有关砌体结构墙体裂隙的讨论

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1 　裂缝的性质及常见种类
砌体出现裂缝,往往标志砌体内某部分产生的内应力已超过它所能承担的抗拉、抗剪极限强度。引起砌体结构墙体裂缝的因素很多,有既有地基沉降、温度变化、干缩等因素,也有设上的疏忽及施工质量、材料不合格等因素。砌体上常见裂缝有:沉降裂缝、温度裂缝、超载裂缝、振动裂缝和筒拱砌体裂缝等。而最为常见的裂缝有温度裂缝和干燥收缩裂缝(简称干缩裂缝) ,还有由温度和干缩共同产生的裂缝。

温度裂缝
结构在温度变化时,伸长或缩短的变形值与构件或砌体的长度、温差和材料种类有关,同时温度的变化会引起材料的热胀、冷缩,在约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝。在楼面和屋顶为钢筋混凝土结构的砖混结构房屋上,出现温度裂缝的现象比较普遍,如墙顶的“八”字斜裂缝,一般位于纵墙顶层两端的1～2 个开间内,有时可能发展
至房屋长度的1P3 左右,裂缝一般由两端向中间逐渐升高,呈对称形。有窗户时,裂缝一般通过窗户的两对角,缝宽一般为中间较大、两端较细,缝的数量不一,有时每端仅一条,有时则数条成组出现,一般仅顶层有,严重时亦可能发展至以下几层;内外纵墙都可能产生这种裂缝,有时横墙上也会出现。檐口下的水平缝一般出现在平屋顶的檐口下或屋顶圈梁下2～3 皮砖的
灰缝中,沿外墙顶部分布,两端较多,向墙中部逐渐减小。导致平屋顶温度裂缝的原因,主要是由于屋面直接受太阳照射的辐射热远较墙体高,而混凝土顶板的线胀系数又比砖砌体大得多,屋面板的变形伸长较其下砌体大,温度变形使墙的端部产生主拉应力,当主拉应力超过砌体的抗拉强度时,就会在墙体上部产生“八”字裂缝。而檐口下面的水平裂缝则是由于横向或纵向温度剪力超过了墙体的水平抗剪强度而产生的。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因,这些裂缝一般经过一个冬夏以后才逐渐稳定,不再继续发展,裂缝的宽度会随着温度变化而略有变化。
干缩裂缝
由于材料的干缩变形而引起的干燥收缩裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。烧结粘土砖,包括其它材料的烧结制品,其干缩变形很小,且变形完成比较快。只要不使用新出窑的砖,一般不要考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。但对这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀,而且这种湿胀是不可逆的变形。对于砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌
体,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形,如混凝土砌块的干缩率为013～0145 mmPm ,它相当于25 ℃～40 ℃的温度变形,可见干缩变形的影响很大。干缩变形的特征是早期发展比较快,如砌块出窑后放置28 d 能完成50 %左右的干缩变形,以后逐渐变慢,几年后材料才能停止干缩。但是干缩后的材料受湿后仍会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形,但其干缩率有所减小,约为第一次的80 %。如在建筑底部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝;在大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝;另外不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂,如楼板标高互相错开时,在错层处的墙面上常产生竖直裂缝;较长的多层房屋楼梯间处,介于楼梯休息平台与楼板之间的墙面上,常产生局部竖直裂缝;楼板设置了伸缩缝而相应的墙体未设伸缩缝的房屋,在楼板标高附近的板缝处,墙面上常产生局部竖向裂缝。上述裂缝产生的原因主要就是由于砌体与混凝土两种不同的材料温度影响与收缩变形所致。
　其它裂缝
建筑砖砌体裂缝种类繁多、形态各异。这些裂缝
包括: ①混凝土构件变形导致的裂缝,如当挑梁上填充墙、梁相继同步施工致使挠度过大,其上砌体产生内低外高斜裂缝及与外纵墙之间的竖缝等; ②砌体本身承载力不足,如砖柱承载不足时在下部1P3 高度处出现的竖缝; ③砌体构造要求不良,如施工洞留置和拉结筋
放置不当造成的洞边缝; ④施工质量差造成的缝,如砌体通缝,灰缝砂浆不饱满,含水率掌握不当,脚手眼设置不当等所造成的裂缝。
2 　裂缝的标准、控制原则和措施
裂缝的扩展是结构破坏的初始阶段,相对的某些裂缝,其承载力也可能受到一定威胁。同时裂缝可以引起渗漏,引起持久强度的降低。所以,习惯的概念,甚至某些验收规范和某些工程现场都是不允许结构出现裂缝的。但实际上建筑物的裂缝是不可避免的,裂缝是一种人们可以接受的材料特征,科学的要求应是将其有害程度控制在允许范围内。对钢筋混凝土结构最大裂缝宽度限值是考虑裂缝宽度对钢筋腐蚀的影响,以及外部构件在湿度和抗冻融方面的耐久性影响,我国到现在为止对外部构件(墙体) 最危险的裂缝宽度尚未做过调查和评定。对于钢筋混凝土结构,裂缝宽度> 013 mm ,通常在美学上是不能接受的,这个概念也可用于配筋砌体。而对无筋砌体似乎应比配筋砌体的裂缝宽度标准放宽些。砌体裂缝因温差和砖的材质因素产生的较普遍,而以沉降、超载致裂的危害较大。长期以来人们一直寻求控制砌体结构裂缝的实用方法,并根据裂缝的性质及影响因素有针对性的提出一些预防和控制措施。
由于设计者一般认为多层砌体房屋比较简单,在强度方面做必要的计算后,针对构造措施,绝大部分引用标准图集,很少单独提出有关防裂要求和措施。我国于2002 年3 月1 日施行的新的《砌体结构设计规范》GB50003 —2001 较原规范做了一些改动,砌体结构房屋的抗裂措施进一步有所加强,特别是对新型墙材砌体结构的防裂、抗裂构造措施。在设计中针对砌体产生裂缝的具体原因采取相应的构造措施,规范中61311 规定为了防止或减轻房屋在正常使用条件下,由温差和砌体干缩引起的竖向裂缝,应在墙体中设置伸缩缝。伸缩缝应设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。61312与61313 规定为了防止或减轻房屋顶层及底层墙体的裂缝所采取的相应构造措施。因温度变化而引起砌体内的附加剪应力与温差成正比,所以预防温度裂缝首先应减少温差并降低附加剪应力,其次要提高砌体的抗剪、抗拉强度。具体措施有: ①在屋面设置保温、隔热层; ②屋面设置柔性分格缝; ③为增强局部砌体抗裂性,在易裂部位提高砌块和砂浆标号,或加设部分补强钢筋; ④顶层圈梁宽度较墙身厚度适当减小,其外侧面用砌体遮盖,降低圈梁与砌体的温差和变形差; ⑤在砌体中根据材料的干缩性能,在楼盖处和屋盖处、在墙体的顶部和窗台的下部,配置一定数量的钢筋。所有这些措施都对砌体的抗裂起到了很好的作用。
3 　砌体裂缝的修补
砌体裂缝的修补一般应在裂缝稳定以后,有些细小裂缝,不影响房屋的正常使用,可不予处理。有的墙体裂缝虽不大,但造成墙面渗漏和影响使用;有的裂缝宽而深,不仅影响美观,也使建筑物刚度和抗震性能有较大的削弱,这类裂缝就需做适当的处理。而对于裂缝和损坏严重的砌体,影响使用安全,必须拆除重砌。常用的砌体裂缝修补方法有嵌补密封、水泥灌浆、钢筋网抹浆或喷浆。嵌补法就是用水泥砂浆或预制钢筋混凝土块嵌入已趋稳定的砌体裂缝。密封法是针对随温度变化而张闭的裂缝采取的修补方法。水泥灌浆是将纯水泥浆、水泥砂浆、水泥粘土浆或水泥石灰浆压灌入砌体的裂缝及孔洞中,达到填实砌体内的缝隙和空隙,恢复强度、整体性、耐久性的目的。对于裂缝较多又贯穿的墙面,可用钢筋或钢丝绑扎于墙身两面,外抹M10 砂浆或满喷混凝土。实践证明,抹、喷厚3cm 的面层,并<6 mm、间距为200 mm钢筋网加固的墙体,不但修补了裂缝,还具有一定的抗震能力。

