论砌体结构裂缝成因及防治措施

彭大庆

云南官房建筑集团股份有限公司

1 引言

近年来，混凝土小型砌块作为新型墙体材料，由于诸多优点，已经成为替代传统的粘土砖的最常用墙体材料。然而，自从混凝土小型砌块在云南成为主流墙体材料后，与其相关的质量问题也日趋明显，其中最大的当数砌体结构裂缝。砌体结构裂缝作为容易检测到的质量问题，受到社会各界的普遍关注，不但会造成使用功能受损及观感，更会引发安全隐患，甚至发展为工程质量事故。因此，工程建设项目各方也越来越重视在工程前期、施工过程和使用过程中对关于砌体结构裂缝防治措施的探索。

2 常见砌体结构裂缝形式和成因

混凝土小型砌块与烧结砖相比，力学性能有明显差异。在相同砌块和砂浆强度等级下，小型砌块抗压强度要比烧结砖高很多。在砂浆强度相同时，小型混凝土砌块抗拉强度和抗剪强度较小，其弯拉强度为普通烧结砖的30%～50%、抗剪强度为50%至55%。所以，同受力状态况下，小型混凝土砌块对拉力和剪力的抵抗能力要差很多，所以更容易导致砌体墙开裂。

因砌体材料收缩、温湿度变化、地基沉降和直接承受荷载作用等，导致墙体开裂，其裂缝的形式和成因较为复杂。直接承受荷载，导致的墙体裂缝称为受力裂缝；而由于温度和湿度变化、以及材料收缩、地基不均匀沉降等引起的裂缝称非受力裂缝，也称变形裂缝。而在墙体砌筑产生的裂缝中变形裂缝占比最高，其中又以温度裂缝尤为突出。变形裂缝影响较大，产生原因复杂，因此，下文中针对砌体结构变形裂缝做一些分析。

2.1 温度变形

2.1.1 温度裂缝常见形式

温度变形引起的裂缝多发生顶层内外墙墙面上，出现的位置一般在窗台压顶下方，顺窗边两个下角方向开正“八”字形斜裂缝、山墙上段内外斜裂缝、转角处裂缝、水平裂缝往往出现在顶层或顶层圈梁以下砌体灰缝中。砌体结构早期裂缝的产生是由于外界及施工环境温度的变化引起的，特别是经过一整个夏季和冬季之后，裂缝发展才会逐渐稳定下来,一般来说温度的升降会影响裂缝的宽度。温度裂缝有一定的规律，一般表现为两端、顶层和朝阳面重，中间、低层以及背阴面轻。

2.1.2 温度裂缝产生机理

砖砌体的线膨胀系数比混凝土小很多，外界温度升高，混凝土和砌体的变形差异大，两种间的约束应力使楼板受压，砌体墙受拉、受剪。这种在约束力下，由于温度变形产生的温度应力增大到一定限值时,墙体就会出现温度裂缝。夏季在阳光长时间的照射下，混凝土砌块墙体与混凝土屋盖间存在温差现象。屋面和顶层外墙平均最高温度分别是40℃和30℃及以上，两者间的温差在10℃以上，这样的情形造成了墙体裂缝的出现。

2.2 收缩变形

2.2.1 收缩裂缝常见形式

由砌块制作原材料的收缩而引发的墙体开裂现象，在砌体工程中比较普遍。内外墙、建筑物各楼层均有可能出现。收缩导致的建筑物裂缝常出现的部位以及开裂形式有以下四种：（1）内外墙墙体中间梯形裂；（2）沿砌体灰缝周边开裂；（3）外墙窗洞口下墙面竖向裂；（4）大面砌体墙出现的竖向及水平裂。收缩裂缝一般发生在低楼层，部分大面砌体墙中间的竖向裂缝可由底层一直到三、四层的高度。收缩裂缝很细的丝状呈现出来，分布在墙体的灰缝里，清水墙面通常肉眼很难发现，但是现在的填充墙设有抹灰层，一旦裂缝将抹灰层拉开，就很容易显现出来，裂缝宽度并不大，分布均匀。

2.2.2 收缩裂缝产生机理

烧结砖随含水率的增加而膨胀。在含水率降低时砖不会收缩。烧结砖的原材料的种类和烧制温度决定了砖的含水量大小。烧制成型的砖出窑时尺寸最小，后续置于堆放地搁置期间受外界湿度影响含水率增加，烧结砖随之膨胀，开始几周膨胀量是最大的，而后以很低的速率可持续几年之久。混凝土砌块在成型硬化过程中逐渐失水收缩，因材料和成型质量差异收缩量也不同，收缩率是在逐渐减小的。砌块成型28天后在自然条件下，收缩已稳定，干缩率维持在0.03%～0.035%之间，含水率在50%～60%左右。砌筑上墙后含水量会降到10%左右，干缩率维持在0.018%～0.07%之间，干缩稳定。此时若砌块再次受潮必将导致二次干缩（第二干缩）。第二干缩的稳定时间一般在15天左右，且收缩率约为一次干缩的80%左右。块材的抗拉强度或块材与砂浆之间的抗弯强度小于砌块受到约束收缩引起的拉应力时，导致墙体产生收缩裂缝。

