淺析磚混結(jié)構(gòu)墻體開裂的原因及其預(yù)防

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摘 要：文章根據(jù)磚混結(jié)構(gòu)房屋的特點(diǎn)，詳細(xì)分析了磚混結(jié)構(gòu)房屋開裂的原因和規(guī)律，提出了在不同條件下預(yù)防磚混結(jié)構(gòu)房屋開裂的具體而又切實(shí)可行的處理措施。

關(guān)鍵詞：磚混結(jié)構(gòu)；房屋開裂；成因分析；預(yù)防措施。

目前，在一般民用建筑中，磚混結(jié)構(gòu)房屋因其造價(jià)相對(duì)較低，且具有較好的隔熱、隔音性能，仍被廣泛采用。但其砌體強(qiáng)度較小，結(jié)構(gòu)自重大，砂漿和磚石之間的粘結(jié)力較差，抗拉、抗彎和抗剪強(qiáng)度較低，砌體易于開裂。砌體裂縫不僅種類繁多，形態(tài)各異，而且較普遍，輕微者影響建筑物美觀，造成滲漏水，嚴(yán)重者降低建筑結(jié)構(gòu)的承載力、剛度、穩(wěn)定和整體性、耐久性，甚至還會(huì)導(dǎo)致整體倒塌的重大質(zhì)量事故。因此，正確分析原因、切實(shí)加以防治十分必要，十分迫切。造成磚混結(jié)構(gòu)砌體開裂的原因很多，但其主要原因有兩點(diǎn)：一是溫度變化；二是地基不均勻沉降。本文就如何防止磚混結(jié)構(gòu)墻體開裂談一些看法。

1 溫度變化引起墻體開裂的原因剖析

當(dāng)溫度變化時(shí)，由于材料熱脹冷縮，房屋各部分構(gòu)件將產(chǎn)生各自不同的變形，引起彼此制約而產(chǎn)生應(yīng)力。因屋面混凝土與墻體的線膨脹系數(shù)不一致，屋面變形較大；當(dāng)屋蓋和墻體之間構(gòu)造處理不當(dāng)，會(huì)使墻體受拉，當(dāng)其剪力和拉應(yīng)力大于砌體的抗剪抗拉強(qiáng)度時(shí)，墻體便被拉裂。這類裂縫普遍是在建筑物的(特別是那些縱向較長的)頂層兩端內(nèi)外縱墻上，其形態(tài)呈“八”字或“X”型，且顯對(duì)稱性，但有時(shí)僅一端有，輕微者僅在兩端1～2個(gè)開間內(nèi)出現(xiàn)，嚴(yán)重者會(huì)發(fā)展至房屋兩端1/3縱長范圍內(nèi)，并由頂層向下幾層發(fā)展。此類型縫對(duì)那種剛性屋面平屋頂、未設(shè)變形縫、隔熱層的房屋，更易發(fā)生。溫差裂縫的輕重程度與屋頂保溫情況、室內(nèi)外溫差和施工質(zhì)量有關(guān)，如砌體砂漿標(biāo)號(hào)太低，在以往的設(shè)計(jì)中只考慮砌體的抗壓強(qiáng)度，砂漿標(biāo)號(hào)越到上層越低。另外，當(dāng)房屋越高，溫度變化時(shí)變形越大，墻體開裂情況越嚴(yán)重。

2 溫度變化引起墻體開裂的預(yù)防

為了防止溫度變化引起墻體開裂，可根據(jù)具體情況采取下列措施：

2.1 適當(dāng)調(diào)整溫度伸縮縫間距。設(shè)計(jì)規(guī)范《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50003-2001中對(duì)有保溫層或隔熱層的屋樓蓋規(guī)定每50米設(shè)一道伸縮縫，無保溫層或隔熱層的屋蓋規(guī)定每40米設(shè)一道伸縮縫，這個(gè)規(guī)定是從整體結(jié)構(gòu)考慮的，但對(duì)溫差較大且溫度變化頻繁地區(qū)和嚴(yán)寒地區(qū)的房屋及構(gòu)筑物不適用，特別對(duì)于冬天有嚴(yán)寒，夏天有酷暑的地區(qū)，伸縮縫的最大間距除應(yīng)滿足《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50003-2001中的規(guī)定外，伸縮縫的間距不宜大于30m。

2．2 當(dāng)房屋的屋蓋和樓板不在同一標(biāo)高時(shí)，如錯(cuò)層房屋，應(yīng)在錯(cuò)層處縱橫墻相交點(diǎn)設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱并設(shè)雙道圈梁與構(gòu)造柱相連，以幫助墻體抵抗拉剪應(yīng)力。

2.3 適當(dāng)加大屋面層圈梁和房屋四角構(gòu)造柱的配筋和提高頂層砌體的砂漿標(biāo)號(hào)。

2.4 當(dāng)有女兒墻時(shí)，女兒墻的抗風(fēng)構(gòu)造柱應(yīng)與樓層的構(gòu)造柱上下連通。

2.5 在建筑物的兩端的1～2個(gè)開間內(nèi)或總長1/4范圍內(nèi)的屋面板底設(shè)置滑動(dòng)支座，讓其自由伸縮。

2.6 做好屋面保溫隔熱層，這是最關(guān)鍵的一點(diǎn)。傳統(tǒng)的做法是設(shè)一道架空隔熱板，但效果不理想，筆者建議采用種植屋面和儲(chǔ)水屋面，或者使屋面做成太陽能集熱器，把太陽能轉(zhuǎn)化為電能或其他能量，這樣既符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，又能取得非常理想的隔熱效果。

