浅谈墙体裂缝的成因及有效控制

　　摘要：通过分析砌体结构裂缝的类型和形成机理，针对施工技术和施工工艺提出了一些防治措施。
　　关键词：墙体裂缝；原因分析；防治措施；裂缝处理
　　
　　墙体作为建筑物的重要承重构件及围护结构，依据墙体在建筑中的位置不同，有外墙、内墙之分，它起分隔室内、外空间和挡风、阻雨、保温、隔热等作用。墙体在建设和使用过程中会出现不同形式、不同宽度的裂缝，这些裂缝不仅影响建筑外观造型和使用功能，而且影响到结构的承载力，严重者甚至引起房屋的倒塌。
　　一、墙体中常见的裂缝分类
　　1、地震裂缝。地震对砌体结构的影响十分大，通常造成墙体出现水平裂缝、斜裂缝、“X”形裂缝，严重的出现歪斜甚至倒塌。水平裂缝是由于墙肢较窄，在地震作用下墙体受弯、受剪的缘故。在大开间的纵墙上。窗间墙的上下端会产生的。斜裂缝一般属于主拉应力超过砌体强度所引起的剪切破坏现象，墙体开裂后出现滑移、碎落等现象，直至局部倒塌、压塌。“X”形裂缝由于建筑物墙体受地震反复作用，由斜裂缝发展而来。
　　2、干缩裂缝。干涨湿缩是自然界的普遍现象，组成砌体结构的各组成材料的含水率不同，受干涨湿缩影响也不协调，因此产生了各种收缩裂缝。收缩裂缝的形态有，在墙体中部出现的阶梯形裂缝，环块体周边灰缝的裂缝；在外墙的窗下墙出现竖向均匀裂缝，山墙等大墙面出现的竖向、水平向裂缝。
　　3、温度性裂缝。温度性裂缝是墙体中最常见的，常出现于不同材料的交接处。由于墙体与屋盖之间的相互支撑和约束，当温度升高时，墙体限制了屋盖的伸长变形，从而导致屋盖处于受压状态而墙体则处于受拉和受剪状态。房屋中屋顶温差较大，顶层端部墙体的拉应力和剪应力最大，墙体开裂现象亦较严重。通常，此处外纵墙和横墙的门、窗洞口处易产生呈八字形分布的裂缝，有的还在屋盖与墙体之间产生水平裂缝，纵、横墙交接处出现包角裂缝。这些裂缝均是由于墙体中的主拉应力或剪应力超过砌体的抗拉或抗剪强度所导致的。此外，负温差和砌体干缩共同作用下，房屋的中部可能产生拉应力，继而在墙体中形成上下贯通裂缝。
　　4、地基不均匀沉降引起的裂逢，裂缝特征：一般成斜裂逢，且裂缝走向凹陷处。房屋在建成后，地基一般都会下沉。特别是当房屋的长高比较大、地基土较软，或地基土层分布不均匀、土质差别很大，或房屋高差较大、荷载分布极不均匀时，都有可能产生过大的不均匀沉降，沉降大的部位与沉降小的部位发生相对位移，在墙体中产生剪力和拉力，当这种附加内力超过墙体本身的抗拉抗剪强度时，使墙体产生附加应力，就会产生裂缝。
　　5、结构超载裂缝。随着结构使用功能的转变和砌体材料强度的降低，加之砂浆和砖这两种材料的弹性模量、横向变形和强度不相同。当外部荷载超过结构的极限状态而形成了受压、受拉和受剪裂缝等破坏形态。
　　二、砌体结构裂缝控制的措施
　　1、地震裂缝控制要点。建筑物要完全避免地震裂缝是完全做不到的。只能采取适当措施，做到小震不裂或少裂、大震不倒，建筑设计时，应根据本地区抗震等级合理进行抗震设计；施工时保证必要的构造要求和施工质量；合理设置抗震缝。
