南疆盐渍区砖混结构裂缝防治

葛广华 王 成 黎 亮 姚明星



南疆盐渍区砖混结构裂缝防治

葛广华 王 成 黎 亮 姚明星

当前，砖混结构在南疆地区仍被广泛应用。实地调查发现，部分砖混建筑墙体已出现不同形式和破坏程度的裂缝，严重影响建筑物的美观和适用性，有的甚至已经对建筑物的安全造成威胁。为了使砖混结构建筑物在其设计使用年限内满足各项功能要求，本文针对南疆地区盐渍土环境下砖混结构裂缝的成因进行了分析，并提出了相应的处治措施，以期对本地区的工程建设有所帮助。

在新疆南疆地区，砖混结构在定居兴牧工程和廉租房建设中应用较为广泛，主要是由于其具有选材方便、对施工设备和施工工艺要求均较简单、工期短、造价相对低廉等优点，并且具有较好的隔热、隔音等性能。但是，建筑物在正常使用过程中产生了各种不同形式的裂缝，这些裂缝直接影响建筑物的美观和适用性，严重的会降低结构的承载能力，对建筑物的安全性造成威胁。因此，分析裂缝产生的原因并提出相应的防治措施是很有意义的。

裂缝成因

盐渍土地基不均匀沉降引起

土壤盐碱化和土地沙漠化是南疆地区明显的地域特征。该区域特殊的水文地质、地形地貌、含盐母质和盐生植物等自然条件，使得存在于地下水和土壤中的盐分随土壤毛细作用被大量的迁移积聚至地表一定厚度范围，形成了大面积分布的盐渍土（盐分以硫酸盐和氯化物盐为主）。盐渍土的盐胀和季节性的冻胀会对建筑物地基基础及地下结构等造成危害，使建筑物地基出现不均匀沉降，进而引起基础及上部结构内部产生附加应力，当这种附加应力达到墙体的抗拉或者抗剪强度时，墙体随即开裂，而且裂缝随地基不均匀沉降变形的增加而增大。

通过实地调查发现，盐渍土地基不均匀沉降引起的裂缝形态不一，主要形式有斜向裂缝、八字形裂缝和竖向裂缝等。而且，在门、窗洞口等刚度被削弱的部位斜裂缝和八字形裂缝出现的较多，大致呈45°方向倾斜。竖向裂缝主要出现在墙体中部或者地基不均匀沉降变形较大而砌体相互连接薄弱的其他部位。

温度变化和砌体干缩引起

众所周知，温度的变化会引起材料的热胀冷缩。当环境温度使建筑物表面温度迅速变化时，由于建筑材料本身的热传导性能较差，建筑物内部仍处于原温度，这种差异必然会在结构内部产生附加温度应力，当温度应力达到墙体的抗拉强度时就会引起墙体开裂。

南疆地区属暖温带极端大陆性干旱荒漠气候，极端最高气温40℃，极端最低气温-33.2℃，太阳辐射年均133.7～146.3 kCal/cm2，年均日照2556.3～2991.8h，日照率为5869%，昼夜温差大（通常在12℃以上，最大可达35.8℃）。砖砌体的温度线膨胀系数为6×10-5/℃，混凝土的温度线膨胀系数为12×10-5/℃。对砖混结构来说，由于同一部位的砖砌体和钢筋混凝土构件存在热胀冷缩性能差异而产生相对温差导致相互间的变形不协调，从而在二者的结合位置处产生水平推力，当温度应力达到墙体水平抗拉强度时，就会产生温度裂缝。

通过实地调查发现，温度裂缝的形式主要有“八”字形斜裂缝、水平裂缝和竖向裂缝。“八”字形斜裂缝通常出现在墙体端部，尤其是门、窗洞口的四角最多。随着温度的升高，钢筋混凝土板的伸长量比砖墙的要大得多，致使顶层墙体在温度应力作用下产生分布极不均匀的拉应力和切应力，且两端大而中部小，因而使得顶层墙体端部大多出现“八字形”裂缝，而且屋面保温隔热层的材料和施工质量越差，屋面和墙体的相对位移就越大，裂缝开展就越明显。水平裂缝常出现于顶层窗台和墙体交接部位、屋面板下的外墙部位和女儿墙根部与平屋顶交接处等部位。而且房屋的长高比越大，层高越大，越容易在顶层外墙的窗台部位出现水平裂缝，同时窗口还伴随产生对角斜裂缝，这些裂缝产生的原因主要是屋面板和墙体温度变形不一致所致，使屋面板的水平伸长对墙体产生水平向外的推力，外墙在水平推力作用下发生侧向弯曲而导致开裂，有的甚至会在建筑物四角形成包角裂缝。竖向裂缝多发生在窗间墙处，有的会向下延伸数层，究其原因主要是因为窗间墙是受力比较薄弱的部位，在过梁的荷载和其自身热胀冷缩的影响下，屋面板传给墙体向外的拉力和过梁传给窗间墙的压力共同作用下，窗间墙很容易产生竖向裂缝。

