论文部分内容阅读
摘要：在建筑工程中，由于砌体的抗裂性能差，温度变化、砌体收缩和地基的不均匀沉降、地基的不均匀冻胀等都可以使墙体产生变形，而设计上的疏忽、施工质量不合格及缺乏严格的质量监督都将进一步助长了墙体变形效应加剧。如果变形得不到控制而形成的拉力或剪应力超过了砌体的承受能力，裂缝就产生了。墙体裂缝轻则影响外形美观，重则降低或削弱建筑结构强度、刚度、稳定性、整体性和耐久性，更有甚者导致房屋倒塌，故必须引起足够的重视。
关键词：砌体结构；裂缝；成因；解决措施
中图分类号：TU74文献标识码： A
一、裂缝的类型及成因
按裂缝的成因，墙体裂缝可分为受力裂缝和非受力裂缝两大类。各种直接荷载作用下，墙体产生的裂缝称为受力裂缝。而砌体因收缩、温度、湿度变化，地基沉陷不均等引起的裂缝是非受力裂缝，又称变形裂缝。砌体房屋的裂缝中变形裂缝占80%以上，其中温度裂缝更为突出。相对于受力裂缝，变形裂缝的产生机理和影响因素复杂得多，本文主要分析砌体结构的变形裂缝。
(一)砌体房屋的温度变形
(1)温度裂缝的主要形态
最常见的温度裂缝出现在混凝土平屋盖房屋的顶层两端墙体和山墙上。如在门窗洞边的正“八”字斜裂缝、山墙上部的斜裂缝、平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖（块）灰缝的水平裂缝、以及水平包角裂缝（包括女儿墙）等。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定，不再继续发展，裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。温度裂缝有明显的规律性：两端重中间轻，顶层重往下轻，阳面重阴面轻。
(2)温度裂缝产生机理
对于砖砌体的结构，砖砌体的线膨胀系数5×10-6，是混凝土的一半。当外界温度升高时，混凝土顶盖变形大，墙体变形相对较小，导致砖砌体和混凝土屋盖之间产生约束应力。使屋盖受压，墙体受拉、受剪。当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时，墙体就会产生温度裂缝。混凝土砌块墙体的线膨胀系数与混凝土屋盖相同。在夏季阳光照射下，两者之间存在一定的温差。屋面最高温度可达40℃～50℃，而顶层外墙平均最高温度约为30℃～35℃。屋面和顶层外墙存在10℃～15℃的温差，两者的温差可能引起墙体开裂。另外，从材料上看，相同砂浆强度等级下抗拉、抗剪强度混凝土砌块比砖砌体小了很多，沿齿缝截面弯拉强度仅为砖砌体的30%～35%，沿通缝弯拉强度仅为砖砌体的45%～50%，抗剪强度仅为砖砌体的50%～55%。因此，在相同受力状态下，混凝土砌块抵抗拉力和剪力的能力要比砖砌体小很多，所以更容易开裂。
(二)收缩裂缝的形态与产生机理
(1)收缩裂缝的形态
因砌块收缩引起的墙体裂缝，在混凝土砌块房屋中比较普遍。在内外墙、在房屋的各层均可能出现。干缩裂缝形态一般有：⑴在墙体中部出现的阶梯形裂缝；⑵环块体周边灰缝的裂缝；⑶在外墙的窗下墙出现竖向均匀裂缝；⑷山墙等大墙面出现的竖向、水平向裂缝。收缩裂缝一般多出现在下部几层，有的砌块房屋山墙大墙面中间部位出现了由底层一直延伸至3、4层的竖向裂缝。由于砌筑砂浆强度不高，灰缝不饱满，干缩引起的裂缝往往呈发丝状分散在灰缝缝隙中，清水墙时不易被发现，当有粉刷抹面时就显露出来。干缩引起的裂缝宽度不大，且裂缝宽度较均匀。
(2)收缩裂缝的产生机理
