砌体常见裂缝成因及预防措施

2011-08-15李凤娟唐永建

山西建筑 2011年5期

李凤娟唐永建

砌体出现裂缝是非常普遍的质量事故之一。砌体轻微细小的裂缝影响外观和使用功能，严重的裂缝影响砌体的承载力，甚至引起倒塌。在很多情况下，裂缝的发生与发展往往是大事故的先兆，对此必须认真分析，妥善处理。砌体中发生裂缝的主要原因有:地基不均匀沉降;地基冻胀;温度变化引起的收缩;地震等灾害作用四个方面，下面分别叙述。

1 地基不均匀沉降引起的裂缝及预防措施

1.1 地基不均匀沉降引起的裂缝

地基发生不均匀沉降后，沉降大的部分砌体与沉降小的部分砌体产生相对位移，从而使砌体中产生附加的拉力或剪力，当这种附加内力超过砌体的强度时，砌体中便产生裂缝。通常裂缝均由墙体薄弱处开展，常见于纵墙两端窗户边角处往外斜向延伸。

1.2 预防地基不均匀沉降引起的裂缝的主要措施

1.2.1 建筑措施

1)设计建筑物的体型力求简单。2)合理设置沉降缝。在地基软硬极不均匀，建筑物平面形状、高差悬殊等不利情况时，可在特定部位设置沉降缝，沉降缝应从屋顶檐口直到底部基础，把整幢建筑物竖向断开，分成几个独立的单元。每个单元建筑物的长高比小、整体刚度大、自成沉降体系。根据经验，沉降缝设置在下列部位:a.建筑物平面转折处;b.建筑高度或荷载突变处;c.结构类型不同处;d.地基土软硬交界处。沉降缝要有足够的宽度，以防止缝两侧单元内倾，造成互相挤压破坏。施工中应保持缝内清洁，应防止碎砖、砂浆等杂物落入缝内。3)调整建筑物有关标高: a.根据沉降计算结果，提高室内地坪和地下设施的标高;b.建筑物与设备之间，预留足够的净空;c.当管道穿过建筑物时，预留足够的空洞或采用柔性软接头。4)控制相邻建筑物的间距。

1.2.2 结构措施

1)减轻建筑物自重。在软弱地基上可采用下列措施:a.采用轻质高强的墙体材料，如陶粒混凝土、空心砌块、多孔砖等，以减轻墙体自重;b.采用轻型结构:如预应力混凝土结构、轻钢结构、铝合金结构等;c.采用空心基础、薄壳基础、无埋式薄板基础，以及架空地板代替厚填土，可以大幅度减轻基础自重。2)增强建筑物的刚度和整体性，提高墙体的抗剪能力。减少建筑物端部的门、窗洞口，增大端部洞口的墙体宽度，加强圈梁和构造柱的布置，圈梁的宽度等于墙厚，高度不小于120mm，构造柱应设置在外墙四角和内外墙交接处，其钢筋与圈梁连接成整体。3)加强地基验槽工作，发现有不良地基应及时妥善处理，然后才可以进行基础施工。4)不宜将建筑物设置在不同刚度的地基上，如同一区段建筑，一部分用天然地基，一部分用桩基等。必须采用不同地基时，要妥善处理，并进行必要的计算分析。

1.2.3 施工措施

1)保持地基土的原状结构。基槽开挖施工时，应避免人来车往破坏地基持力层土的原状结构。必要时，基槽开挖深度保留20 cm左右原土，待基础施工开始时再挖除;2)适当安排施工顺序。当建筑物各部分荷载差异较大时，施工顺序安排应先盖高层、荷载重的部分，后盖低层、荷载轻的部分，这样可以调整部分沉降差。

2 地基冻胀引起的裂缝及预防措施

2.1 地基冻胀引起的裂缝

地基土上层温度降到 0℃以下时，冻胀性土中的上部水开始冻结，下部水由于毛细管作用不断上升在冻结层中形成冰晶，体积膨胀，向上隆起。隆起的程度与冻结层厚度及地下水位高低有关，一般隆起可达几毫米至几十毫米，而且往往是不均匀的，建筑物的自重往往难以抗拒，因而建筑物的某一局部就被顶了起来，引起房屋开裂。

2.2 预防地基冻胀引起裂缝的主要措施

1)建于寒冷和严寒地区的砌体房屋，要将基础的埋置深度做到冰冻线以下。不要因为是中小型建筑或附属结构而把基础置于冰冻线以上。有时，设计人员对室内隔墙基础因有采暖而未置于冰冻线以下，从而引起事故。对跨年度施工的建筑，入冬前应对地基采取相应的保护措施;按采暖设计的建筑物，当冬季不能正常采暖时，也应对地基采取保温措施。2)在某些情况下，当基础不能做到冰冻线以下时，应采取换土(换成非冻胀土)等措施消除土的冻胀。3)当独立基础联系梁下或桩基础承台下有冻土时，应在梁或承台下留有相当于该土层冻胀量的空隙，以防止土的冻胀将梁或承台拱裂。4)在强冻胀和特强冻胀性地基上，其基础结构应设置钢筋混凝土圈梁和基础梁，并控制上部建筑的长高比，增强房屋的整体刚度。5)外门斗、室外台阶和散水坡等部位宜与主体结构断开，散水坡分段不宜超过1.5m，坡度不宜小于3%，其下宜填入非冻胀性材料。