块体材料干缩变形很小且变形完成快，但是砂浆随着含水量的降低会产生较大的干缩变形，进而导致墙体产生微细裂缝，这些微细裂缝在水平荷载作用下有进一步发展的趋势。由此引起的裂缝主要表现为内、外纵墙中的“八字形”裂缝和屋顶圈梁下的水平缝与包角缝。

设计不合理引起

抗裂构造措施设计不到位

部分设计人员认为砖混结构比框架结构等其它结构形式简单，强度设计结束后，只是引用图集内的抗裂构造措施，没有针对性的提出南疆盐渍土地基情况下的相应构造措施。

保温隔热层设计不合理

进行屋面和外墙保温层设计时，没有按照国家和自治区规定的节能标准进行热工计算，只是按常规做法进行保温设计。

变形缝位置设置不合理

没有充分考虑到建筑物的长度、体型以及与相邻建筑物的关系导致变形缝的设计位置不在其充分发挥作用处。

圈梁和构造柱设置不合理

对盐渍土地基的盐胀和溶陷性认识不足，导致圈梁和构造柱布置不当，使得地基、基础和上部结构的变形不协调。

施工质量不合格引起

施工质量和材料好坏与建筑物的裂缝有最直接的关系。在实地调研过程中发现存在以下问题：

个别施工单位在施工中选用的砖和砂浆不符合设计要求，比如过火砖和欠火砖在墙体砌筑时混杂使用，砂浆中所选用的细集料杂质较多；

墙体施工时砂浆饱满度不够，墙体的垂直度和平整度存在超出规范要求的误差；

基础施工前，未对盐渍土地基进行有效的处理，为土体盐胀-冻胀变形埋下了安全隐患；

墙体中预埋管线开槽对墙体稳定性造成影响。

防治措施

防治盐渍土地基不均匀沉降引起裂缝的措施

采用强夯法处理。 盐渍土地基经强夯后，使土体内土颗粒之间的相对位置发生变化，破坏了其原有的毛细结构，使地下水和土体中的盐分向上迁移得到有效遏制，较大幅度地提高建筑物的地基承载力和改善土体的物理力学特性，可有效消除盐胀的危害。

采用桩基。在南疆部分区域，盐渍土层厚度较大，致使地基承载力低，在选用其他方法不经济或者有困难时，可选用桩基。桩基可以有效的将上部结构的荷载传到地基深处承载力较大的土层上，或使软弱的盐渍土层受到挤压，从而可以有效的提高土壤的承载力和密实度，以减小地基的不均匀沉降。

基地做隔离帷幕。当盐渍土地基不能全部挖除或者有困难时，可在基底夯实后铺塑料薄膜，隔断下层盐分向上迁移的通道，从而减小地基的不均匀沉降。

防治温度变化和砌体干缩引起裂缝的措施

合理设置伸缩缝。伸缩缝位置应选择在容易引起温度应力集中以及最容易消除裂缝产生的部位。

合理设置圈梁和构造柱。在屋面板和楼面板下设置现浇钢筋混凝土圈梁和构造柱，使其相互之间形成弱框架，可以有效防止裂缝的产生和开展。

做好屋面和墙体的保温层。屋面和墙体的保温层设置应通过国家和自治区的相关规范进行计算后设置，并且屋面保温层应设置分仓缝，并与女儿墙隔开，缝宽不得小于30mm。采用新型保温材料，也可以更好地减小钢筋混凝土板与砖砌体的温度线膨胀系数之间的差异，有效遏制裂缝的开展。

设计不合理引起裂缝的防治措施

地基承载力设计。对较为复杂的地基一定要加强地基承载力的复核验算，并能针对局部不良地基提出有针对性的处理措施。

对新建的砖混结构房屋，除了按照国家和自治区的相关规范进行抗裂构造措施设计以外，对容易产生裂缝的部位可以咨询施工、监理人员进行局部加强抗裂构造措施。

施工质量不合格引起裂缝的防治措施

严格按施工规范施工。施工前一定要做好技术交底，并经各班组负责人签字确认，按步骤进行作业，不得图方便和为加快施工进度而省工序，而且半砖的使用也要符合施工规范要求。

严格控制进场材料质量。所有进入施工现场的水泥、砖、钢筋和外加剂等必须具有有效的合格证和检验报告，并和现场监理一起对所用材料进行抽样复检，做到不合格的材料坚决不用。

结语

南疆盐渍土环境下砖混结构易于开裂，并且多因素共同作用引起的裂缝较多。通过以上分析可知，只要设计、施工和监理人员共同努力，严格遵守国家和自治区的相关规范标准进行操作，裂缝完全可以预防和控制。

葛广华1王 成1黎 亮1姚明星2

1.塔里木大学水利与建筑工程学院；2.第一师阿拉尔市建筑材料检测中心

葛广华（1980－）女，讲师，主要从事土木工程专业的教学和科研工作；通讯作者简介：王成（1978－），男，副教授，主要从事土木工程专业的教学和科研工作。

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.10.044

塔里木大学校长基金项目（TDZKSSZD201306）；塔里木大学校长基金重大培育项目（TDZKPY201401）