3 基礎(chǔ)不均勻沉降引起墻體開裂的原因剖析

磚混結(jié)構(gòu)房屋墻體開裂的另一個(gè)主要原因是建筑工程基礎(chǔ)不均勻沉降引起建筑物橫向不規(guī)則變形，當(dāng)建筑物的主體剛度較差，基礎(chǔ)不足以調(diào)整因沉降差而產(chǎn)生應(yīng)力時(shí)，便會(huì)使磚砌體的薄弱部位產(chǎn)生不同程度的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力，當(dāng)砌體的抗拉抗剪強(qiáng)度不足以抵抗變形應(yīng)力時(shí)，墻體便會(huì)產(chǎn)生裂逢，基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫一般在建筑物下部，由下往上發(fā)展，呈“八”字、倒“八”字、水平及豎縫。當(dāng)長條形的建筑物中部沉降過大，則在房屋兩端由下往上形成正“八”字縫，且首先在窗對(duì)角突破。反之，當(dāng)兩端沉降過大，則形成的兩端由下往上的倒“八”字縫，也首先在窗對(duì)角突破，還可在底層中部窗臺(tái)處突破形成由上至下豎縫。當(dāng)某一端下沉過大時(shí)，則在某端形成沉降端高的斜裂縫。當(dāng)縱橫墻交點(diǎn)處沉降過大，則在窗臺(tái)下角形成上寬下窄的豎縫，有時(shí)還有沿窗臺(tái)下角的水平縫。當(dāng)外縱墻呈凹凸形時(shí)，由于一側(cè)的不均勻沉降，還可導(dǎo)致在此處產(chǎn)生水平推力而組成力偶，從而導(dǎo)致此交接處的豎縫。引起基礎(chǔ)不均勻沉降的原因主要有如下幾點(diǎn)：房屋建于土質(zhì)差別較大的地基上；建筑物基礎(chǔ)深淺不一；房屋相鄰部分的高度、荷重、結(jié)構(gòu)剛度差別較大及基礎(chǔ)處理不當(dāng)造成不均勻沉降；建于軟弱土質(zhì)上，如在淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土上，即使上部結(jié)構(gòu)均勻，但由于壓縮模量較小，強(qiáng)度較低，變形較大，因荷載差異也會(huì)引起不均勻沉降；建筑物平面形狀復(fù)雜，立面變化過大，長度過大等，也會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降。

4 基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫預(yù)防

根據(jù)以上原因，在建筑設(shè)計(jì)和施工過程中，應(yīng)結(jié)合地基基礎(chǔ)的具體情況，做好以下預(yù)防措施：

當(dāng)房屋建于土質(zhì)差別較大的地基上，或房屋相鄰部分的高度、荷重、結(jié)構(gòu)剛度、地基基礎(chǔ)的處理方法等有顯著差別時(shí)，應(yīng)在差異部位設(shè)置沉降縫，將其劃分成剛度較好、長度變化較小的幾個(gè)單元，可以減少因基礎(chǔ)不均勻沉降在樣體內(nèi)引起的應(yīng)力，避免墻體裂縫。規(guī)范規(guī)定《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002的沉降縫寬度一般應(yīng)大于5厘米，為避免上部結(jié)構(gòu)在地基沉降后相互頂撞，房屋較高時(shí)應(yīng)加寬，最大可達(dá)12厘米以上。

加強(qiáng)門窗洞口外的剛度，將門窗洞口上的鋼筋混凝土過梁與內(nèi)墻鋼筋連接起來，形成一個(gè)連續(xù)過梁，以增強(qiáng)房屋整體剛度。

盡量避免用軟弱土層做持力層，若無法避免，可調(diào)整上部結(jié)構(gòu)剛度，或采用筏式基礎(chǔ)，以減少建筑的沉降。

房屋的縱墻宜貫通，橫墻的間距不宜過大，一般小于建筑寬度的1.5倍左右。

對(duì)于地基持力層不均勻的建筑物，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，將局部基礎(chǔ)適當(dāng)加深或加寬，或局部設(shè)計(jì)成板帶基礎(chǔ)，降低基底應(yīng)力，盡量達(dá)到地基均勻沉降。

在施工過程中應(yīng)盡量避免對(duì)地基土的擾動(dòng)，做好排水處理，完工后建筑物四周做好散水坡及排水地溝，避免地表水浸泡基礎(chǔ)而引起局部下沉。

設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格按規(guī)范設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁，必要時(shí)可增加圈梁道數(shù)，以增加上部結(jié)構(gòu)的剛度，當(dāng)建筑物屋層較高且大時(shí)，在窗頂增設(shè)一道圈梁，效果更好。

總之，在房屋建設(shè)中，除施工時(shí)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)和規(guī)范操作外，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)根據(jù)建筑物的特點(diǎn)、當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件和氣候特征等做好設(shè)計(jì)工作，嚴(yán)把設(shè)計(jì)關(guān)，就一定能夠降低和防止磚混結(jié)構(gòu)墻體開裂的現(xiàn)象發(fā)生。