巖土工程師輔導：砌體結構裂縫的產(chǎn)生與控制

　　1、裂縫的性質(zhì)

　　引起砌體結構墻體裂縫的因素很多，既有地基、溫度、干縮，也有設計上的疏忽、施工質(zhì)量、材料不合格及缺乏經(jīng)驗等。而最為常見的裂縫有兩大類，一是溫度裂縫，二是干燥收縮裂縫。

　　1.1溫度裂縫溫度的變化會引起材料的熱脹、冷縮，當約束條件下溫度變形引起的溫度應力足夠大時，墻體就會產(chǎn)生溫度裂縫。最常見的裂縫是在砼平屋蓋房屋頂層兩端的墻體上，如在門窗洞邊的正八字斜裂縫，平屋頂下或屋頂圈梁下沿磚(塊)灰縫的水平裂縫等。導致平屋頂溫度裂縫的原因，是頂板的溫度比其下的墻體高得多，而砼頂板的線脹系數(shù)又比磚砌體大得多，故頂板和墻體間的變形差，在墻體中產(chǎn)生很大的拉力和剪力。剪應力在墻體內(nèi)的分布為兩端大，中間小，頂層大，下部小。溫度裂縫是造成墻體早期裂縫的主要原因。這些裂縫一般經(jīng)過一個冬夏之后才逐漸穩(wěn)定，不再繼續(xù)發(fā)展。

　　1.2干縮裂縫燒結粘土磚，其干縮變形很小，且變形完成比較快。只要不使用新出窯的磚，一般不要考慮砌體本身的干縮變形引起的附加應力。但對這類砌體在潮濕情況下會產(chǎn)生較大的濕脹，而且這種濕脹是不可逆的變形。對于砌塊等砌體，隨著含水量的降低，材料會產(chǎn)生較大的干縮變形。如砼砌塊的干縮率為0.3～0.45mm/m，它相當于25～40℃的溫度變形，可見干縮變形的影響很大。輕骨料塊體砌體的干縮變形更大。干縮變形的特征是早期發(fā)展比較快，如砌塊出窯后放置28d能完成50%左右的干縮變形，以后逐步變慢，幾年后材料才能停止干縮。但是干縮后的材料受濕后仍會發(fā)生膨脹，脫水后材料會再次發(fā)生干縮變形，但其干縮率有所減小，約為第一次的80%左右。這類干縮變形引起的裂縫在建筑上分布廣、數(shù)量多、裂縫的程度也比較嚴重。如房屋內(nèi)外縱墻中間對稱分布的倒八字裂縫;在建筑底部一至二層窗臺邊出現(xiàn)的斜裂縫或豎向裂縫;在大片墻面上出現(xiàn)的底部重、上部較輕的豎向裂縫。另外不同材料和構件的差異變形也會導致墻體開裂。如樓板錯層處或高低層連接處常出現(xiàn)的裂縫，框架填充墻或柱間墻因不同材料的差異變形出現(xiàn)的裂縫。

　　2、裂縫的危害和防裂的迫切性

　　砌體屬于脆性材料，裂縫的存在降低了墻體的質(zhì)量，如整體性、耐久性和抗震性能，同時墻體的裂縫給居住者在感觀上和心理上造成不良影響。它已成為住戶評判建筑物安全的一個非常直觀、敏感和首要的質(zhì)量標準。因此加強砌體結構，已成為國家行政主管部門、建筑公司及房屋開發(fā)商共同關注的課題。

　　3、現(xiàn)有產(chǎn)生裂縫的原因

　　3.1設計者重視強度設計而忽略抗裂構造措施設計者一般認為多層砌體房屋比較簡單，在強度方面作必要的計算后，針對構造措施，引用標準圖集，很少單獨提出有關防裂要求和措施。

　　3.2我國《砌體規(guī)范》抗裂措施的局限性我認為這是最為重要的原因?！镀鲶w規(guī)范》GBJ3-88的抗裂措施主要有兩條，一是第5.3.1條：對鋼筋砼屋蓋的溫度變化和砌體的干縮變形引起的墻體開裂，可采取設置保溫層或隔熱層;采用有檁屋蓋或瓦材屋蓋;控制硅酸鹽磚和砌塊出廠到砌筑的時間和防止雨淋。二是第5.3.2條：防止房屋在正常使用條件下，由溫差和墻體干縮引起的墻體豎向裂縫，應在墻體中設置伸縮縫。

　　由此可見，《砌體規(guī)范》的抗裂措施，如溫度區(qū)段限值，主要是針對干縮小、塊體小的粘土磚砌體結構的，而對干縮大、塊體尺寸比粘土磚大得多的砼砌塊和硅酸鹽砌體房屋，基本是不適用的。因為如果按照砼砌塊、硅酸鹽塊體砌體的干縮率0.2～0.4mm/m，無筋砌體的溫度區(qū)段不能越過10m;對配筋砌體也不能大于30m.在這方面，國外已有比較成熟的預防和控制墻體開裂的經(jīng)驗，值得借鑒：一是在較長的墻上設置控制縫，這種控制縫和我國的雙墻伸縮縫不同，而是在單墻上設置的縫。該縫的構造既能允許建筑物墻體的伸縮變形，又能隔聲和防風雨，當需要承受平面外水平力時，可通過設置附加鋼筋達到。這種控制縫的間距要比我國規(guī)范的伸縮縫區(qū)段小得多。二是在砌體中根據(jù)材料的干縮性能，配置一定數(shù)量的抗裂鋼筋，其配筋率各國不盡相同，從0.03%～0.2%或?qū)⑵鲶w設計成配筋砌體，如美國配筋砌體的最小含鋼率為0.07%，該配筋率又抗裂，又能保證砌體具有一定的延性。

