1、 冶金之家网站砌体结构房屋的墙体裂缝控制研究张金岭,冯剑秋,黄凯(鞍钢集团工程技术有限公司,鞍山 114021)摘 要:论述了砌体结构房屋内裂缝出现的原因、形式,以及预防方法和治理的措施等,提出了控制裂缝应以预防为主治理为辅的原则。关 键 词:砌体结构;沉降裂缝;温度裂缝;结构裂缝;干缩裂缝1 概述砌体结构的房屋,由于规模都不太大,设计和施工难度也较小,一般不会引起有关人员的足够重视,若使用的材料没有严格按设计要求或技术规范来控制,或由于施工的原因,常使砖墙砌体产生各种形式的裂缝,影响观感和使用,甚至危及房屋的结构安全,会对用户的身心健康造成很大的影响。近年来这种现象已引起工程建设各方面的注意
2、,但往往都是在裂缝出现后才想办法补救,而较少从根本上预防。笔者根据多年的设计和现场施工监理的经验,对砌体结构房屋墙体裂缝的形式、产生的原因、采取的预防措施,以及治理的方法进行论述。2 墙体裂缝形成的原因及形式从产生的原因来看,大致分为四大类:地基不均匀沉降产生的裂缝;构件承载力不足引起的裂缝;温度应力产生的裂缝;混凝土或砂浆干缩产生的裂缝。控制裂缝应以预防为主,治理为辅为原则。预防主要是从设计和施工方面采取措施,而治理应根据裂缝的性质采取相应措施。对于简单的变形裂缝,一般不必采取特别的加固措施,只需局部锚固或剔缝处理;对于结构受力变化引起的裂缝,必需引起足够的重视,应根据不同情况,采取补缝、剔
3、、重砌、局部加固、整体加固等措施。(1)长宽比较大建筑物的下部纵墙上常会产生八字型裂缝或单方向斜裂缝,且多发生在窗间墙体,裂缝通过窗口的两对角,在紧靠窗口处缝隙较宽,向两边和上下逐渐缩小。这种裂缝往往在房屋建成不久出现,其数量和宽度随时间而发展。这是由于地基承载力、结构刚度上的差异使建筑物沉降不均匀引起的,当差异积累到一定数量,在墙体中产生较大的剪力,造成砌体受较大的主拉应力而破坏,墙体出现一定宽度的裂缝。预防的措施是,应根据地质状况合理进行建筑布局、结构选型,选择适宜的基础形式,以避免产生较大的不均匀沉降;并在适当部位( 如土质和荷载变化较大处、不同结构类型处、新旧建筑结合处等)设置沉降缝。
4、治理的方法是,在沉降基本稳定后,先用水泥砂浆灌缝,再粉刷高标号水泥砂浆或墙面贴钢筋网片,并配置梅花状的穿墙拉筋加以固定,然后分层粉刷水泥砂浆。(2)窗间墙上常会出现水平裂缝,一般位于窗间墙的上下对角线处。这是不均匀沉降而引起的,通常表现为沉降大的一边裂缝在下,沉降小的那边在上。主要是在不均匀沉降时,建筑物沉降单元上部受阻力作用,使窗间墙承受较大的水平剪力,产生上下部位的水平裂缝。预防的措施是,合理地进行建筑、结构及基础选型;按规范要求设置沉降缝;在门窗洞口两边设置钢筋混凝土抗裂柱或设置钢筋混凝土门窗套,以阻止不均匀沉降荷载直接作用在窗间墙的砌体上。治理的方法是,先用高标号水泥砂浆灌缝,再粉刷水
5、泥砂浆。(3)建筑物底层窗台墙的中部及窗洞口的两个角处常会出现竖向裂缝,裂缝上宽下窄。这些裂缝是由于地基反力和砖砌体的温度收缩应力共同作用引起的。窗台墙承受基础和两墙间的约束,在地基反力作用下其受力特征表现为反梁,窗间墙为支座。当窗洞较宽或窗间墙承受较大的集中荷载时,反梁将向上弯曲,产生弯曲应力,在跨中附近,由于应力较大,当超过砖砌体的强度时,即会产生竖向裂缝。同时,窗间墙对窗台墙的压力作用,使窗洞角产生较大的集中剪应力而引起此处开裂。另外,砖砌体温度变化和干缩变形也会产生较大的约束力,导致或加剧开裂。预防措施是,提高窗台墙砌筑砂浆的标号,窗台墙顶部采用配筋砖砌体,提高砌体的抗裂性能。治理的方
