砌体常见裂缝的原因分析及预防

熊时达

摘要:工程实践中发现大量砌体结构出现裂缝,轻者影响美观,重者影响使用,因此对已开裂的砌体结构如何进行加固与处理显得非常迫切。对开裂建筑进行加固处理必须经过认真分析引起裂缝的原因,根据各种加固方法对应不同种类建筑物分别采取措施进行预防。文章在简要分析砌体裂缝的性质和裂缝控制原则和措施的基础上,对砌体结构裂缝的控制提出了具体措施和建议。

关键词:砌体结构;裂缝分析;裂缝预防;加固措施

中图分类号:TU973文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)22-0155-02

墙体开裂是砌体工程的常见问题,砌体上常见裂缝有:沉降裂缝、温度裂缝、超载裂缝等。砌体出现裂缝,往往是标志砌体内某部分产生的内应力已超过它能承担的抗拉、抗剪极限强度。砌体产生裂缝后,会影响建筑物的美观。有的还会造成建筑物的渗漏等病害,对于建筑物的强度、刚度、稳定性,也将产生不同程度的削弱;有的砌体裂缝如超载裂缝等,将会造成房屋倒塌事故。因此在砌体上发现裂缝后,要定期观察,及时检查分析,确定究竟属于哪一种裂缝?是否是危险裂缝?下面给出几种典型裂缝的形态特征,以便于有效地分析、判别和处理,并采取相应措施。

一、砌体裂缝的分类

(一)沉降裂缝

房屋建筑地基基础的不均匀沉降,使墙体内产生附加应力;当墙体内应力超过砌体的极限抗拉强度时,首先在墙体的薄弱处出现沉降裂缝,并将随不均匀沉降量的增大而不断扩大,按破坏形态区分,常见的砌体沉降裂缝有整体弯曲裂缝和剪切裂缝两类。裂缝的走向,以斜向竖向裂缝较多、也有水平裂缝。大多数情况下,斜裂缝通过窗口两对角,在仅靠窗口处缝宽较大,向两边和上下逐渐缩小;其走向往往是由沉降较小的一边向沉降较大的一边逐渐向上发展。这种裂缝主要是由于不均匀沉降使墙体受到较大的剪应力,造成砌体受主拉应力的破坏。竖向裂缝一般产生在纵墙的顶部或底层窗台上。墙顶的竖向裂缝是由于墙的两端沉降值较大、中间沉降值较小的反向弯曲使墙体上端形成受拉情况而产生的,缝宽往往上端较大,向下逐渐缩小。在多层房屋中,当底层窗口过宽时,也往往因房屋不均匀沉降而使窗台产生反向弯曲,引起窗台处的竖向裂缝。

为了防止地基不均匀沉降引起墙体开裂,可从处理上部结构和处理地基两方面着手。(1)找出地基基础薄弱的部位和原因,对地基基础进行加固处理,以控制地基不均匀沉降的发生和发展;(2)提高砌体的抗裂性能:如提高砂浆标号;有关部位配设钢筋;增设钢筋混凝土圈梁等:(3)由于软土地基的压缩沉降量较大,对承受荷载后的沉降变形也较敏感。因此。在软土地基上房屋建成后,当出现明显的不均匀沉降现象时,如基础和墙体上部结构整体性较好,也可采取局部减载和局部加载等措施,控制不均匀沉降的发展,并使地基沉降趋于稳定。

(二)温度和收缩裂缝

一般材料均有热胀冷缩的性质。密度结构是由于周围温度变化而引起热胀冷缩变形,称为温度变形。如果构件不受任何约束,在温度变化时、构件中就不会产生附加应力;当构件受到约束,在温度变化时不能自由变形时;则将在构件中产生附加应力或称温度应力。

在混合结构房屋中,屋盖或楼盖常为钢筋混凝土结构搁在砖石墙柱上,彼此联成一体。当温度变化时,由于材料的线膨胀系数不同,必然彼此互相牵制而产生温度应力。当房屋的平面尺寸超过一定限度时,这种应力可使房屋开裂或破坏。

减少和预防温度裂缝,应减少温差、控制并降低附加应力,适当提高砌体抗剪、抗拉强度。为此,对钢筋混凝土屋盖加设通风隔热层,圈梁尽量不路在室外。屋面设置柔性分格缝,提高砌体和砂浆标号,或加设部分补强钢筋等。