3 温度差引起的裂缝及预防措施

3.1 温度差引起的裂缝

热胀冷缩是绝大多数物体的基本物理性能，砌体也不例外。由于温度变化不均匀使砌体产生不均匀收缩，或者砌体的收缩受到约束时，都会引起砌体开裂。常见的原因是砌体长度过大，由于温差和砌体干缩引起墙体竖向整体裂缝，故应按规范的要求设置伸缩缝。此外，由于混凝土屋盖，混凝土圈梁与砌体的温度膨胀系数不同，在温度变化时会使墙体产生裂缝。

3.2 预防温度变化引起裂缝的主要措施

1)根据砌体房屋墙体材料和建筑体型、屋面构造选择合适的温度伸缩区段，在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方设置伸缩缝。在施工中要保证伸缩缝的合理做法，使之能起作用。2)屋面应设置有效的保温层或隔热层(包括通风层)。屋面如为整浇混凝土，或虽为装配式屋面板，但其上有整浇混凝土面层，则要留好施工带，待一段时间再浇筑中间混凝土，这样可避免混凝土收缩及两种材料因温度线、膨胀系数不同引起的不协调变形，从而避免裂缝。屋面施工最好避开高温季节。3)采用装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖或瓦材屋盖、木屋盖、轻钢屋盖。4)设置分隔缝或滑动层:a.屋面保温层或屋面刚性面层及砂浆找平层设置分隔缝，其间距不大于 6m，并与女儿墙隔开，缝宽不小于30mm;b.在屋盖的适当部位设置分隔缝，间距不宜大于 20m;c.当现浇混凝土挑檐或坡屋顶的长度大于12m，宜沿纵向设置分隔缝或沿坡顶脊部设置分隔缝，缝宽不小于20mm，缝内应用防水弹性材料嵌填;d.当房屋进深较大时，在沿女儿墙内侧的现浇板处设置局部分隔缝，缝宽不小于 20mm，缝内应用防水弹性材料嵌填;e.在钢筋混凝土屋面板与墙体圈梁的接触面处设置水平滑动层，滑动层可采用两层油毡夹滑石粉或橡胶片等;对于长纵墙，可只在其两端的 2个～3个开间内设置，对于横墙可只在其两端各l/4范围内设置(l为横墙长度)。

4 地震作用引起的裂缝及预防措施

4.1 地震作用引起的裂缝

与钢结构和混凝土结构相比，砌体结构的抗震性是较差的。地震烈度为 6度时，对砌体结构就有破坏性，对设计不合理或施工质量差的房屋就会引起裂缝。当遇到 7度、8度地震时，砌体结构的墙体大多会产生不同程度的裂缝，标准低的一些砌体房屋还会发生倒塌。地震引起的墙体裂缝大多呈“X”形。这是由于墙体受到反复作用剪力所引起的。除“X”形裂缝外，在地震作用下也会产生水平裂缝与垂直裂缝，特别是对内外墙咬槎不好的情况下，在内外墙交接处很易产生竖直裂缝，甚至整个纵墙外倾或倒塌。

4.2 预防地震作用引起的裂缝的主要措施

1)当有下列情况之一时宜设置防震缝，缝两侧均应设置墙体，缝宽应根据烈度和房屋高度确定，可采用 50mm～100mm: a.房屋立面高差在 6m以上;b.房屋有错层，且楼板高差较大; c.各部分结构刚度、质量截然不同。2)应按结构抗震设计规范要求设置圈梁，注意圈梁应闭合，遇有洞口时要满足搭接要求。圈梁截面宽度宜为墙厚，当墙厚h＞240 mm时，其宽度不宜小于2h/3。圈梁高度，多层时不应小于 120mm，墙梁房屋的顶梁大于8层时，不宜小于 180mm。6度，7度地震区纵筋至少 4φ10，8度地震区则至少 4φ12，9度地震区至少 4φ14。箍筋间距不宜过大，对6度，7度，8度和9度地震烈度分别不宜大于250mm，200mm和 150mm。遇到不良地基，空旷房屋等还应适当加强。3)设置构造柱。其截面不应小于 240 mm×180mm，纵向钢筋宜采用4φ12，箍筋间距一般部位 200mm，且在柱上、下端宜适当加密; 7度时超过6层、8度时超过 5层和 9度时，构造柱纵向钢筋宜采用4φ14，箍筋间距不应大于200mm;房屋四角的构造柱可适当加大截面及配筋。构造柱应与圈梁连接。构造柱可不设单独基础，但应深入室外地面下500mm或与埋深小于 500mm的基础圈梁相连。