分析建筑磚砌體裂縫原因

　　關(guān)鍵詞：工程結(jié)構(gòu),溫差,變形,防治

　　一、前言

　　建筑磚砌體裂縫不僅種類繁多，形態(tài)各異，而且在工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中是一個(gè)相當(dāng)普遍的問題，輕微者會(huì)影響建筑物美觀，造成滲漏，嚴(yán)重者會(huì)降低建筑結(jié)構(gòu)的承載力、剛度、穩(wěn)定和整體性、耐久性，甚至還會(huì)導(dǎo)致整體倒塌的重大質(zhì)量事故。是目前迫切需要解決的問題。因此，深入分析原因、采取有效的措施進(jìn)行防治是十分必要的。

　　二、溫差變形引發(fā)的磚砌體裂縫

　　這類裂縫較典型和普遍的是建筑(特別是那些縱向較長(zhǎng)的)頂層兩端內(nèi)外縱向墻上的斜裂縫，其形態(tài)呈“八”字或“X”型，且顯對(duì)稱性，但有時(shí)僅一端有，輕微者僅在兩端1—2個(gè)開間內(nèi)出現(xiàn)，嚴(yán)重者會(huì)發(fā)展，至房屋兩端1/3縱長(zhǎng)范圍內(nèi)，并由頂層向下幾層發(fā)展。此類型裂縫對(duì)那種剛性屋面平屋頂、未設(shè)變形縫、隔熱層的房屋更易發(fā)生。產(chǎn)生的直接原因是混凝土結(jié)構(gòu)屋面的伸縮變形牽引其下磚砌體超過其材料抗拉強(qiáng)度的結(jié)果。具體的機(jī)理可認(rèn)為是：在陽光照射下屋面板溫度可高達(dá)60°C-70°C，而在其下的磚砌體僅為30°C-35℃，如此大的溫差，加上混凝土線膨脹系數(shù)比磚砌體近似大一倍，根據(jù)王鐵夢(mèng)《建筑物的裂縫控制》一書中提出的計(jì)算理論和公式，可計(jì)算出砌體中的主拉應(yīng)力。設(shè)砂漿強(qiáng)度為M5.0、磚強(qiáng)度為Mu7.5時(shí)，則其沿灰縫截面破壞時(shí)的軸心抗拉、抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值僅為0.14MPa和0.12MPa，而沿齒縫通縫的彎曲抗拉強(qiáng)度僅為0.25MPa和0.12MPa，則溫差引起的砌體主拉應(yīng)力大于砌體本身抵抗力的50%～300%不等;又加上房屋兩端為“自由端”，水平約束力小，上部砌體垂直壓力較小，如無相應(yīng)措施上述裂縫在所難免。當(dāng)屋面向兩端熱脹時(shí)，致使下部砌體出現(xiàn)正“八”字縫，當(dāng)冷縮時(shí)，就出現(xiàn)倒“八”字縫，一脹一縮則易出現(xiàn)“X”型縫。其防治的主要方法：一是減緩消除熱X脹冷縮動(dòng)力源，如設(shè)隔熱層、變形縫;二是增強(qiáng)相關(guān)砌體抗力，如提高砂漿強(qiáng)度，提高飽滿度，加筋砌體，如設(shè)圈梁和構(gòu)造柱;三是提高抹灰的抗裂能力(對(duì)于不影響結(jié)構(gòu)安全的縫)。

　　同時(shí)，溫差裂縫還有屋面結(jié)構(gòu)與其下相應(yīng)砌體之間的水平縫、包角水平縫、沿窗上下角水平縫、女兒墻根部水平縫以及出現(xiàn)在靠近縱墻的橫墻上的內(nèi)高外低斜裂縫等等。對(duì)于出現(xiàn)這類斜裂縫一般為：上幾層多于下幾層，輕微者僅在靠外墻端約0.5—1.0m位置上，有l(wèi)～2條縫而已，嚴(yán)重者可達(dá)橫墻1/3跨度及各層都有，尤其是那種層層設(shè)混凝土梁(如圈梁)和縱橫墻交接處設(shè)混凝土柱(如構(gòu)造柱)的房屋，其產(chǎn)生裂縫的機(jī)理可以認(rèn)為是：由于外墻柱及橫墻(包括填充墻)上下梁均為混凝土結(jié)構(gòu)，其線膨脹系數(shù)大于磚砌體近一倍，再加上溫差效應(yīng)，受熱膨脹時(shí)，柱向上伸長(zhǎng)(下有地基約束)，梁向外墻伸長(zhǎng)(內(nèi)約束大于外端)，于是在橫墻端部產(chǎn)生豎、橫向拉應(yīng)力σy和σx，其合力為主拉應(yīng)力σr，約45°當(dāng)σr超時(shí)砌體抵抗強(qiáng)度時(shí)，裂縫就出現(xiàn)了。與此同理出現(xiàn)的還有如窗角“八”字縫，以及沿窗上下腳的水平縫等。防治這類縫的有效措施是加設(shè)混凝土窗臺(tái)板，它不僅可以防裂縫，還可有效地解決鋁合金等窗框安裝配合問題，防止窗框周圍滲漏水。

