砌体墙开裂主要原因及防止措施

南充职业技术学院土木工程系 李立胜

(南充职业技术学院学报2005年第4期)

[提要] 砌体工程中,墙身产生裂缝的原因以及防止或减轻墙体裂缝的主要措施。

[关键词] 砌体强度 不均匀沉降 温度变化 干湿变化

砌体结构是指用各种块材通过砂浆铺缝砌筑而成的结构,包括砖砌体、石砌体、砌块砌体等。构成砌体的材料是块材与砂浆。砌体属于脆性材料,容易开裂。裂缝不仅有损建筑物外观,更重要的是有些裂缝可能影响墙体的整体性、承载能力、耐久性和抗震性能,同时也给使用者心理上形成压力。因此了解砌体墙开裂的主要原因,经过分析并采取一定的防止措施是具有很大的实际意义的。

一、一般说来,砌体墙开裂的主要原因有三方面:

1.砌体强度不足  砌体作为一种脆性材料,主要是用来承受压力,某些情况下也有用来承受轴向拉力以及受弯、受剪。砌体强度主要由块材和砂浆的强度等级决定。当设计时选用的材料强度等级较低,荷载效应(一般指内力)超过了砌体相应的承载力时,则会产生相应形式的裂缝。如抗压强度不足,会产生垂直裂缝;轴心受拉强度不足,会产生齿缝破坏或直缝破坏;受弯强度不足,会产生齿缝、直缝或通缝破坏;受剪强度不足,会产生齿缝或通缝破坏等。

2.地基的不均匀沉降  土中应力一般包括两部分,即土的自身重力作用产生的自重应力和建筑物荷载作用产生的附加应力。地基在土中应力作用下总会发生一定的沉降或不均匀沉降,尤其是软弱地基更是如此,过大的不均匀沉降易使砌体结构上部开裂与破坏,严重影响建筑物正常使用,甚至危及到建筑物的安全。如对于多层砖砌体结构,由于砖砌体的抗拉、抗剪强度较低,在地基沉降时,很容易在墙体上产生斜裂缝或踏步式裂缝,特别是窗洞的四角部位。裂缝的位置与方向同地基沉降情况有关。

3.温度变化和材料的干湿变化  (1) 温度变化引起材料的热胀冷缩,在砌体受到约束的情况下,当变形引起的温度应力足够大时,即在墙体中引起温度裂缝。最常见的裂缝是在平屋盖房屋顶层两端的墙体上,导致平屋顶温度裂缝的原因,是顶板的温度比下方墙体高,而顶板混凝土的线膨胀系数又比砖砌体大得多,顶板和墙体间的变形差使墙体产生较大的拉应力和剪应力,最终导致裂缝。(2)材料干燥收缩时产生的裂缝简称为干缩裂缝。烧结粘土砖的干缩变形很小,且变形完成比较快。而砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等材料,随着含水量的降低,将产生较大的干缩变形。轻骨料混凝土砌块砌体的干缩变形更大。干缩后的材料一旦受湿,仍会发生膨胀,脱水后,材料再次发生干缩变形。干缩裂缝分布广,数量多,开裂的程度也比较严重,如屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝,大片墙面上出现的底部较严重、上部较轻微的竖向裂缝等。

二、针对以上各原因造成的裂缝可采取相应的措施来防止或减轻墙体开裂。

1.为防止砌体强度不足引起的墙体开裂,因为直接关系到建筑物的安全,这就要求设计人员在进行结构设计时,严格按照现行的〈〈砌体结构设计规范〉〉(GB 50003-2001)等新规范执行,既要满足承载能力极限状态要求,又要满足正常使用极限状态要求。同时在施工质量、材料质量等方面都要严格把关。

2.为防止地基不均匀沉降引起的墙体开裂,可采取合理结构设计措施。

(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;相邻两幢房屋的高差(或荷载差异)较大时,基础之间的距离应根据本地有效工程经验确定,不应过近。

(2)    加强房屋结构的整体刚度  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;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。

(3)    设置沉降缝 沉降缝一般设置在地基土压缩性有显著差异处、房屋高度或荷载差异较大的交接处,房屋过长时,也宜在适当部分设沉降缝。沉降缝应自屋顶到基础把房屋完全分开,形成若干长高比较小、体型规则、整体刚度较好的独立沉降单元。

3.  为防止温度变化、材料干湿变化引起的裂缝可采取以下措施。

1)设置伸缩缝  为防止或减轻房屋在正常使用条件下由温差和干缩变形引起的墙体竖向裂缝,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、砌体中产生裂缝可能性最大的位置。伸缩缝的间距可按相关规范执行。

(2)屋面设置保温、隔热层  屋面保温(隔热)层或屋面刚性面层及砂浆找平层中应设置分隔缝,分隔缝间距不宜大于6m,并与女儿墙隔开,其缝宽不宜小于30mm

4防止砌体墙开裂的其他一些措施

(1)为防止或减轻房屋底层墙体开裂,可以增大基础圈梁的刚度;在底层的窗台下墙体灰缝内设置3道焊接钢筋网片或3Ø6拉结筋,并伸入两边窗间墙内不小于600mm;采用钢筋混凝土窗台板,窗台板嵌入窗间墙内不小于600mm

(2)墙体转角处、纵、横墙交接处的构造措施,宜沿竖向每隔400-500mm设拉结钢筋,其数量为每120mm墙厚不少于1Ø6或用焊接钢筋网片,埋入长度从墙的转角或交接处算起,每边不小于600mm

(3)女儿墙应设置构造柱,构造柱间距不宜大于4m,构造柱应伸至女儿墙顶并与现浇混凝土压顶整体浇筑。房屋顶层端部墙体内适当增设构造柱。

  对于防裂要求较高的墙体,可以根据情况采取专门措施。

参考文献

1.        《砌体结构设计规范》(GB 50003-2001)。

2.        《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)。

3.        苏小卒(主编),砌体结构。

(责任编辑  赖兴信)