　　2.防止干缩裂缝，可采用下列措施:1）选用干缩值低的墙材。控制砌筑时材料的含水量(先让材料干缩后砌墙)。采用低强度砂浆和长度小的砖块，可以避免砖块的断裂，并将细小裂缝均匀分散到各个垂直的灰缝隙中，避免变形和应力集中，累加出现大裂缝。2）面积较大的墙体采用在墙体内增设构造梁柱的构造措施。如墙体长度超过5m，可在中间设置钢筋混凝土构造柱当墙体高度超过3m(120mm厚墙)或4m(≥180mm厚墙)时，须在墙中腰处增设钢筋混凝土腰梁，或设置伸缩缝。3）严格控制以胶凝材料为原料的砌块的龄期，不足28d的不应进入施工现场。4）正确掌握各种砌块使用时的含水率。轻集料混凝土空心砌块和蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰加气混凝土砌块砌筑时的含水率分别控制为5%-8%和15%-20%以内。砌体在生产储存期、运输、现场堆放等均要防止被水浸湿，雨季还应做好对砌块和砌体的遮盖。施工时，一般提前1-2d洒水稍作湿润。
　　3.防止主要由温度变化引起的砌体结构开裂，可取下列措施：1）设置保温层或隔热层。当采用整体式或装配式的钢筋混凝土屋盖时，宜在屋盖上设置保温层或隔热层；2）设置控制缝。在屋盖的适当部位设置控制缝，控制缝的间距不大于30m；3）设置分隔缝。当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时，宜设置分隔缝，分隔缝的宽度不应小于20mm，缝内用弹性油膏嵌缝；4）设圈梁。在非地震地区，在房屋顶层宜设钢筋混凝土圈梁。若采用钢筋混凝土圈梁，圈梁不宜外露。若不设圈梁，可在屋盖四周檐口下的砌体中，配置适当的转角钢筋。
　　4.为防止地基不均匀沉降引起的墙体开裂，可采取以下措施。（1）加强地基勘察。地质勘察时，要探明局部软弱土层。对照勘探报告，辨别土层成分，防止因未作土样分析而将某些特性土，如膨胀土、湿陷性黄土当作一般土处理。对发现的软弱土部分，应处理后，方可进行基础施工。（2）设置沉降缝，沉降缝必须自基础起将两侧房屋在结构构造上完全分开，一般在以下部位设置沉降缝：建筑平面的转折部位、高度差异或荷载差异处、长高比过大的房屋适当部位、地基土的压缩性有显著差异处、基础类型不同处、分期建造房屋的交界处；（3）加强房屋结构的整体刚度和强度，宜采用以下主要措施：①合理的结构布置，控制软土地基上房屋的长高比，长度与高度之比L/H不宜大于2.5（其他地基上可适当大些）；平面形状力求简单，体型较复杂时，宜用沉降缝将其划分为若干平面形状规则且刚度较好的单元；房屋各部分高差不宜过大，对于空间刚度较好的房屋，连接处的高差不宜超过一层，超过时，宜用沉降缝分开；②合理布置承重墙体，应尽量将纵墙拉通，并隔一定距离（不大于房屋宽度的1.5倍）设置一道横墙且与纵墙可靠连接；③设置钢筋混凝土圈梁，圈梁有加强纵、横墙连接、提高墙柱稳定性、增强房屋的空间刚度和整体性、调整房屋不均匀沉降的显著作用。④在墙体上开洞时，宜在开洞部位配筋或采用构造柱及圈梁加强。
　　5、结构超载裂缝控制要点。砌体房屋的功能不能随意改变，不能在楼面上随意安放设备、施加动力荷载；不能随意改变砌体房屋的受力形式，尤其是不能破坏承重结构；对于房龄较长的砌体房屋，要适当减轻楼(屋)面荷载，以免房屋产生超载裂缝。
　　6、防治因设计或施工原因而产生的墙体裂缝。当施工或材料质量低劣时，墙体裂缝呈不规则状，且分布不均匀，但当施工顺序不合理时，则能产生较集中的明显裂缝。防治措施（1）设计时，应进行荷载的不利组合分析，认真验算砌体强度、验算砌体局部承压，当局部承压不足时应设置砼垫块；各构件刚度应满足规范规定的变形要求；做好屋面保温层设计。（2）严把材料质量关，对不合格的材料坚决不用。严格按规范施工。砌体应上、下错缝，内外搭接，水平灰缝及竖向灰缝应饱满。严禁以铺浆代替灌缝，转角和交换处应同时砌筑，半砖使用率不得超过5%.（3）认真分析房屋结构，合理安排施工工序，应先建主体后建附属，先建重而高部分，后建轻而低部分，对大面积现浇板，应设置后浇带。（4）对沉降缝、伸缩缝等，一定要将缝内杂物剔除干净，使缝能正常发挥作用。（5）承重或非承重构造柱与墙体间应设2φ6拉结筋，间距为八皮砖，每端伸入墙内1米或至洞口边。（6）预制过梁遇构造柱，当搭接长度不足250毫米时，应改为现浇，伸入构造柱内。
