磚砌體結(jié)構(gòu)常見裂縫的形式及修復(fù)方法

【關(guān)鍵詞】磚砌體裂縫裂縫寬度穩(wěn)定加固修補(bǔ)  

　　1 引言 

　　目前，磚砌體仍被廣泛應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)、各種用途的建筑中，尤其是磚混結(jié)構(gòu)及民用建筑中則更加普遍。一般來(lái)說，磚砌體出現(xiàn)裂縫是十分普遍的現(xiàn)象，而磚砌體在一定范圍內(nèi)的裂縫也是正常的、無(wú)害的，只有當(dāng)裂縫超過了一定的容許值，才會(huì)影響結(jié)構(gòu)的安全使用，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的損壞或破壞。所以，在準(zhǔn)確鑒定的基礎(chǔ)上對(duì)有裂縫的磚砌體作有效的加固修補(bǔ)是確保房屋結(jié)構(gòu)正常、安全使用的必要條件。 

　　2 磚砌體受力裂縫 

　　磚砌體的特點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度較高，而其抗拉、彎曲抗拉和抗剪強(qiáng)度則較低，其破壞是一種脆性破壞，當(dāng)磚砌體內(nèi)因承受荷載作用而產(chǎn)生的應(yīng)力超過其極限強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生不同形式、不同程度的裂縫，甚至?xí)�破壞倒塌�?nbsp;

　　2.1 受彎裂縫 

　　當(dāng)磚砌體上支承梁時(shí)，承重梁的合力作用點(diǎn)偏離下部承壓墻的形心，就會(huì)產(chǎn)生偏心距，而當(dāng)偏心距較大時(shí)，砌體會(huì)產(chǎn)生較大的偏心力，在此偏心力作用下遠(yuǎn)離壓力作用一側(cè)的磚砌體受到較大拉力發(fā)生彎曲變形，從而出現(xiàn)垂直于荷載方向的水平裂縫，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使砌體一側(cè)凸鼓，甚至向外倒塌。 

　　2.2 受壓裂縫 

　　磚砌體出現(xiàn)受壓裂縫主要是磚砌體在豎向荷載作用下其抗壓強(qiáng)度不足而引起的。其裂縫通常是順壓力方向的，當(dāng)單磚的斷裂在同一層多次出現(xiàn)時(shí)，該砌體已無(wú)安全貯備；當(dāng)豎向裂縫長(zhǎng)度超過4皮磚或裂縫水平間距小于或等于240mm時(shí)，該砌體已接近破壞。 

　　2.3 局部受壓裂縫 

　　磚砌體出現(xiàn)局部受壓裂縫主要是磚砌體在豎向荷載作用下其局部抗壓強(qiáng)度不足而引起的。梁端下部的磚砌體區(qū)域處于局部承壓狀態(tài)，在此處磚砌體受力的面積較小，單位面積上壓應(yīng)力則較高，其局壓強(qiáng)度明顯大于均勻受壓強(qiáng)度，而當(dāng)梁底又未設(shè)置砼墊塊時(shí)，梁底部的磚砌體易發(fā)生豎向的局部受壓裂縫。 

　　2.4 受拉裂縫 

　　此裂縫常發(fā)生于磚砌圓形水池及筒倉(cāng)等結(jié)構(gòu)上，其裂縫與拉應(yīng)力方向垂直或成馬牙形。當(dāng)磚標(biāo)號(hào)較低，砂漿標(biāo)號(hào)較高時(shí)，砌體會(huì)產(chǎn)生通過磚和灰縫而連成的直縫；當(dāng)磚標(biāo)號(hào)較高，砂漿標(biāo)號(hào)較低時(shí)，砂漿與磚的粘結(jié)力不足，造成粘結(jié)力破壞，裂縫沿齒縫開展。且這些裂縫首先發(fā)生在砌體受力最大或有洞口的部位。 

　　2.5 受剪裂縫 

　　磚砌體中灰縫的抗剪能力較弱，在水平力作用下，磚砌體易產(chǎn)生階梯形的剪切裂縫。 

　　3 磚砌體沉降裂縫 

　　磚砌體沉降裂縫主要是房屋地基基礎(chǔ)的不均勻沉降引起的，當(dāng)?shù)鼗�基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降時(shí)，使砌體內(nèi)產(chǎn)生附加應(yīng)力，而當(dāng)砌體內(nèi)應(yīng)力超過其極限強(qiáng)度時(shí)，首先在砌體的薄弱處產(chǎn)生裂縫，且其裂縫走向以斜向較多。另外，材料力學(xué)原理告訴我們，沉降最大的部位，其斜裂縫位置應(yīng)在最高處，裂縫寬度也最大。因此，在大多數(shù)情況下，沉降斜裂縫通過砌體門窗洞口的對(duì)角由沉降小的一邊向沉降大的一邊向上發(fā)展。 