粘土砌体和混凝土砌体对含水率变化的反应不同。粘土砌块随含水率的增加而膨胀。在含水率降低时砖不会收缩。即这种膨胀不会因为在大气温度中变干而收缩。混凝土砌块是混凝土拌合物经浇注、振捣、养生而成。混凝土在硬化过程中逐渐失水而干缩，砌干缩量因材料和成型质量而异，并随时间增长而逐渐减小。在自然条件下，成型28天后，混凝土砌块收缩趋于稳定。其干缩率为0.03%～0.035%，含水量在50%～60%左右。砌成砌体后，在正常使用条件下，含水量继续下降，可达10%左右，其干缩率为0.018%～0.07%。收缩裂缝不是结构裂缝，但它们破坏了墙体外观。
(三)地基变形
在软土、填土、冲沟、古河道、暗渠以及各种不均匀地基上建造结构物，或者地基虽然相当均匀，但是荷载差别过大，结构物刚度差别悬殊时，应特别注意由于地基不均匀沉降引起的裂缝。
(1)地基不均匀沉降裂缝的形态
地基不均匀沉降裂缝的形态是多种多样的，有些裂缝尚随时间长期变化，裂缝宽度较宽，有时宽至数厘米。裂缝主要分为剪切裂缝和弯曲裂缝。地基不均匀沉降裂缝常见的有：正八字裂缝和斜向裂缝。沉降裂缝多出现在房屋中下部且发生于房屋中下部的裂缝较上部宽度大。
(2)地基不均匀沉降裂缝的产生机理
1)墙体中下部区域的正八字裂缝。一般情况下，地基受到上部传递的压力，引起地基的沉降变形呈凹形，常称为“盆形沉降曲面”。这是由于中部压力相互影响高于边缘处相互影响，以及边缘处非受载区地基对受载区下沉有剪切阻力等共同作用的结果，导致地基反力在边缘区较高。这种沉降使建筑物形成中部沉降大、端部沉降小的弯曲，产生正弯距。结构中下部受拉，端部受剪，特别是由于端部地基反力梯度很大，端部的剪应力很大，墙体由于剪力形成的主拉应力破裂，裂缝呈正八字形。由于墙体中上部受压并形成“拱”作用，墙体裂缝越靠近地基和门窗孔越严重。且中下部开裂区的墙体有自重下坠作用，造成垂直方向拉应力，可能形成水平裂缝。
2)墙体斜向裂缝。当地基中部有回填砂、石，或中部地基坚硬而端部软弱，或由于荷载相差悬殊，建筑物端部沉降大于中部时，会形成负弯距。主拉应力将引起墙体的斜裂缝或倒八字裂缝。局部的沉降不均不仅可以引起斜裂缝，由于垂直沉降还可能引起砌体的水平裂缝。
(四)其他裂缝
包括混凝土构件变形导致的砌体裂缝，如当挑梁上填充墻、梁相继同步施工致使挠度过大，其上砌体产生内低外高斜裂及与外纵墙之间的竖缝等；砌体本身承载力不足如砖柱承载不足时，在下部 1/3高度处出现的竖缝；砌体构造要求不良如施工洞留置和拉结筋放置不当造成的洞边缝；施工质量差造成的缝，如砌体通缝，灰缝砂浆不饱满，含水率掌握不当，脚手眼设置不当，组砌不当等。
二、解决砌体结构裂缝的一些措施
(一)做好前期设计工作
有一些砌体结构的房屋的设计是套用图纸，应用时未经校核；有时参考了别的图纸，但荷载增加了或截面减少了而未作计算；有的虽然作了计算，但因少算或漏算荷载，使实际设计的砌体承载力不足；有的虽然进行了墙体总的承载力计算，但忽视了墙体高厚比和局部承压的计算。如果砌体的承载力不足，则在荷载作用下将出现各种裂缝，以致出现压碎、断裂、倒塌等现象，这类裂缝的出现，很可能导致结构的失效。
细心认真地设计。对拟建砌体结构的房屋，要做到力学模型准确，传力清楚；荷载统计无误；大梁下砌体要设垫块并进行验算；加强对圈梁的布置和构造柱的设置，以提高砌体结构的整体安全性。裂缝一旦出现，要注意观测裂缝的宽度及长度的发展情况，并及时采取相应的有效措施，如灌缝封闭等，必要时要进行结构加固。
(二)防治温度变化引起的裂缝
