论文部分内容阅读
【摘 要】近年来大量的多层建筑采用砖混结构，由于各种不同的原因，常使砖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。因此，正确分析原因、切实加以防治十分必要，十分迫切。
【关键词】建筑物；砖砌体裂缝；原因；防治措施
Discuss causes of masonry structure cracks and its prevention
Liu Xing-hua
(Fushun Liaoning 113000)
【Abstract】In recent years a large number of multi-storey building with brick and concrete structure, due to various reasons, often to produce various forms of masonry cracks, affecting perception and use, and even endanger the structural safety of houses. Therefore, the correct analysis of the reasons, the effective prevention and control is necessary to be very urgent.
【Key words】Buildings; Brick masonry cracks; Reason; Prevention measures
1. 前言
建筑砖砌体裂缝不仅种类繁多，形态各异，而且较普遍，轻微者影响建筑物美观，造成渗漏水，严重者降低建筑结构的承载力、刚度、稳定和整体性、耐久性，甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故。因此，分析产生裂缝的原因并做好预防措施，是建筑工程技术人员的一项重要任务。下面就几种常见裂缝的形式、产生原因和采取的防治措施作些介绍。
2. 产生裂缝的原因
2.1 温差变形引发的砖砌体裂缝。
这类裂缝较典型和普遍的是建筑物顶层两端内外纵墙上的斜裂缝，其形状呈“八”字型或“X”型，且呈对称性，但有时仅一端有，轻微者仅在两端1～2个开间内出现，严重者会发展至房屋两端1/2纵长范围内，并由顶层向下几层发展。此类型缝对那种刚性屋面平屋顶、未设变形缝和隔热层的房屋，更易发生。产生的直接原因是混凝土结构屋面变形大，下部墙体变形小，墙体受剪、受拉的结果。具体的机理可认为是：在阳光照射下（特别是南方地区）屋面板温度可高达60～70摄氏度，而在其下的砖砌体仅为30～35摄氏度，如此大的温差，加上混凝土膨胀系数比砖砌体近似大一倍，则根据王铁梦《工程结构裂缝控制》一书中提出的计算理论和公式，可计算出砌体中的主拉应力。设有一平屋顶建筑，顶板厚80mm，砖墙厚370mm，两纵墙的间距为6m，建筑物总长60m；则可以计算出沿灰缝截面破坏时的最大主拉应力为0.55MPa，而砖砌体本身的抗拉强度仅为0.25MPa，则温差引起的砌体主拉应力大于砌体本身抵抗力的2.2倍。由此可知墙体的主拉应力与温差成正比。当屋面向两端热胀时，致使下部砌体出现正“八”字缝，当冷缩时，就出现倒“八”字缝，一胀一缩则易出现“X”字缝。
同理，温差裂缝尚有屋面板底部附近或顶层圈梁附近，出现沿外墙顶部的纵向水平裂缝和包角裂缝，沿窗上下角水平裂缝，女儿墙根部水平裂缝等等。对于屋面板底部附近或顶层圈梁附近，出现沿外墙顶部的纵向水平裂缝和包角裂缝，原因是屋面板或圈梁的伸缩比下部墙体的伸缩大，从而产生的推、拉力所致；包角裂缝实际上是水平裂缝的一种形式，是外横墙和纵墙的水平裂缝连接起来形成的。有时，外纵墙的水平裂缝也会出现在顶层的窗台水平处。窗上角水平裂缝，原因是窗上过梁的温差变形和收缩在梁端达到最大值，而砌体在这些部位却没有适应梁端部变位的余地，变形达到一定数值后，引起局部承拉而开裂。女儿墙根部水平裂缝，原因是屋面板在高温下的温度变形比女儿墙的温度变形大，所以屋面板膨胀变形推挤女儿墙，使女儿墙根部的砌体外移或女儿墙外倾形成水平裂缝。
2.2 基础不均匀沉降引起的裂缝。
砖混结构房屋墙体开裂的另一个主要原因是建筑物基础不均匀沉降引起的裂缝。当基础不均匀沉降时，建筑物局部产生不规则变形，基础不足以调整因沉降差而产生应力时，便会使砖砌体的薄弱部位产生不同程度的拉应力和剪应力，当砌体的抗拉、抗剪强度不足以抵抗变形应力时，墙体便会产生裂逢。基础不均匀沉降引起的裂缝一般在建筑物下部，由下往上发展，呈“八”字型、倒“八”字型、水平及竖向裂缝。当长条形的建筑物中部沉降过大，则在房屋两端由下往上形成正“八”字裂缝，且首先在窗对角突破，往上逐渐减轻；反之，当两端沉降过大，则在房屋两端由上往下形成倒“八”字裂缝，也首先在窗对角突破，向下逐渐减轻，还可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖向裂缝；当某一端下沉过大时，则在某端形成沉降端高的斜裂缝。引起基础不均匀沉降的原因主要有如下几点：
