浅析砌体建筑裂缝成因以及控制措施

2022-09-10

砌体结构是指由块体和砂浆砌筑而成的墙及构造柱作为建筑物主要受力构件的结构。其结构经济实用但整体性相对较差, 抗拉和抗剪的强度也较低, 相对容易产生裂缝。砌体结构的裂缝会降低建筑物的载承能力和抗震能力, 降低建筑物的安全性能, 并且严重影响建筑物的美观。如何切实有效的解决工程中的砌体裂缝问题, 是工程人员必须引以重视的。本文根据国家结构设计规范和施工质量验收规范, 并借鉴成功的工程实践经验, 就砌体裂缝的成因、危害和控制措施三个方面做一些探讨, 提出住宅工程裂缝的控制措施。

1 产生砌体裂缝的原因

1.1 施工设计不合理或设计构造处理不恰当

设计安全度不宽裕, 受压砌体强度安全系数低于设计规范的规定;擅自改变建筑物的用途或构造, 如在非承重的纵墙上施加荷载, 或在设计中节点构造处理时取消梁垫;改变砌筑砂浆的品种和强度等级;变形缝设置位置不当或缝宽过小, 由外力引发的应力致使墙体开裂;不进行地基加固处理, 建筑物盲目加层因此加大承重墙的荷载;不经计算而混合使用不同的结构, 例如在钢筋混凝土梁上砌砖墙, 因梁挠度引起开裂。或者新旧建筑接茬处连接不当在新旧砖墙结合处产生裂缝;混凝土圈梁不闭合影响结构整体刚度差等。

1.2 地基不均匀沉降

地基不均匀沉降而产生裂缝的原因主要有以下几种:长高比较大的砖混结构房屋中, 在房屋底层、纵墙两端产生斜裂缝;地基突变, 又未采取适当措施;填土地基或湿陷性黄土地基, 局部浸水后产生不均匀沉降而产生斜裂缝;北方地区由于房屋基础埋深不足, 地基土又具有冻胀性, 易导致砌体产生斜裂缝或竖向裂缝;相邻新建高大建筑物造成原有建筑物产生附加沉降而开裂, 常见为斜裂缝;因邻近工程施工采用人工降低地下水位措施, 造成原有房屋地基产生附加沉降而导致砌体开裂。

1.3 温度变化

由于建筑物外界温度的变化, 导致结构中不同的材料构件或者不同结构部位的变形不一致, 又因不同材料的温度线膨胀系数的差异, 造成砌体构件变形差异, 从而产生斜裂缝;砖墙温度变形受地基约束产生较高温度应力, 在北方地区若冬季施工不合理, 砖墙收缩受到地基的约束就会造成底层窗台及其以下砌体中产生斜向或竖向裂缝;气温或环境温度的温差过大, 造成贯穿房屋全高的竖向裂缝;屋面结构在温度变形作用下, 在墙体内产生较高的剪应力或拉应力。

1.4 砌体墙体承载力不足

由于砌体的强度不够和砌体的稳定性差, 导致砌体承载力不足, 从而引起砌体裂缝。砌体抗压强度不够是主要由于施工或其他因素造成的。砌体稳定性不足的主要原因是砌体受温差收缩变形影响, 在纵墙中部沿砌体高度方向产生通缝, 降低了砌体的稳定性。当墙、柱的高厚比超过了规范允许的高厚比, 也会使墙体刚度变小, 降低稳定性。

2 砌体裂缝的危害和控制标准

砌体裂缝的存在会降低墙体的整体性、耐久性、抗震性以及美观性。伴随着我国住房商品化的进展, 人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高, 对建筑物裂缝的控制要求更为严格。因此加强住宅工程质量, 控制裂缝的措施, 已成为技术人员共同关注的课题。

裂缝宽度的标准问题。从实际情况上讲, 建筑物的裂缝是不可避免的。墙体裂缝宽度是一个很不明确的标准, 即肉眼可见的裂缝, 砌体结构尚无这种标准。但在钢筋混凝土结构中, 其最大裂缝宽度限值主要是考虑结构的耐久性。我国迄今为止尚未对墙体最危险的裂缝宽度作过调查和评定。根据国外资料, 当裂缝宽度不大于0.2mm时, 对墙体的耐久性是不危险的。

3 相应的控制措施

3.1 设计原因裂缝预防措施

应严格按照规范正确进行结构计算和设计, 并在施工过程中严格按照设计方案施工, 尽量不使用替代材料。当荷载较大而构件截面尺寸受到限制时, 应提高砖和砂浆强度等级, 或采用配筋砌体提高砌体强度;对由于荷载过大砌体强度低已经产生裂缝的墙体, 可采取减轻上部结构自重与使用荷载, 或在其顶部砌体内增设钢筋砼梁, 承担上部传来的荷载。结构加固补强对由于荷载较大、砌体截面尺寸较小、承载能力不足并已产生裂缝的墙体, 可采用加大截面尺寸。

3.2 沉降型裂缝预防措施

根据上述此类裂缝的成因, 在建筑设计和施工过程中, 应结合地基基础的具体情况, 做好以下预防措施:地质勘查报告要详细, 结构设计时, 要严格按照规范进行设计;当房屋建于土质差别较大的地基上, 应在差异部位设置沉降缝, 将其划分成刚度较好、长度变化较小的单元, 可以减少墙体内部应力, 避免墙体裂缝;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形成连续过梁, 增强房屋整体刚度;尽量避免用软弱土层做持力层, 或调整上部结构刚度, 或采用筏式基础, 以减少建筑的沉降;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;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。

3.3 温度型裂缝预防措施

为防止温度变化引起墙体裂缝, 可根据具体情况针对性的采取下列措施:减少屋面伸缩间距, 屋面圈梁伸缩缝的间距不宜超过30m, 现浇整体式钢筋砼屋面板设置分格缝;在预制屋面板的板端、板边圈梁、墙体之间, 应留出相应的伸缩缝;适当加大顶层圈梁和房屋四角构造柱的配筋及提高顶层砌体的砂浆标号;当有女儿墙时, 女儿墙的抗风构造柱应与楼层的构造柱上下连通, 加强女儿墙压顶构造配筋。