防止主要由温度变化引起的砌体结构开裂，宜采取下列措施:当采用整体式或装配式的钢筋混凝土屋盖时，宜在屋盖上设置保温层或隔热层；在屋盖的适当部位设置控制缝，控制缝的间距不大于30m；当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时，宜设置分隔缝，分隔缝的宽度不应小于20mm，缝内用弹性油膏嵌缝；建筑物温度伸缩缝的间距应满足现行《砌体结构设计规范》的规定，控制缝宜在建筑物墙体的适当部位设置，控制缝的间距不宜大于30m。
(三)墙体材料的干缩引起的开裂
防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝，可采用下列措施：①选用干缩值低的墙材。控制砌筑时材料的含水量(先让材料干缩后砌墙)。采用低强度砂浆和长度小的砖块，可以避免砖块的断裂，并将细小裂缝均匀分散到各个垂直的灰缝隙中，避免变形和应力集中，累加出现大裂缝。②面积较大的墙体采用在墙体内增设构造梁柱的构造措施。如墙体长度超过5m，可在中间设置钢筋混凝土构造柱。③严格控制以胶凝材料为原料的砌块的龄期，不足28d的不应进入施工现场。对于混凝土制品，如果以90d的干燥收缩值为基准，28d只完成收缩的80%左右。而且这类砌块，28d前含水率大，物理化学变形不稳定，干燥收缩值大，特别是蒸压加气混凝土，出厂含水率有时高达60%以上。④正确掌握各种砌块使用时的含水率。轻集料混凝土空心砌块和蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰加气混凝土砌块砌筑时的含水率分别控制为5%～8%和15%、20%以内。
(四)防治地基沉降引起的裂缝
在进行建筑基础设计前，应对工程地质进行详细勘察，查明地基水文、土质情况，正确选用基础形式，确定合理的建筑布局和结构类型，加强上部结构的刚度和整体性，提高墙体的整体刚度和抗剪能力；减轻建筑结构自重，控制建筑物的长高比，设置沉降缝，合理布置承重墙体；横墙间距不宜过大，应尽量将纵墙拉通，尽量做到不转折或少转折；寒冷地区的墙基础底必须埋置在冰冻线以下，单层厂房等空旷房屋外墙采用墙梁托墙时，如梁底在冰冻线以上时，梁底必须采用砂、石、炉渣等替换冻胀的土层；基础施工时，严格进行基底验糟工作，检验基底土质是否符合勘察报告和设计要求，若不符应进行必要的处理；合理安排施工顺序，应先建荷载大的单元，后建荷载较小的单元，先建深基础，后建淺基础，避免增加新的附加应力。
(五)加固处理方法
采取砌体灰缝中嵌筋法:将裂缝墙体灰缝剔除，用空压机吹扫干净灰缝，用结构胶将φ6钢筋嵌入灰缝中，外抹水泥砂浆保护层，可有效抑制墙体裂缝达2倍以上强度。此方法施工简单且有效提高了砖砌体抗裂缝能力。
砌体墙外贴钢筋网片，喷射细石混凝土，增加砖砌体整体刚度，抑制裂缝发展，但此方法施工工艺复杂，施工作业面大，施工周期长。综上所述，施工中应采取多种方法结合的措施减少温度缝的产生，产生裂缝后可根据现场情况进行加固补强。
结语
总之，我们在建筑进行建设的过程中必须要加强对砌体结构设计和施工，从能够人力处治的地方入手，提高建筑质量的保障。
参考文献
[1]刘影.浅析砌体结构裂缝的成因及其防治措施[J].黑龙江科技信息，2013，22:267.
[2]袁力.砌体结构裂缝的成因及控制措施[J].企业技术开发，2008，09:42-45.
[3]王本军，金永华.砌体结构裂缝的成因及加固[J].东北水利水电，2004，07:29-30.