　　3.1 房屋縱墻一端相當(dāng)于建在軟土地基、河 塘、溝渠或較差地基上，導(dǎo)致該端下沉量較大而產(chǎn)生沉降斜裂縫。 

　　3.2 房屋中部相當(dāng)于建在軟土地基、河塘、溝 渠或較差地基上，使整幢房屋象一根兩端支承的梁，導(dǎo)致中部沉降較大而產(chǎn)生正八字形沉降斜裂縫。 

　　3.3 房屋中部相當(dāng)于建在堅(jiān)硬的地基上，使整幢房屋象一根兩邊懸挑的梁，導(dǎo)致兩端沉降較大而產(chǎn)生倒八字形沉降斜裂縫。 

　　3.4 此裂縫均產(chǎn)生在大小荷載分界處，系荷載不均造成的沉降斜裂縫。如原有高低層建筑或在原房屋上局部加層，其層數(shù)變化處荷載不同，而地基基礎(chǔ)又未作特殊處理，導(dǎo)致高層處沉降較大而使低層房屋產(chǎn)生沉降斜裂縫。 

　　3.5 新建鄰房基礎(chǔ)埋深不宜大于原有房屋基礎(chǔ)埋深，當(dāng)埋深大于原有房屋基礎(chǔ)埋深時(shí)，兩基礎(chǔ)間應(yīng)保持一定的凈距，其數(shù)值一般為相鄰兩基礎(chǔ)底面高差的1-2倍，而相鄰房屋兩基礎(chǔ)凈距不符合此要求，再加上新建鄰房荷載較大時(shí)，原有房屋地基受應(yīng)力疊加影響而產(chǎn)生附加沉降，導(dǎo)致房屋一側(cè)產(chǎn)生沉降斜裂縫或?qū)е路课輧A斜。 

　　3.6 原有房屋一側(cè)進(jìn)行基坑、溝渠開挖、 降水等施工作業(yè)時(shí)，打破了場(chǎng)地原有的平衡狀態(tài)，使基坑、溝渠周圍一定范圍內(nèi)土體應(yīng)力場(chǎng)與滲流場(chǎng)失衡。如果不加以妥善支護(hù)，基坑、溝渠周圍的土體就會(huì)產(chǎn)生位移，地下水也會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)變化，從而使鄰近建筑物地基基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致房屋一側(cè)產(chǎn)生沉降斜裂縫或?qū)е路课輧A斜。 

　　4 磚砌體溫度裂縫 

　　房屋結(jié)構(gòu)周圍溫度的變化引起結(jié)構(gòu)熱脹冷縮的變形稱為溫度變形。磚砌體的線膨脹系數(shù)為 5×1O-6°C-1，而砼的線膨脹系數(shù)為１.0×1O-5°C-1，即在相同溫度下，鋼筋砼構(gòu)件的變形比磚砌體的變形要大一倍。由鋼筋砼屋蓋、樓蓋和磚砌體組成的混合結(jié)構(gòu)房屋，當(dāng)自然界溫度發(fā)生變化時(shí)，房屋各部分構(gòu)件將產(chǎn)生不同的變形，引起彼此間的制約作用而產(chǎn)生應(yīng)力，溫差愈大，其產(chǎn)生的應(yīng)力愈大，當(dāng)其應(yīng)力超過其自身的極限強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)在最薄弱處產(chǎn)生不同形式的裂縫。磚砌體的溫度裂縫一般產(chǎn)生在房屋頂層，偶爾向下擴(kuò)展，其裂縫一般呈對(duì)稱分布，且經(jīng)一年后日趨穩(wěn)定。 

　　4.1 當(dāng)溫度變化時(shí)，屋面砼板體積也隨之變化，板下磚砌體限制板的變形，在板推力作用下，磚砌體延伸并形成水平裂縫。這種裂縫常發(fā)生在屋面板底附近或頂層圈梁底部附近，有時(shí)裂縫甚至出現(xiàn)在第二、三開間的內(nèi)橫墻上，其裂縫深度可貫穿墻厚。 

　　4.2 當(dāng)溫度變化時(shí)，屋面板與磚砌體的相對(duì)變形也隨之變化，導(dǎo)致頂層磚砌體受拉和受剪，溫差愈大，房屋愈長(zhǎng)，兩者相對(duì)變形也愈大，裂縫也愈明顯。這種裂縫多分布在房屋磚砌體兩端，或分布在門窗洞口，呈正八字形，且內(nèi)、外縱、橫墻均有可能出現(xiàn)。當(dāng)墻體一端受到限制時(shí)，八字形裂縫就轉(zhuǎn)變?yōu)樾绷芽p。 