2.2.1 房屋建于土质差别较大的地基上；
2.2.2 建筑物基础深浅差别较大；
2.2.3 相邻建筑物的高度、荷重、结构刚度差别较大，基础处理不当造成不均匀沉降；
2.2.4 建于软弱土质上，如在淤泥、淤泥质土、杂填土上，即使上部结构均匀，但由于压缩模量较小，强度较低，变形较大，因荷载差异也会引起不均匀沉降；
2.2.5 地基含水量变化不正常。因周围环境某些变化，使建筑物场地地下水位升高，或上下管道渗漏，地表水渗入建筑地基，长期浸泡，土质软化甚至冲刷掏空，导致不均匀沉降；
2.2.6 建筑物使用不当。随意改变房屋用途，增大荷载，在室内地面堆放超设计要求的大面积荷载，使地基附加应力剧增，导致建筑物不均匀沉降，墙体开裂。
2.2.7 建筑物平面形状复杂，立面变化过大，长度过大且不设沉降缝等，也会产生不均匀沉降。
2.3 其它裂缝。
这些裂缝包括：混凝土构件变形导致的砌体裂缝，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及与外纵墙之间的竖缝等；砌体本身承载力不足如砖柱承载不足时在下部1/3高度处出现的竖缝；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，施工质量差造成的裂缝，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，组砌不当等。
3. 裂缝防治措施
3.1 对于温度裂缝的防治措施：(1)屋盖上设置良好的保温层或隔热层，采用种植屋面和储水屋面；(2)适当加大屋面层圈梁和房屋四角构造柱的配筋和提高顶层砌体的砂浆标号；(3)温度伸缩缝严格控制在《砌体结构设计规范》允许范围内；(4)在女儿墙根部留一定空隙，使其能自由伸缩且有伸缩余地，或女儿墙设构造柱；(5)在建筑物的两端的1～2个开间内或总长1/4范围内的屋面板底设置滑动支座，让其自由伸缩；(6)严格控制施工质量和材料质量。
3.2 对于温度裂缝的防治措施：(1)当房屋建于土质差别较大的地基上，或房屋相邻部分的高度、荷重、结构刚度、地基基础的处理方法等有显著差别时，应在差异部位设置)沉降缝，将其划分成刚度较好、长度变化较小的几个单元；(2)尽量避免用软弱土层做持力层，若无法避免，可调整上部结构刚度，或采用筏式基础，以减少建筑的沉降；(3)对于地基持力层不均匀的建筑物，应根据实际情况，将局部基础适当加深或加宽，或局部设计成板带基础，降低基底应力，尽量达到地基均匀沉降；(4)在施工过程中应尽量避免对地基土的扰动，做好排水处理，完工后建筑物四周做好散水坡及排水地沟，避免地表水浸泡基础而引起局部下沉；(5)加强门窗洞口外的刚度，将门窗洞口上的钢筋混凝土过梁与内墙钢筋连接起来，形成一个连续过梁，以增强房屋整体刚度；(6)设计时严格按规范设置构造柱和圈梁，必要时可增加圈梁道数，以增加上部结构的刚度。
4. 小结
综上所述，影响建筑物出现裂缝的原因很多而且还很复杂，以上所述的仅是一些常见的情况。通过对建筑物常见裂缝的分析研究和实践证实，砖混结构的墙体裂缝虽然不可避免，但只要设计合理，确保施工质量，选用材料得当，建筑物的裂缝是可以从根本上得到控制的。
参考文献
［1］ 王铁梦. 《工程结构裂缝控制》
【关键词】建筑物；砖砌体裂缝；原因；防治措施
Discuss causes of masonry structure cracks and its prevention
Liu Xing-hua
(Fushun Liaoning 113000)
【Abstract】In recent years a large number of multi-storey building with brick and concrete structure, due to various reasons, often to produce various forms of masonry cracks, affecting perception and use, and even endanger the structural safety of houses. Therefore, the correct analysis of the reasons, the effective prevention and control is necessary to be very urgent.
