关于砖混结构工程质量中墙体裂缝的成因与防治探究

关于砖混结构工程质量中墙体裂缝的成因与防治探究摘要本文论述了砖混结构墙体裂缝产生的原因，鉴于墙体裂缝的成因，其预防工作应根据“抗”与“放”的原则，从设计和施工方面采取相应措施。在查明原因以后，对砌体结构进行加固处理，以增强结构的稳定性、整体性。关键词砌体裂缝抗与放加固与补强砖混结构的房屋，由于设计、施工和材料等方面的原因，常使砖砌墙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。为了有效地控制墙体裂缝，近年来，通过大量的质量事故分析研究和工作实践，笔者认为裂缝控制应按照“抗”与“放”的原则，根据裂缝发生的部位和引发的原因，采取不同的防治措施。控制裂缝应以预防为主，以治理为辅。预防主要从设计和施工方面采取措施，治理应根据裂缝的性质采取措施。砖砌体结构的损伤、失效，常常不仅是一种因素作用的结果，而是多种因素交叉作用的结果。由于建筑结构大多是复杂的空间体系，结构损伤的类型繁多，所以损伤的成因也是各种各样的。一、砖砌体结构损伤的成因首先，由于地基基础不均匀沉降而产生墙体裂缝。一是当地基变形曲线中部向下弯曲时，则房屋两端的下部纵墙上会产生正八字形裂缝，下部缝宽较大，向上逐渐缩小，而且多数沿窗口上下角部位展开，它的数量和宽度随时间而发展。这是由于墙体所受主拉应力沿薄弱处作用的结果。如果地基变形曲线向上弯曲，则墙面将出现倒八字斜裂缝，上部缝宽较大，向下逐渐缩小。二是当相邻建筑高度相差悬殊而未能妥善处理时，高层部分地基变形大，将导致低层墙体的开裂。三是当地基受不均匀冻胀影响，基础可能产生一定的转动，此时外墙可能在竖向受弯，往往窗间墙在窗台处出现水平裂缝。四是当底层窗口较宽时，纵沿长度方向地基反力不均匀，将使窗下墙带反向受弯，容易使窗台处墙体产生竖向裂缝，一般上宽下窄。其次，由于温度变形而产生墙体裂缝。一是多层砖混结构的顶层受季节性气温和太阳日照的影响较大，致使结构周期性的热胀冷缩，加之混凝土与砖砌体的线膨胀系数相差悬殊，导致温度变形不协调，产生墙体裂缝。二是当砖混房屋长度过大时，温度的变化也会使墙体中部薄弱部位产生竖向裂缝。三是设计成错层的砖混结构，当降温时，混凝土盖收缩比砖墙明显，会使错层处墙体被拉出竖向裂缝，较长的多层房屋楼梯间处墙面有时也可能出现竖向裂缝。再次，由于荷载作用下强度不足而产生墙体裂缝，即结构裂缝。一是由于受压强度不够而出现竖向裂缝，多数是由于设计错误，或施工质量差达不到设计所要求的强度，有时加层不当也会出现这种损坏。二是跨度较大的梁，其端部未设垫块，砌体抗局部受压强度不足，而在梁支座下方一定距离出现竖向裂缝，或喇叭状裂缝。三是由于承重过梁支座搭入墙内支承长度不足，而在梁端头处产生竖向或斜向裂缝。四是由于墙体抗剪强度不足而产生的阶梯状裂缝。此外，还有由于地震作用或外界振动影响产生的裂缝。一种是地震时房屋受到水平方向的多次反复作用，墙体往往出现交叉状斜裂缝，有时外纵墙也可能产生弯曲引起的水平裂缝。另一种是楼房近处打桩或重型车辆运行，也可能使房屋墙体开裂。具体形状与振源的距离、方向、地基土性能、房屋的刚度、动力特性等有关。二、砖砌体结构裂缝的防治1.砌体结构裂缝的加固。鉴于墙体裂缝的成因，其预防工作应根据“抗”与“放”的原则，从设计和施工方面采取相应措施。对于沉降裂缝的预防，应根据地质状况合理进行建筑布局、结构选型，并在适当部位（例如土质和荷载变化较大处，不同结构类型处，新旧建筑物结合处等）设置沉降缝，以避免产生不均匀沉降，即采用“放”的方法。同时，应提高墙体的抗剪强度，即采用“抗”的方法。对于温度裂缝的预防，应提高屋面的保温隔热性能；改善结构的变形约束条件，在建筑物顶圈梁与砌体交界面之间设置层（例如两层油毡夹滑石粉），创造一个较为自由的变形条件，减小结构变形产生的应力，并提高顶部砂浆的标号，严格控制集中碎砖填充，提高砌体抗裂性能。