(三)荷载裂缝

砌体出现荷载裂缝的原因有多种:有的由于对承担的荷重考虑不周,造成砌体局部应力超限;有的是由于块材、砂浆等材质不良或砌筑质量差而降低了砌体强度;有的是由于使用单位任意吊挂重物,或任意改变使用性质,增加荷载或随意开墙凿洞、削弱了砌体的截面积;有的则是结构构造有缺陷,如漏设梁垫或梁垫面积不够,等等。荷载裂缝一般均直接影响砌体结构的安全,应当查明实际荷载和受力状态、砌体的有效截面以及实际强度等资料,据以进行力学核算后,加以鉴定.并及时采取加固措施。

常见的荷载裂缝有受压裂缝、受弯裂缝、稳定性裂缝、局部受压裂缝、受拉裂缝和受剪裂缝。

二、砌体裂缝原因

(一)砌体强度不足

砖石砌体抗压强度高、抗拉强度较小、脆性较大。裂缝荷载比较接近或几乎相等于破坏荷载。因此砖石砌体上出现荷载引起的裂缝,不仅是一种缺陷,而且往往是砌体破坏的特征或前兆,一般均应作及时的分析和处理。造成砖石砌体强度不足的原因较多,缺乏全面考虑的改建、砌体损伤、裂缝、材料破坏等。砌体强度不足可由强度验算作出评定。此外,砌体荷载裂缝的分析也是简便、重要的评定方法,一般荷载产生的裂缝,表明承载能力已不足,而荷载仍继续存在,结构还可能出现其它不利因素的影响,因而均具有危险性,应予以及时观察、评定和必要的加固处理。

(二)砌体结构的稳定性不够

砖石结构除应具有足够的强度外,尚应具有足够的稳定性。砌体丧失稳定前,有的可有明显的裂缝、变形、歪斜等预兆。有的则并没有明显的预兆而突然发生,造成较大的损失和伤害。墙、柱的高厚比是保证结构稳定的重要指标。一般竖向结构,只要构造措施得当,高厚比满足要求,结构稳定性都能得到保证。

三、砌体裂缝的控制

(一)裂缝的危害和防裂的迫切性

砌体属于脆性材料,裂缝的存在降低了墙体的质量,如整体性、耐久性和抗震性能,同时墙体的裂缝给居住者在感观上和心理上造成不良影响。特别是随着我国墙改、住房商品化的进展,人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高,对建筑物墙体裂缝的控制的要求更为严格。

(二)裂缝宽度的标准问题

实际上建筑物的裂缝是不可避免的。此处提到的墙体裂缝宽度的标准(限值),是一个宏观的标准,即肉眼明显可见的裂缝,砌体结构尚无这种标准。但对钢筋砼结构其最大裂缝宽度限值主要是考虑结构的耐久性,如裂缝宽度对钢筋腐蚀,以及外部构件在湿度和抗冻融方面的耐久性影响。当裂缝宽度≤0.2mm时,对外部构件(墙体)的耐久性是不危险的。

(三)现有控制裂缝的原则和措施

长期以来人们一直在寻求控制砌体结构裂缝的实用方法,并根据裂缝的性质及影响因素都有针对性的提出一些预防和控制裂缝的措施。从防止裂缝的概念上,形象地引出“防”、“放”、“抗”相结合的构想,这些构想、措施有的已运用到工程实践中,一些措施也引入到砌体规范中。

四、结语

对开裂建筑进行加固处理必须经过认真分析引起裂缝的原因,根据各种加固方法对应不同种类建筑物分别采取措施进行预防。减少裂缝发生机率,保证工程安全性。

参考文献

[1]冯开红,范庆斌,梁战锁.工业建筑混凝土结构裂缝原因分析及预防措施[J].冶金标准化与质量,2002,(6).

[2]丁璞,贺明尧,张海波.浅谈砖石结构砌体裂缝的原因及防治[J].黑龙江粮油科技,1999,(4).

[3]董建生.砌体裂缝的成因、防治与加固[J].西部探矿工程,2005,(3).

[4]张风林,尹洁,李强,黄新刚.常见砌体结构裂缝原因及控制措施[J].新疆石油科技,2003,(3).

[5]张淑清,曹喆.砌体裂缝的特征区别及处理方法[J].黑龙江冶金,2003,(2).