　　三、基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫

　　一般在建筑物下部，由下往上發(fā)展，呈“八”字•、倒“八”字、水平及豎縫。當(dāng)長(zhǎng)條形的建筑物中部沉降過大，則在房屋兩端由下往上形成正“八”字縫，首先在窗對(duì)角突出;反之，當(dāng)兩端沉降過大，則形成的兩端由下往上的倒“八”字縫，也首先在窗對(duì)角突出，還可在底層中部窗臺(tái)處突破形成由上至下的豎縫;當(dāng)某一端下沉過大時(shí)，則在某一端形成沉降端高的斜裂縫;當(dāng)縱橫墻交點(diǎn)處沉降過大，則在窗臺(tái)下角形成上寬下窄的豎縫，有時(shí)還有沿窗臺(tái)下角的水平縫;當(dāng)外縱墻凹凸設(shè)計(jì)時(shí)，由于一側(cè)的不均勻沉降，導(dǎo)致在此處產(chǎn)生水平推力而組成力偶;致使此交接處產(chǎn)生豎縫。

　　典型的例子是某住宅樓為4層磚混結(jié)構(gòu)，縱長(zhǎng)為52m，地基為粉砂層，基礎(chǔ)為鋼筋混凝土帶形基礎(chǔ)，于1994年完工。第二年就發(fā)現(xiàn)一側(cè)外窗臺(tái)下角出現(xiàn)上寬下窄豎縫及窗間墻水平縫，4層均有發(fā)現(xiàn)，但下層比上層嚴(yán)重，而且裂縫逐年增寬，調(diào)查原因時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于原地基勘察時(shí)未能發(fā)現(xiàn)貫穿兩棟樓中間的一條埋藏很深的陰溝虛土帶，雨水和地溝污水滲透地基土導(dǎo)致在縱橫交點(diǎn)處沉降過大，從而產(chǎn)生沉降。為此，對(duì)兩棟樓均采取基礎(chǔ)底部加鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)擠密地基和墻體外增設(shè)附墻構(gòu)造柱的辦法。處理后到目前觀測(cè)裂縫已無變化。

　　對(duì)于不均勻沉降導(dǎo)致的裂縫應(yīng)以預(yù)防為主，即無地質(zhì)勘察資料時(shí)嚴(yán)禁做施工圖設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按圖施工，不得擅自更改、任意處理，根據(jù)本地區(qū)通病，盡可能在那些開大窗洞的建筑底層窗臺(tái)下設(shè)置構(gòu)造圈梁與地梁構(gòu)成剛度較大的復(fù)合墻梁結(jié)構(gòu)，對(duì)防止上述裂縫有明顯效果。治理的原則是，觀測(cè)裂縫發(fā)展的速度、部位、程度，決定是表面處理還是上部加固或基礎(chǔ)加固處理。

　　四、其他裂縫

　　除上述裂縫外，其它裂縫包括：混凝土構(gòu)件變形導(dǎo)致的砌體裂縫，如當(dāng)挑梁上填充墻、梁相繼同步施工致使撓度過大，其上砌體產(chǎn)生內(nèi)低外高斜裂及與外縱墻之間的豎縫等;砌體本身承載力不足，如磚柱承載不足時(shí)在下部1/3高度處出現(xiàn)的豎縫;砌體構(gòu)造要求不良，如施工洞留置和拉結(jié)筋放置不當(dāng)造成的洞邊緣。如某基地2000年完工的84號(hào)住宅樓，其施工洞留在與內(nèi)縱墻交叉的橫墻上，結(jié)果自下到上各層在這點(diǎn)交角上均出現(xiàn)了豎直裂縫。施工質(zhì)量差造成的縫，如磚砌體強(qiáng)度不夠，砌體通縫，灰縫砂漿不飽滿，含水量掌握不當(dāng)，腳手架設(shè)置不當(dāng)，組砌不當(dāng)?shù)�。這些裂縫形態(tài)各異，必須對(duì)癥防治。

　　五、結(jié)語語

　　綜上分析，因溫差和磚砌體的材質(zhì)因素產(chǎn)生的砌體裂縫較普遍，而以沉降、超載致裂的危害較大，但其危害性和處理方法也不能一概而論，在具體處理時(shí)務(wù)必正確區(qū)分，對(duì)癥防治，且以防為主。治理的原則為：凡已涉及結(jié)構(gòu)安全且變化劇烈的，應(yīng)當(dāng)機(jī)立斷，迅速采取相應(yīng)對(duì)策，排除動(dòng)力源，加固補(bǔ)強(qiáng)或作拆除返工處理;反之，如變化趨緩、穩(wěn)定。僅與外觀和評(píng)定有關(guān)，修復(fù)，返工不影響使用，則重點(diǎn)放在表面處理上�？傊�，只要認(rèn)真、切實(shí)地查明裂縫成因，及時(shí)處理磚砌體裂縫問題也是不難處理的。