2.3 地基变形

2.3.1 沉降裂缝常见形式

地基沉降导致的裂缝随时间的推进长期处于变化状态，裂缝较宽，可达数厘米，其形态多种多样，但以45°角裂缝和斜向裂缝出现频率最高。沉降裂缝多发生于房屋的中间部位。

2.3.2 沉降裂缝产生机理

（1）墙体45°角裂缝。由于建筑物平面形状复杂、基础结构交错重叠部位较多、地基土质差异等影响，引起地基不均匀沉降，导致沉降大的砌体与沉降小的砌体间产生相对位移，使砌体中产生附加拉力或剪力，当这样的附加内力超过砌体强度时，墙体产生裂缝。此类裂缝多出现于纵墙上，而横墙少见，裂缝的明显特征是与地面呈45°左右夹角，上宽下窄斜缝朝向凹陷处（沉降大的部位）。（2）墙体斜向裂缝。建筑物地基基础的中间换填了砂石，或遇地基土质软硬不均、上部荷载又相差过大，端部沉降大于中间，形成负弯距，主拉应力引起墙体的出现斜向裂缝。

2.3.3 影响地基沉降裂缝因素

房屋地基、基础的变形类型与土体、房屋建筑的刚度和平面形状以及建筑材料变形指标等有关。

（1）建筑物的变形由很多因素影响，沉降、水平位移、温度、湿度变化等均能导致建筑物变形，无论是哪种形式的变形，其变形速率是重要影响因素。缓慢变形一般不会导致房屋建筑的变形破坏，其最重要的原因就是建筑材料的变形是在一段时间内缓慢持续变化，而且变形速度逐渐减慢，内应力也随之松弛。（2）外观造型复杂的房建项目，基础结构也同样交错密集，在基础纵横向交界处附加应力重叠，地基沉降量增大。造型复杂的房屋本身的整体性差和刚度不均，因地基沉降量增大而产生的不均匀沉降，砌体更容易开裂。所以，当地基条件不理想时，应在满足使用功能的前提下，将建筑物平面形状简单化。

3 砌体结构裂缝的防治措施

从根本上杜绝砌体结构裂缝的发生较为困难，且易造成工程上的浪费，但是通过设计和施工方面采取一些措施是可以在很大程度上预防和减轻砌体结构裂缝的。

3.1 温度裂缝的防治措施

（1）砌体结构施工时，应按照砌体施工规程要求进行，注意上墙砌体的砌块含水率，对提高墙体抗剪和抗拉强度作用很大;（2）设计时应考虑在建筑物的现浇混凝土屋面层设置保温层或隔热层;（3）在屋面设置变形缝,变形缝的间距应满足现行《砌体结构设计规范》规定，不宜大于20m；（4）混凝土挑檐长度超过12 m时,宜沿纵向设置分隔缝,缝宽不小于20mm，缝内应用防水柔性材料嵌填；（5）在非地震区的建筑物,宜在屋面层设圈梁，梁宽与墙宽一致。不便设置圈梁时,可在屋面层外墙砌体内,配置规格不小于墙体内拉墙筋的转角加强筋。

3.2 收缩裂缝的防治措施

（1）砌体施工应按照相关图集规定设置构造梁柱,所有的墙转角处都应设置钢筋混凝土构造柱，或当墙长超过5m 时，墙中也应设钢筋混凝土构造柱;墙高超过3m时,还应在墙中部设置钢筋混凝土腰梁；（2）控制砌块龄期达28d 后才能用于砌筑施工；（3）对各种砌块施工含水率的控制。各类砌块材料特别是混凝土小型砌块在生产过程、成型入库、货运、交付施工现场收料堆放等环节都要防止砌块受潮,若遇雨季进程施工砌块和已砌筑墙体的防雨措施更为重要。施工前1d～2d 对砌块洒水湿润，含水以侵入表层8mm～10mm深为宜。

3.3 沉降裂缝的防治措施

（1）建筑物造型以简单为宜，且尽可能减轻建筑自重；（2）应考虑将沉降缝设置在建筑物平面的转折部位、建筑的高度和荷载差异较大处、过长建筑物的适当部位、建筑基础类型不同交界处等；（3）设计加强建筑物的刚度和强度，如：设置连通闭合的圈梁、增加构造柱、纵横墙设置合理、尽可能选用整体性好、刚度大基础形式；（4）采用较大的基础底面积，降低基底附加应力，减少地基的沉降与不均匀沉降。

4 结束语

针对砌体结构裂缝，尤其是以新型砌块为主的砌体结构裂缝，要从原理上了解裂缝成因及机理，通过设计和施工采用新型建筑材料对砌体结构裂缝进行有效预防和控制。但就云南建筑市场来说，很多地区还不能一步到位的推行全依靠新型建筑材料来对砌体结构裂缝做很好的防治，只有改进、优化现有施工技术，达到控制砌体结构裂缝的目的。