　　4.3 房屋錯(cuò)層時(shí)磚砌體易產(chǎn)生垂直溫度裂縫，主要原因是磚砌體限制了樓蓋收縮和降溫引起的變形，在錯(cuò)層處阻止樓蓋縮短，而在磚砌體上產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而使磚砌體開裂。 

　　5 鑒定實(shí)例 

　　2003年2月底，我們?cè)阼b定云浮食品加工廠新建平房時(shí)卻遇到了下列情況。 加工廠平房東西長(zhǎng)54.64m，寬5.00m，高 3.2m，共16個(gè)開間，每開間3.40m，內(nèi)、 外墻均為240mm紅磚墻，現(xiàn)撓混凝土屋蓋板�，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，南、北外墻大部分窗口處均出現(xiàn)斜向或橫向裂縫，裂縫的分布和狀態(tài)是；總體看裂縫呈倒八字狀，東、西兩端房間墻體開裂的程度較嚴(yán)重，裂縫較寬較長(zhǎng)，裂縫的寬度和長(zhǎng)度隨著房間位置的中移逐漸變小變短，裂縫與水平線的夾角也逐漸減��；東端墻體的開裂程度比西端嚴(yán)重，北外墻比南外墻開裂程度嚴(yán)重；東端房間墻體裂縫最多，開裂程度最嚴(yán)重。北外墻的裂縫最長(zhǎng)最寬，裂縫從窗口右上角向斜上方延伸直到東北角墻頂，裂縫最寬處達(dá)8mm，屋蓋板下的墻體(南、北外墻和東山墻)還有周圈的波紋狀橫向裂縫。從這種裂縫的形態(tài)和走向上看，很象基礎(chǔ)不均勻沉降的裂縫，即房屋地基中部硬，東、西兩端軟，房屋的基礎(chǔ)東、西兩端下沉可使墻體產(chǎn)生這種形式的裂縫，但是從裂縫的分布狀況和形態(tài)看與基礎(chǔ)不均勻沉降的裂縫又有一些明顯的不同。 

　　首先，出現(xiàn)裂縫的房間較多，東、西兩邊各有六至七間房屋墻體均出現(xiàn)裂縫。第二，裂縫較平緩，兩端房間窗口上、下角墻體的裂縫有一定的斜度，裂縫的起始點(diǎn)距窗口上、下角約80mm，往中部房間，裂縫逐漸趨于平緩，基本成橫向。第三，東、西兩端各有二至三間房屋頂板下墻體出現(xiàn)波紋狀橫向裂縫。第四，墻體位置不同，裂縫開裂的程度不同，且明顯和墻體的朝向有關(guān)，即北墻比南墻開裂嚴(yán)重，東端墻體比西端開裂重。第五，室內(nèi)地面未出現(xiàn)裂縫。 

　　假設(shè)房屋的基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降，會(huì)呈現(xiàn)以下幾種情況；第一種情況，因此房屋長(zhǎng) 54.64m，高3.20m，長(zhǎng)高比約為17，根據(jù)房屋東、西兩邊各有六至七間房屋墻體出現(xiàn)斜向裂縫的現(xiàn)象，若沿房屋縱向的地基土兩端軟中間硬，這時(shí)房屋中部的南、北外墻體和頂板會(huì)出現(xiàn)豎向裂縫，地面也有可能出現(xiàn)橫向裂縫(在南、北外墻的豎向裂縫之間)。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，沒有發(fā)現(xiàn)這些裂縫。 

　　第二種情況，如果僅僅是東、西山墻的基礎(chǔ)均勻沉降，南、北墻體開裂的程度應(yīng)大體一致，不會(huì)出現(xiàn)北墻的開裂程度比南墻嚴(yán)重得多的情況，且有墻體開裂的房間不會(huì)發(fā)展到接近中部。 

　　第三種情況，如果是東北角和西北角墻體的基礎(chǔ)局部下沉，則東、西山墻會(huì)出現(xiàn)裂縫�，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，東、西山墻均未出現(xiàn)斜向裂縫。 

　　第四種情況，房屋中段某一局部墻體基礎(chǔ)下沉，則只有局部墻體出現(xiàn)裂縫，這種情況此棟房屋中未出現(xiàn)。 

　　用以上四種基礎(chǔ)不均勻沉降使墻體產(chǎn)生裂縫的形式，和加工廠新建平房的裂縫狀態(tài)進(jìn)行比較對(duì)比，沒有一種和現(xiàn)有裂縫的狀態(tài)是完全吻合的。另外，在東、西兩端各有二至三間房屋頂板下墻體出現(xiàn)波紋狀橫向裂縫和房屋中部開間墻體的裂縫逐漸趨于平緩，基本成橫向，這些裂縫明顯不是因基礎(chǔ)不均勻沉降而產(chǎn)生的。綜上所述，加工廠新建平房的裂縫是由其他原因造成的。 