6、法是,用高标号水泥砂浆灌缝,再重冶金之家网站新粉刷面层。(4)梁端支承处墙体常会出现竖向或稍倾斜的裂缝,该裂缝通常为结构裂缝,是由于梁端下砌体局部承压强度不足引起的。另外,梁与砌体的变形差异也将导致或加剧开裂。预防措施为,在砖砌体结构设计时,应注意验算梁下砌体的局部承压强度,不足时应设置梁垫;当梁跨度或荷载较大时,应设置砖壁柱;窗间墙应按抗震规范留有一定宽度;砌筑砂浆考虑采用强度高的混合砂浆。治理方法是在原受压墙体的内侧梁下加设砖柱,并采取措施,与原墙体拉结,尽可能使二者形成一个受力整体。(5)独立砖柱上常会出现竖向或稍倾斜的中间宽、上下两端小的裂缝,这种裂缝多为结构裂缝,这是由于砖柱截面太小
7、,承压强度不足所引起的。预防的措施是在砖柱结构设计时,应验算其承载能力,不足时需加大截面;应注意两个方向均应设置钢筋混凝土拉梁,以减小柱的计算长度;当荷载较大时,应尽可能采用钢筋混凝土柱。治理的方法是采用四周加钢筋混凝土套箍。(6)墙面或屋面顶棚常出现较多细微的裂缝,裂缝总体上没有规则,且宽度相差不多。这种裂缝主要是混凝土板或砂浆粉刷层于缩引起的。当混凝土或砂浆干燥后,由于缺水,得不到应有的养护,即会出现明显的干缩裂缝。预防的措施是充分浇水养护,严格按施工规范的要求施工。这种裂缝一般不需要治理,若裂缝宽度明显,可把附近的粉刷层打掉,重新用高标号水泥砂浆找补。(7)平屋顶建筑的顶层檐下或顶层与墙
8、体交接面之间常会出现水平裂缝,裂缝一般沿外墙顶端断续分布,两端比中间严重,在转角处,纵横水平裂缝相交而形成包角裂缝。在平屋顶顶层纵墙的两端,常会出现正八字裂缝,严重时可发展到房屋 13 长度内,有时在横墙上也可能发生。裂缝宽度一般为中间大、两端小,当外纵墙有窗时裂缝沿窗口对角方向裂开,且南立面墙比北立面墙的更明显。这种裂缝常为温度应力所引起,主要是由于平屋顶建筑的顶层受季节性气温和太阳日照的影响较大,会在圈梁与其下砖墙交接处产生水平方向温度应力,使砖砌体处于受拉、受剪等复杂的应力状态下,当此应力超过砖砌体材料的强度时,砌体就会开裂。3 预防措施(1)提高屋面保温隔热性能,如设置架空层。(2)改
9、善结构的变形约束条件,在建筑物顶层圈梁与砌体交界面之间设置滑动层( 如两层油毡加滑石粉),使混凝土板和圈梁可以自由变形,而不受其下砖墙的约束,减小变形产生的应力。(3)提高顶层砌体砂浆的强度,严格控制破碎砖集中填充,以提高砌体的抗拉、抗剪强度。(4)屋面圈梁按单元设置温度伸缩缝,以减小屋面和圈梁的纵向温度变形。(5)设计时,在裂缝多发部位的墙体上进行抗裂设防,即采用设置抗裂柱的方法进行裂缝防治;外纵墙和内纵墙的抗裂柱均应设在裂缝多发部位的窗洞口一侧;抗裂柱的断面及钢筋宜与构造柱相同,纵向筋必须伸入上下端的圈梁内,并且满足锚固长度的要求;施工时,应先砌砖墙,然后浇筑抗裂柱和构造柱的混凝土,二者之
10、间的墙内放置拉结钢筋,使其形成组合砖砌体,有效提高砌体的强度,增大砌体的抗弯刚度和抗侧向变形的能力,抑制墙体中裂缝的出现和发展。4 治理方法(1)采用剔缝埋入钢筋法,在裂缝中每隔五皮砖剔开一道砖缝,每边长 500mm,深50mm,每道缝内埋入一根直径 6mm 的钢筋,钢筋端部加直钩,两端伸入砖缝两侧,然后用 M10 水泥砂浆灌缝,采用这种方法需注浆达到一定强度后再处理另一面,防止因扰动而降低砂浆强度,且应注意浇水调温、养护。冶金之家网站(2)采用钢筋混凝土块连接法,在裂缝处,每隔 810 皮砖,抽砖嵌入预制混凝土块,四周清扫干净,润湿,以 M10 水泥砂浆砌筑,保证四周密实,且按原砖墙法砌筑,混凝土为 C15,内配直径 4mm 钢筋,其他部位以 M10 水泥砂浆填补密实。(3)采用拆砖重砌法,在裂缝位置拆除 250mm(裂缝两侧均一样)长砖墙,用比原设计等级高一级的砂浆重新砌筑,新老砌体按规范要求结合密实,注意拆除该处时,应采取措施保障安全。(4)砌体内、外两面敷贴钢筋网片,配置穿墙拉筋加以固定,分层抹水泥砂浆或贴挂钢丝网抹灰。4 结语综上所述,笔者认为对于砌体结构墙体裂缝应以预防为主。因为裂缝一旦出现,处理是比较困难的,有些工程处理后也不能完全达到预想结果,并且会带来一定的经济损失。