉降后，沉降大的部分砌體與沉降小的部分砌體會產(chǎn)生相對位移，從而使砌體中產(chǎn)生附加的拉力或剪力，當(dāng)這種附加內(nèi)力超過砌體的強(qiáng)度時，砌體中便產(chǎn)生相對裂縫。這種裂縫大致與主拉應(yīng)力方向相垂直，由沉降差可以判斷出砌體結(jié)構(gòu)中主拉應(yīng)力的大致方向，裂縫一般朝向凹陷處（沉降大的部位），其形態(tài)多表現(xiàn)為“”型、“八”字型、“倒八”字型、“X”型以及窗間墻的水平縫和豎縫等。當(dāng)建筑物沉降中間大、兩頭小時，裂縫呈“八”字型；當(dāng)建筑物沉降中間小、兩頭大時，裂縫呈“倒八”字型；“”型裂縫一般發(fā)生在縱橫墻的端部，裂縫通常會通過窗口的對角根部，并由下向上發(fā)展；窗間墻水平裂縫一般在窗間墻的上下對角處成對出現(xiàn)，沉降大的一側(cè)裂縫在下，沉降小的一側(cè)裂縫在上；豎向裂縫一般發(fā)生在縱墻中央的頂部和底層的窗臺處。 

　　 1.2地基凍脹引起的裂縫 

　　 地基土土層溫度降到0℃以下時，凍脹性土中的上部水開始凍結(jié)，下部水由于毛細(xì)管作用不斷上升在凍結(jié)層中形成冰晶，體積膨脹，向上隆起。一般隆起可達(dá)幾毫米至幾十毫米，且往往不均勻，建筑物的自重往往難以抗拒，使建筑物的某一局部被頂起來，引起房屋開裂。 

　　 1.3溫度差引起的裂縫 

　　 熱脹冷縮是絕大部分物體的基本物理性能，砌體也不例外。由于溫度變化不均勻，使砌體產(chǎn)生不均勻收縮，或砌體的伸縮受到限制時，則會引起砌體開裂。當(dāng)砌體長度過大，或是由于混凝土屋蓋、混凝土圈梁與砌體的溫度膨脹系數(shù)不同，在溫度變化時使墻體產(chǎn)生裂縫。其形態(tài)一般有“八”字型、“X”型或“”型。通常內(nèi)外縱墻和根墻的裂縫呈“八”字形；窗臺多出現(xiàn)水平裂縫、斜裂縫；平屋頂下沿砌體灰縫多為水平裂縫。 

　　 1.4受力（地震）裂縫 

　　 此類裂縫多出現(xiàn)在抗震設(shè)防區(qū)的建筑物上。由于砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能較差，當(dāng)?shù)卣鹆叶葹?度時，對砌體結(jié)構(gòu)就有破壞性，設(shè)計不合理或施工質(zhì)量差的房屋就會開裂；當(dāng)遇到7~8度地震時，砌體結(jié)構(gòu)的墻體大多會產(chǎn)生不同程度的裂縫。其形態(tài)大多呈“X”型，也有水平裂縫和豎向裂縫，特別是內(nèi)外墻咬槎不好時，在內(nèi)外墻交接處很易產(chǎn)生豎向裂縫。 

　　 此外，地基承載力不足，材料自身因素、施工不規(guī)范等也是造成砌體結(jié)構(gòu)開裂的常見原因。 

　　 2砌體結(jié)構(gòu)裂縫處理辦法 

　　 砌體結(jié)構(gòu)一旦出現(xiàn)裂縫，必須分析原因，并觀察其發(fā)展形態(tài)。在裂縫原因已經(jīng)查明的基礎(chǔ)上，應(yīng)采取有效措施補(bǔ)強(qiáng)。對于不至于危及安全的裂縫可用灌漿、封閉的辦法處理，對于危及結(jié)構(gòu)安全的裂縫，則必須進(jìn)行加固處理。 

　　 2.1壓力灌漿補(bǔ)強(qiáng)處理 

　　 當(dāng)砌體裂縫較細(xì)，數(shù)量較多，發(fā)展已基本穩(wěn)定時可用壓力灌漿法補(bǔ)強(qiáng)。這種方法是用灰漿泵將含有膠合材料的水泥砂漿或化學(xué)砂漿灌入裂縫內(nèi)使之粘成整體。對灌漿強(qiáng)度，必要時可做試驗檢驗。試驗時用同樣的材料做兩個或四個試驗砌體柱，分為兩組，一組用壓力機(jī)先壓裂，再灌漿，然后對兩組砌體柱做破壞試驗進(jìn)行對比，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。筆者多年的加固補(bǔ)強(qiáng)經(jīng)驗表明，灌漿后加固后的砌體可以達(dá)到甚至超過原砌體的強(qiáng)度。 

　　 此外，也可以僅用純水泥漿、摻有礦渣料和氟硅酸鈉的水玻璃漿體或用環(huán)氧樹脂灌漿材料，應(yīng)根據(jù)具體工程選用。當(dāng)裂縫較寬時，還可先在灰縫內(nèi)嵌上鋼筋，然后用砂漿填縫，效果較好。 