施工中，屋面混凝土部分分块预制或留置伸缩缝，以减少混凝土伸缩对墙体的影响，这是一种“抗”与“放”相结合的方法。长条形建筑超过一定长度时，应设置温度伸缩缝，这是一种“放”的方法。对于结构裂缝的预防，多数应用“抗”的方法。首先，在砖砌体结构设计时，应特别注意核算梁下砌体局部承压强度，不足的应设置梁垫。当大梁荷载较大时，墙体还应考虑横向配筋。在有大梁集中荷载作用下的窗间墙，应有一定的宽度（或加垛），对宽度较小的窗间墙，施工中应避免留脚手眼。其次，增大窗间墙的断面或事先采用高标号砂浆砌筑，窗间墙应尽量用整砖砌筑。通过窗间墙的管道，事先预埋，不要砌筑后再打凿，以保证砌体的整体强度。所谓的裂缝控制不仅包括裂缝的预防，也包括裂缝的处理。对于未危及安全的非受力温度裂缝和沉降裂缝的治理，一般不必采取加固措施，只需补缝、压力灌浆等维修措施。对于结构裂缝，则必须对砌体采取相应的加固措施，消除裂缝的损伤根源。常见的砌体结构加固的基本方法有：（1）增设附墙壁柱法。当墙体承载力不足或有新增荷载时，采用此法可减少加固面，方便施工。（2）钢筋砂浆或钢筋混凝土夹板加固法。对于承载力不足或加层中需要加固的承重墙体，可根据受力大小采用此法。（3）套箍加固法。有配筋抹灰层筒箍、钢筋混凝土筒箍和钢筒箍3种。此法一般适于加固砖柱或窗间墙。（4）局部拆换法。包括托梁换垛、托墙换柱、支顶换墙等情况。（5）增强砌体房屋整体的加固法。对于纵横墙没能同时咬搓砌筑，或咬搓不好、拉接钢筋不足等情况需要加固时，可采用钢拉杆加固；对于因种种原因（受到振动、地基不均匀沉降或温度变形）引起的墙面裂缝导致房屋整体刚度下降，可以采用钢筋混凝土腰箍及钢拉杆的方法加固；为了加强外纵墙与山墙的拉接，或内部拐角墙段的连接可以采用剔槽加筋锚固的方法，此法也可用来修补角部墙段的裂缝损伤。2.砌体结构裂缝的补强。墙体裂缝的补强处理一般有：（1）灌浆加固方法。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。在砌体修补中，多用纯水泥浆；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3.0mm左右的裂缝可以灌实。实际裂缝宽度大于5.0mm时，可采用水泥砂浆。裂缝细小时，可采用压力灌浆。（2）嵌补法。裂缝较宽但数量不多时，可在裂缝相交灰缝中，用高标高砂浆和细钢筋填缝，也可用块体嵌补法，即在裂缝两端及中部用钢筋砼楔子或扒据加固。楔子或扒锯可与墙体同厚，或为墙体厚度的1/2或2/3。（3）外部加固法。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，呈梅花形布置。施工前墙体粉刷层应去除干净，抹水泥砂浆前应将砌体淋湿，抹水泥砂浆后应养护至少7天。（4）增设钢拉杆法。墙体产生较大的裂缝或使外纵墙与内横墙拉结不良时，可用钢筋或型钢拉杆予以加固。如采用钢盘拉杆，宜通长拉结，并沿墙两边设置。较长的拉杆中间应加花兰螺丝，以便拧紧拉杆，拉杆接长时应采用焊接。露在墙外的拉杆或垫板螺帽，可适当作建筑处理。拉杆和垫板都要涂防锈漆。在拉结水平层处，可以增设外圈梁，以增强加固效果。钢筋的直径可采用如下程序：当一开间加一道拉杆时为2Φ16（房屋进深5m~7m），2Φ18（房屋进深8m～10m），2Φ28（房屋进深11m～14m）。（5）增设圈梁法。如果墙体开裂比较严重，可采取增加房屋的整体刚性，在房屋墙体一侧或两侧增设钢筋混凝土圈梁。圈梁的混凝土强度等级为C15～C20，截面至少120mm×180mm，配筋可采用4Φ10～4Φ14，箍筋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、淋水，以加强黏结。（6）对砌体过梁的裂缝，可采取增设钢筋2Φ16，填补高强度砂浆（M10以上），或增加钢筋混凝土过梁的方法。