2.1　温差裂缝防治措施
（１）减少屋面伸缩缝间距，缩短混凝土构件直线段的长度；将屋面挑檐平面布置成凹凸曲折形状，缩短挑檐直线长度。
（２）改进挑檐设计。设计中应优先用内天沟排水；在钢筋混凝土挑檐表面设置保温隔热层；现浇挑檐每隔１０ｍ左右设一道伸缩缝；将现浇挑檐改成预制。
（３）一般屋面板受阳光辐射吸收热量较多，保温层的厚度宜适当增厚；选择采用导热系数小，保温性能优良的材料，并增设空气隔热层，有效控制屋面板的温升，以防止顶层墙体产生裂缝。
（４）应根据屋面板基层的情况及时做好保温层；建成后长期不使用的住宅，应注意室内通风，防止室内温度过高致使楼板膨胀，使顶层墙体产生裂缝。
（５）墙强顶层砌体抗裂能力。
（６）严格执行砌体施工规范，确保砌体施工质量。
2.2　地基不均匀沉降裂缝防治措施
（１）在进行建筑基础设计前，应对工程地质进行详细勘察，查明地基土质情况，分布情况，承载力大小，地下水位等水文地质条件，对周边环境进行地质差异考察，然后进行全面分析，确定合理的建筑布局和结构类型，并正确选用基础形式，以使上部结构与地基相互影响，共同作用。
（２）减轻建筑结构自重。
（３）合理布置建筑体型。建筑平面形状应力求简单、合理，纵墙拉通避免转折多变，凹凸复杂；建筑方面应尽量避免高低参差，荷载差异大。
（４）增强建筑物的整体刚变；控制建筑物的长高比，设置沉降缝；在基础和楼盖下的墙顶上设置平面闭合的钢筋混凝土圈梁。
（５）合理调整荷载分布，选用较小的基底反力。
（６）合理安排施工顺序。对立面高低悬殊，荷载变化较大的房屋，应分期分阶段组织施工。
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