　　4、防止墻體開裂的具體構造措施建議

　　4.1防止混凝土屋蓋的溫度變化與砌體的干縮變形引起的墻體開裂，宜采取下列措施：

　　4.1.1屋蓋上設置保溫層或隔熱層;

　　4.1.2在屋蓋的適當部位設置控制縫，控制縫的間距不大于30m;

　　4.1.3當采用現(xiàn)澆混凝土挑檐的長度大于12m時，宜設置分隔縫，分隔縫的寬度不應小于20mm，縫內(nèi)用彈性油膏嵌縫;

　　4.1.4建筑物溫度伸縮縫的間距除應滿足《砌體結構設計規(guī)范》BGJ3-88第5.3.2條的規(guī)定外，宜在建筑物墻體的適當部位設置控制縫，控制縫的間距不宜大于30m。

　　4.2防止主要由墻體材料的干縮引起的裂縫可采用下列措施之一

　　4.2.1設置控制縫

　　①控制縫的設置位置

　　a在墻的高度突然變化處設置豎向控制縫;

　　b在墻的厚度突然變化處設置豎向控制縫;

　　c在不大于離相交墻或轉角墻允許接縫距離之半設置豎向控制縫;

　　d在門、窗洞口的一側或兩側設置豎向控制縫;

　　e豎向控制縫，對3層以下的房屋，應沿房屋墻體的全高設置;對大于3層的房屋，可僅在建筑物1-2層和頂層墻體的上述位置設置;

　　f控制縫在樓、屋蓋處可不貫通，但在該部位宜作成假縫，以控制可預料的裂縫;

　　g控制縫作成隱式，與墻體的灰縫相一致，控制縫的寬度不大于12mm，控制縫內(nèi)應用彈性密封材料，如聚硫化物、聚氨脂或硅樹脂等填縫。

　?、诳刂瓶p的間距a對有規(guī)則洞口外墻不大于6mm;b對無洞墻體不大于8m及墻高的3倍;c在轉角部位，控制縫至墻轉角的距離不大于4.5m。

　　4.2.2設置灰縫鋼筋

　?、僭趬Χ纯谏?、下的第一道和第二道灰縫，鋼筋伸入洞口每側長度不應小于600mm;

　　②在樓蓋標高以上，屋蓋標高以下的第二或第三道灰縫，和靠近墻頂?shù)牟课?

　?、刍铱p鋼筋的間距不大于600mm;

　　④灰縫鋼筋距樓、屋蓋混凝土圈梁或配筋帶的距離不小于600mm;

　?、莼铱p鋼筋宜采用小螺紋鋼筋焊接網(wǎng)片，網(wǎng)片的縱向鋼筋不小于25，橫筋間距不宜大于200mm;

　　⑥對均勻配筋時含鋼率不少于0.05%;局部截面配筋，如底、頂層窗洞上下不小于38;

　　⑦灰縫鋼筋宜通長設置，當不便通長設置時，允許搭接，搭接長度不應小于300mm;

　?、嗷铱p鋼筋兩端應錨人相交墻或轉角墻中，錨固長度不應小于300mm;

　?、峄铱p鋼筋應埋人砂漿中，灰縫鋼筋砂漿保護層，上下不小于3mm，外側小于15mm，灰縫鋼筋宜進行防腐處理;

　?、猱斃没铱p鋼筋作砌體抗剪鋼筋時，其配筋量應按計算確定，其搭接和錨固長度尚不應小于75d和300mm;不配筋的外葉墻應設控制縫，控制縫間距不宜大于6m;設置灰縫鋼筋的房屋的控制縫的間距不宜大于30m。

　　4.2.3在建筑物墻體中設置配筋帶

　?、僭跇巧w處和屋蓋處;

　　②墻體的頂部;

　?、鄞芭_的下部;

　?、芘浣顜У拈g距不應大于2400mm，也不宜小于800mm;

　?、菖浣顜У匿摻?，對190mm厚墻，不應小于2Φ12，對250～300mm厚墻不應小于2Φ16，當配筋帶作為過梁時，其配筋應按計算確定;

　　⑥配筋帶鋼筋宜通長設置，當不能通長設置時，允許搭接，搭接長度不應小于45d和600mm;

　?、吲浣顜т摻顟獜澣朕D角墻處錨固，錨固長度不應小于35d和400mm;

　?、喈斾摻顜H用于控制墻體裂縫時，宜在控制縫處斷開，當設計考慮需要通過控制縫時，宜在該處的配筋帶表面作成虛縫，以控制可預料的裂縫位置;

　　⑨對地震設防裂度≥7度的地區(qū)，配筋帶的截面不應小于190mm×200mm，配筋不應小于410;

　?、庠O置配筋帶的房屋的控制縫的間距不宜大于30m;

　　4.3也可根據(jù)建筑物的具體情況，如場地土及地震設防裂度、基礎結構布置型式、建筑物平面、外形等，綜合采用上述抗裂措施。

更多內(nèi)容訪問>> 注冊土木工程師(巖土)考試頻道   注冊土木工程師(巖土)考試論壇  巖土工程師課程試聽

·2010年注冊土木工程師（巖土）考試輔導招生簡章
·2010年注冊巖土工程師考試各地報名時間匯總
·巖土工程師輔導現(xiàn)在報名任意專業(yè)知識贈送專業(yè)知識習題班
·老師輔導每天24小時不限時間隨時反復學習……