【Key words】Buildings; Brick masonry cracks; Reason; Prevention measures
1. 前言
建筑砖砌体裂缝不仅种类繁多，形态各异，而且较普遍，轻微者影响建筑物美观，造成渗漏水，严重者降低建筑结构的承载力、刚度、稳定和整体性、耐久性，甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故。因此，分析产生裂缝的原因并做好预防措施，是建筑工程技术人员的一项重要任务。下面就几种常见裂缝的形式、产生原因和采取的防治措施作些介绍。
2. 产生裂缝的原因
2.1 温差变形引发的砖砌体裂缝。
这类裂缝较典型和普遍的是建筑物顶层两端内外纵墙上的斜裂缝，其形状呈“八”字型或“X”型，且呈对称性，但有时仅一端有，轻微者仅在两端1～2个开间内出现，严重者会发展至房屋两端1/2纵长范围内，并由顶层向下几层发展。此类型缝对那种刚性屋面平屋顶、未设变形缝和隔热层的房屋，更易发生。产生的直接原因是混凝土结构屋面变形大，下部墙体变形小，墙体受剪、受拉的结果。具体的机理可认为是：在阳光照射下（特别是南方地区）屋面板温度可高达60～70摄氏度，而在其下的砖砌体仅为30～35摄氏度，如此大的温差，加上混凝土膨胀系数比砖砌体近似大一倍，则根据王铁梦《工程结构裂缝控制》一书中提出的计算理论和公式，可计算出砌体中的主拉应力。设有一平屋顶建筑，顶板厚80mm，砖墙厚370mm，两纵墙的间距为6m，建筑物总长60m；则可以计算出沿灰缝截面破坏时的最大主拉应力为0.55MPa，而砖砌体本身的抗拉强度仅为0.25MPa，则温差引起的砌体主拉应力大于砌体本身抵抗力的2.2倍。由此可知墙体的主拉应力与温差成正比。当屋面向两端热胀时，致使下部砌体出现正“八”字缝，当冷缩时，就出现倒“八”字缝，一胀一缩则易出现“X”字缝。
同理，温差裂缝尚有屋面板底部附近或顶层圈梁附近，出现沿外墙顶部的纵向水平裂缝和包角裂缝，沿窗上下角水平裂缝，女儿墙根部水平裂缝等等。对于屋面板底部附近或顶层圈梁附近，出现沿外墙顶部的纵向水平裂缝和包角裂缝，原因是屋面板或圈梁的伸缩比下部墙体的伸缩大，从而产生的推、拉力所致；包角裂缝实际上是水平裂缝的一种形式，是外横墙和纵墙的水平裂缝连接起来形成的。有时，外纵墙的水平裂缝也会出现在顶层的窗台水平处。窗上角水平裂缝，原因是窗上过梁的温差变形和收缩在梁端达到最大值，而砌体在这些部位却没有适应梁端部变位的余地，变形达到一定数值后，引起局部承拉而开裂。女儿墙根部水平裂缝，原因是屋面板在高温下的温度变形比女儿墙的温度变形大，所以屋面板膨胀变形推挤女儿墙，使女儿墙根部的砌体外移或女儿墙外倾形成水平裂缝。
2.2 基础不均匀沉降引起的裂缝。
砖混结构房屋墙体开裂的另一个主要原因是建筑物基础不均匀沉降引起的裂缝。当基础不均匀沉降时，建筑物局部产生不规则变形，基础不足以调整因沉降差而产生应力时，便会使砖砌体的薄弱部位产生不同程度的拉应力和剪应力，当砌体的抗拉、抗剪强度不足以抵抗变形应力时，墙体便会产生裂逢。基础不均匀沉降引起的裂缝一般在建筑物下部，由下往上发展，呈“八”字型、倒“八”字型、水平及竖向裂缝。当长条形的建筑物中部沉降过大，则在房屋两端由下往上形成正“八”字裂缝，且首先在窗对角突破，往上逐渐减轻；反之，当两端沉降过大，则在房屋两端由上往下形成倒“八”字裂缝，也首先在窗对角突破，向下逐渐减轻，还可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖向裂缝；当某一端下沉过大时，则在某端形成沉降端高的斜裂缝。引起基础不均匀沉降的原因主要有如下几点：