　　
　　三、建筑工程砌体结构裂缝处理与加固措施
　　在砌体裂缝出现的原因分析清楚以后,则应按裂缝砌体的危害程度采用不同的加固补救措施。
　　1、裂缝较细,裂缝数量较少时。当裂缝较细,裂缝数量较少,但裂缝已基本稳定时,可采用灌浆加固方法。对灌浆加固的强度,必要时可做试验。试验的方法是,用同样的材料做两个或四个试验体柱。分为两组,一组用压力机先压浆,再灌浆。然后对两组砌体柱作破坏试验,进行对比,如灌浆补强的砌体与原砌体强度基本相同,则认为补强合格。根据以往的试验表明,灌浆加固后的砌体可以达到甚至超过原砌体的强度。
　　灌浆用的材料有纯水泥浆、水泥砂浆、水玻璃砂浆或水泥石灰浆,见表1。当砌体修补中,可用纯水泥浆,因纯水泥浆的可灌性较好,可顺利地贯通外露的孔隙,对于宽度为3mm左右的裂缝可以灌实。若裂缝宽度为大于5mm时,可采用水砂浆。裂缝细小时,可采用压力灌浆。稀浆适用于0.13mm～1mm宽的裂缝;稠浆适用于1mm～5mm的裂缝;砂浆适用于宽度大于5mm的裂缝。
　　以纯水泥浆补强为例,其施工顺序为:
　　步骤一,清理裂缝,使裂的通道贯通无堵塞；
　　步骤二,用加有促凝剂的1:2水泥砂浆嵌缝,以避免灌浆时,浆体外溢;
　　步骤三,用电钻或手锤在裂缝偏上端制成灌浆洞孔,或灌浆嘴;
　　步骤四,用1:10的稀水泥浆冲洗裂缝一遍,并检查裂缝通道的流通情况,同时将裂缝周边的砌体润湿;
　　步骤五,灌入3:7或2:8的纯水泥浆;
　　步骤六,将裂缝补强处局部养护。
　　施工时用压力灌浆。其顺序与上述相仿,但须增加在嵌缝后,用0.12MPa～0.0125MPa的压缩孔气检查通道泄漏程度,如泄漏太大,应补漏封闭。
　　对于水平的通长裂缝,可沿裂缝钻孔,做成销键,以加强两边砌体的共同作用。销键直径25mm,间距250mm～300mm,深度可以比墙厚小20mm～25mm。做完销键后再进行灌浆,灌浆方法同上。
　　2、裂缝较宽但数量不多时
　　裂缝较宽但数量不多时,可在裂缝相交的灰缝中,用高标号砂浆和细钢筋填缝,也可用块体嵌补法,即在裂缝两端及中部用钢筋混凝土楔子或扒锯加固。
　　3、当裂缝较多时,可用局部钢筋网外抹水泥砂浆予以加固。钢筋网可用Φ6@100～300(双向)或Φ4@100～200。用混凝土楔子或膨胀螺栓固定于墙体上,楔子或螺栓间距500mm左右,应梅花型布置。施工前墙体抹灰应刮干净,抹水泥砂浆前应将砌体润湿,抹水泥砂浆后应养护至少7d。
　　4、墙体开裂比较严重时
　　墙体开裂比较严重,为了增加房屋的整体刚性,则可以在房屋墙体一侧或两侧增设钢筋混凝土圈梁。圈梁用的混凝土强度等级为C15～C20,截面至少120mm×180mm,配筋可采用4Φ10～4Φ14,钢筋Φ6@200～250,每隔1.5m～2.5m(应有牛腿或螺栓)锚固件等伸进墙内与墙拉结好,并承受圈梁自重。浇筑圈梁时应将墙面凿毛、润水,以加强粘结。
　　
　　四、只有严格执行有关砌体规范,从生产、设计,施工,监督等方面层层把关采取合理有效的控制措施,就能有效控制砌块墙体开裂的质量通病,消除墙体结构质量安全隐患。对于砌体结构的裂缝我们不能小视，应尽早发现尽早处理。