　　 2.2砌體裂縫加固方法 

　　 當(dāng)砌體裂縫很寬，發(fā)展不穩(wěn)定而危及安全時，則必須對砌體進(jìn)行強(qiáng)度加固處理，常見的加固方法主要有以下幾種。 

　　 2.2.1擴(kuò)大砌體截面加固 

　　 該法適用于砌體承載力不足，但裂縫尚屬輕微，要求擴(kuò)大截面不是很大的情況。加大截面的砌體強(qiáng)度等級一般與原砌體相同，砂漿比原來提高一個強(qiáng)度等級，且不得低于M2.5。加固時為使新舊砌體有良好的結(jié)合，在舊砌體上每隔4~5皮磚，剔去舊磚成120mm厚的槽，砌筑擴(kuò)大砌體時應(yīng)使新舊砌體成鋸齒形咬槎，或在原有砌體上每隔5~6皮磚在灰縫內(nèi)打入φ6鋼筋，也可用沖擊鉆在磚上打洞，然后用M5砂漿裹著插入φ6鋼筋。應(yīng)當(dāng)注意，砌筑擴(kuò)大砌體之前，原砌體上的面層必須剝?nèi)�，并將鑿口清理干凈，澆水潤濕�?nbsp;

　　 2.2.2外加鋼筋混凝土加固 

　　 該法屬于復(fù)合截面加固法的一種，當(dāng)磚柱承載力不足時，通常采用此法。外加鋼筋混凝土可以是單面的、雙面的和四面包圍的。豎向受力鋼筋一般為φ8~φ12，橫向鋼箍一般為φ4~φ6，且一般每隔300mm左右應(yīng)設(shè)置一道閉口鋼箍，混凝土一般為C15或C20，外包層較薄時也可用砂漿，但強(qiáng)度等級不得低于M7.5。施工時可將砌體鑿去一塊順磚，使鋼箍嵌入原砌體內(nèi)，然后用細(xì)石混凝土填實即可。 

　　 2.2.3外包鋼加固 

　　 該法也屬復(fù)合截面加固的一種，具有快捷、高強(qiáng)的優(yōu)點，常用來加固磚柱和窗間墻。加固時，首先用水泥砂漿把角鋼粘貼于被加固砌體的四角，并用卡具臨時加緊固定，然后焊上綴板而形成整體，隨后除去卡具，外面粉刷水泥砂漿，既可平整表面，又能防止角鋼生銹。應(yīng)當(dāng)注意，角鋼不宜小于50×5，下端應(yīng)可靠錨入基礎(chǔ)，上端應(yīng)有良好的錨固措施。 

　　 2.2.4鋼筋網(wǎng)水泥砂漿層加固 

　　 該法也屬復(fù)合截面加固的一種，是在墻體表面去除粉刷層后，附設(shè)由 組成的鋼筋網(wǎng)片，然后噴射（砂漿或細(xì)石混凝土）或分層抹上密實的砂漿層，使墻體形成組合墻體，俗稱夾板墻。鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層厚度一般為30~45mm，砂漿的強(qiáng)度等級一般為M7.5~M15，且面層鋼筋網(wǎng)需用φ4~φ6的穿墻拉筋與墻體固定，間距不得超過500mm，橫向鋼筋遇到門窗洞口，應(yīng)將其彎折90°并錨入墻體內(nèi)，噴抹砂漿面層前，應(yīng)將墻面潤濕，且應(yīng)分層抹，每層厚度大致控制在15mm左右。 

　　 2.2.5增加圈梁加固 

　　 若墻體開裂較為嚴(yán)重，為了增強(qiáng)房屋的整體剛度，可在房屋墻體一側(cè)或兩側(cè)增設(shè)混凝土圈梁或型鋼圈梁。對鋼筋混凝土圈梁，截面尺寸不得小于120mm×180mm，混凝土強(qiáng)度等級不得低于C15，受力主筋不得少于4φ10。為了使圈梁和墻體很好結(jié)合，可將螺栓、插筋錨入墻體，每隔1.5~2.5m在墻體鑿?fù)ㄒ粚?20mm的洞口，在澆筑圈梁時同時填入混凝土使圈梁咬合于墻體上。 

　　 2.2.6增設(shè)拉桿加固 

　　 墻體因受水平推力、基礎(chǔ)不均勻沉降或溫度變化引起的伸縮等原因而產(chǎn)生外閃，或因內(nèi)外墻咬槎不良而裂開，可以增設(shè)圓鋼或型鋼拉桿。 

　　 2.2.7其他加固 

　　 隨著施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，增設(shè)扶壁柱加固、預(yù)應(yīng)力加固、增加支承加固、托梁加墊加固、托梁換柱加固及纖維加固等方法均可對砌體進(jìn)行加固，限于篇幅，不在贅述。 

　　 結(jié)語 

　　 砌體結(jié)構(gòu)開裂的原因是多方面的，在一定程度上是難以避免的，但只要找出其開裂原因，弄清其發(fā)展?fàn)顟B(tài)，及時進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)、加固，仍能保證建筑物正常使用。 

　　 參考文獻(xiàn)： 

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