　　從現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況分析，東、西兩端一至兩個(gè)開間內(nèi)的屋頂板下墻體有波紋狀橫向裂縫，這種裂縫是由于屋頂板和墻體之間發(fā)生錯(cuò)動(dòng)產(chǎn)生的，根據(jù)波紋裂縫的傾斜方向可以判斷屋頂板錯(cuò)動(dòng)的方向。 

　　當(dāng)屋頂板伸、縮變形過大時(shí)，會(huì)使窗口上、下角和屋頂下墻體產(chǎn)生斜向裂縫和波紋狀橫向裂縫。這些裂縫在混合結(jié)構(gòu)房屋頂層墻體上經(jīng)常出現(xiàn)，那是因?yàn)轫攲訕巧w板或圈梁和構(gòu)造柱受熱線脹在墻體上產(chǎn)生拉應(yīng)力，而使墻體開裂�？傮w看，樓房?jī)啥舜翱谏�、下角墻體的斜向裂縫呈正八字形，波紋裂縫也是正八字形，在窗間墻較窄時(shí)，裂縫呈橫向。這幾種裂縫在食品加工廠新建平房的墻體上均有出現(xiàn)，但裂縫的形態(tài)和狀況與頂層樓蓋板或圈梁和構(gòu)造柱受熱線脹使墻體出現(xiàn)的裂縫正好相反。裂縫開裂的程度為北外墻比南外墻嚴(yán)重，東端墻體比西端墻體嚴(yán)重，也與熱線脹產(chǎn)生裂縫的開裂程度正好相反。初步判定，食品加工廠新建平房墻體上的裂縫均為現(xiàn)撓混凝土屋頂板收縮造成的。 

　　從現(xiàn)場(chǎng)情況分析所得，食品加工廠新建平房的墻體裂縫主要是由于屋面板板頂受冷收縮造成的，混凝土在凝固硬化過程中收縮的作用次之。經(jīng)調(diào)查，加工廠平房建于2002年8月至10月，現(xiàn)撓混凝土屋蓋板上未做保溫層，11月初進(jìn)住，裂縫在住用2-3個(gè)月后出現(xiàn)，且屋頂板有結(jié)露現(xiàn)象。房屋竣工后，天氣由熱變冷，現(xiàn)撓混凝土的冷縮和凝縮使屋蓋板收縮變形，由于屋蓋板收縮量大于磚墻，造成屋蓋板與墻體之間的錯(cuò)動(dòng)，同時(shí)還使南、北外墻窗間墻產(chǎn)生倒八字裂縫和橫向裂縫。綜上所述，食品加工廠新建平房的墻體裂縫是由于工程人員考慮不周所致，應(yīng)在屋面板上加作保溫層，并對(duì)開裂的墻體進(jìn)行加固和修繕，以保證房屋的正常使用。 

　　6 磚砌體裂縫的加固修補(bǔ) 

　　磚砌體裂縫的加固修補(bǔ)其主要目的是提高磚砌體的承載力、穩(wěn)定性和剛度。從磚砌體的裂縫、裂縫寬度及裂縫發(fā)展?fàn)顩r等方面分析，磚砌體裂縫的加固修補(bǔ)的一般原則如下: 

　　6.1 磚砌體出現(xiàn)明顯的受力裂縫時(shí)，表明磚砌體承載力安全度已不足，一般情況下應(yīng)及時(shí)作加固處理。 

　　6.2 磚砌體出現(xiàn)非受力裂縫時(shí)(如沉降、溫度等裂縫) ，當(dāng)裂縫寬度小于或等于1.5mm，且裂縫已穩(wěn)定，可不作修補(bǔ)處理(有特殊外觀要求者除外) ;當(dāng)裂縫寬度大于1.5mm而小于或等于 5mm，且裂縫已穩(wěn)定，可作一般修補(bǔ)處理;當(dāng)裂縫寬度大于5mm，且裂縫已穩(wěn)定，則需作加國(guó)處理。 

　　6.3 磚砌體非受力裂縫如尚未穩(wěn)定，則需待其穩(wěn)定或采取有效措施阻止其發(fā)展后，方能作加固修補(bǔ)處理。 

　　磚砌體裂縫的加固修補(bǔ)方法較多，目前最常用有效的方法主要有以下5種: 1、填縫修補(bǔ)法，2、灌漿修補(bǔ)法，3、磚扶壁柱法，4、砼扶壁柱法，5、夾板墻法。