2.2.1 房屋建于土质差别较大的地基上；
2.2.2 建筑物基础深浅差别较大；
2.2.3 相邻建筑物的高度、荷重、结构刚度差别较大，基础处理不当造成不均匀沉降；
2.2.4 建于软弱土质上，如在淤泥、淤泥质土、杂填土上，即使上部结构均匀，但由于压缩模量较小，强度较低，变形较大，因荷载差异也会引起不均匀沉降；
2.2.5 地基含水量变化不正常。因周围环境某些变化，使建筑物场地地下水位升高，或上下管道渗漏，地表水渗入建筑地基，长期浸泡，土质软化甚至冲刷掏空，导致不均匀沉降；
2.2.6 建筑物使用不当。随意改变房屋用途，增大荷载，在室内地面堆放超设计要求的大面积荷载，使地基附加应力剧增，导致建筑物不均匀沉降，墙体开裂。
2.2.7 建筑物平面形状复杂，立面变化过大，长度过大且不设沉降缝等，也会产生不均匀沉降。
2.3 其它裂缝。
这些裂缝包括：混凝土构件变形导致的砌体裂缝，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及与外纵墙之间的竖缝等；砌体本身承载力不足如砖柱承载不足时在下部1/3高度处出现的竖缝；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，施工质量差造成的裂缝，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，组砌不当等。
3. 裂缝防治措施
3.1 对于温度裂缝的防治措施：(1)屋盖上设置良好的保温层或隔热层，采用种植屋面和储水屋面；(2)适当加大屋面层圈梁和房屋四角构造柱的配筋和提高顶层砌体的砂浆标号；(3)温度伸缩缝严格控制在《砌体结构设计规范》允许范围内；(4)在女儿墙根部留一定空隙，使其能自由伸缩且有伸缩余地，或女儿墙设构造柱；(5)在建筑物的两端的1～2个开间内或总长1/4范围内的屋面板底设置滑动支座，让其自由伸缩；(6)严格控制施工质量和材料质量。
3.2 对于温度裂缝的防治措施：(1)当房屋建于土质差别较大的地基上，或房屋相邻部分的高度、荷重、结构刚度、地基基础的处理方法等有显著差别时，应在差异部位设置)沉降缝，将其划分成刚度较好、长度变化较小的几个单元；(2)尽量避免用软弱土层做持力层，若无法避免，可调整上部结构刚度，或采用筏式基础，以减少建筑的沉降；(3)对于地基持力层不均匀的建筑物，应根据实际情况，将局部基础适当加深或加宽，或局部设计成板带基础，降低基底应力，尽量达到地基均匀沉降；(4)在施工过程中应尽量避免对地基土的扰动，做好排水处理，完工后建筑物四周做好散水坡及排水地沟，避免地表水浸泡基础而引起局部下沉；(5)加强门窗洞口外的刚度，将门窗洞口上的钢筋混凝土过梁与内墙钢筋连接起来，形成一个连续过梁，以增强房屋整体刚度；(6)设计时严格按规范设置构造柱和圈梁，必要时可增加圈梁道数，以增加上部结构的刚度。
4. 小结
综上所述，影响建筑物出现裂缝的原因很多而且还很复杂，以上所述的仅是一些常见的情况。通过对建筑物常见裂缝的分析研究和实践证实，砖混结构的墙体裂缝虽然不可避免，但只要设计合理，确保施工质量，选用材料得当，建筑物的裂缝是可以从根本上得到控制的。
参考文献
［1］ 王铁梦. 《工程结构裂缝控制》