关键词：砌体结构；裂缝；成因；解决措施
中图分类号：TU74文献标识码： A
一、裂缝的类型及成因
按裂缝的成因，墙体裂缝可分为受力裂缝和非受力裂缝两大类。各种直接荷载作用下，墙体产生的裂缝称为受力裂缝。而砌体因收缩、温度、湿度变化，地基沉陷不均等引起的裂缝是非受力裂缝，又称变形裂缝。砌体房屋的裂缝中变形裂缝占80%以上，其中温度裂缝更为突出。相对于受力裂缝，变形裂缝的产生机理和影响因素复杂得多，本文主要分析砌体结构的变形裂缝。
(一)砌体房屋的温度变形
(1)温度裂缝的主要形态
最常见的温度裂缝出现在混凝土平屋盖房屋的顶层两端墙体和山墙上。如在门窗洞边的正“八”字斜裂缝、山墙上部的斜裂缝、平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖（块）灰缝的水平裂缝、以及水平包角裂缝（包括女儿墙）等。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定，不再继续发展，裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。温度裂缝有明显的规律性：两端重中间轻，顶层重往下轻，阳面重阴面轻。
(2)温度裂缝产生机理
对于砖砌体的结构，砖砌体的线膨胀系数5×10-6，是混凝土的一半。当外界温度升高时，混凝土顶盖变形大，墙体变形相对较小，导致砖砌体和混凝土屋盖之间产生约束应力。使屋盖受压，墙体受拉、受剪。当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时，墙体就会产生温度裂缝。混凝土砌块墙体的线膨胀系数与混凝土屋盖相同。在夏季阳光照射下，两者之间存在一定的温差。屋面最高温度可达40℃～50℃，而顶层外墙平均最高温度约为30℃～35℃。屋面和顶层外墙存在10℃～15℃的温差，两者的温差可能引起墙体开裂。另外，从材料上看，相同砂浆强度等级下抗拉、抗剪强度混凝土砌块比砖砌体小了很多，沿齿缝截面弯拉强度仅为砖砌体的30%～35%，沿通缝弯拉强度仅为砖砌体的45%～50%，抗剪强度仅为砖砌体的50%～55%。因此，在相同受力状态下，混凝土砌块抵抗拉力和剪力的能力要比砖砌体小很多，所以更容易开裂。
(二)收缩裂缝的形态与产生机理
(1)收缩裂缝的形态
因砌块收缩引起的墙体裂缝，在混凝土砌块房屋中比较普遍。在内外墙、在房屋的各层均可能出现。干缩裂缝形态一般有：⑴在墙体中部出现的阶梯形裂缝；⑵环块体周边灰缝的裂缝；⑶在外墙的窗下墙出现竖向均匀裂缝；⑷山墙等大墙面出现的竖向、水平向裂缝。收缩裂缝一般多出现在下部几层，有的砌块房屋山墙大墙面中间部位出现了由底层一直延伸至3、4层的竖向裂缝。由于砌筑砂浆强度不高，灰缝不饱满，干缩引起的裂缝往往呈发丝状分散在灰缝缝隙中，清水墙时不易被发现，当有粉刷抹面时就显露出来。干缩引起的裂缝宽度不大，且裂缝宽度较均匀。
(2)收缩裂缝的产生机理
粘土砌体和混凝土砌体对含水率变化的反应不同。粘土砌块随含水率的增加而膨胀。在含水率降低时砖不会收缩。即这种膨胀不会因为在大气温度中变干而收缩。混凝土砌块是混凝土拌合物经浇注、振捣、养生而成。混凝土在硬化过程中逐渐失水而干缩，砌干缩量因材料和成型质量而异，并随时间增长而逐渐减小。在自然条件下，成型28天后，混凝土砌块收缩趋于稳定。其干缩率为0.03%～0.035%，含水量在50%～60%左右。砌成砌体后，在正常使用条件下，含水量继续下降，可达10%左右，其干缩率为0.018%～0.07%。收缩裂缝不是结构裂缝，但它们破坏了墙体外观。
(三)地基变形
在软土、填土、冲沟、古河道、暗渠以及各种不均匀地基上建造结构物，或者地基虽然相当均匀，但是荷载差别过大，结构物刚度差别悬殊时，应特别注意由于地基不均匀沉降引起的裂缝。
(1)地基不均匀沉降裂缝的形态
地基不均匀沉降裂缝的形态是多种多样的，有些裂缝尚随时间长期变化，裂缝宽度较宽，有时宽至数厘米。裂缝主要分为剪切裂缝和弯曲裂缝。地基不均匀沉降裂缝常见的有：正八字裂缝和斜向裂缝。沉降裂缝多出现在房屋中下部且发生于房屋中下部的裂缝较上部宽度大。
(2)地基不均匀沉降裂缝的产生机理
1)墙体中下部区域的正八字裂缝。一般情况下，地基受到上部传递的压力，引起地基的沉降变形呈凹形，常称为“盆形沉降曲面”。这是由于中部压力相互影响高于边缘处相互影响，以及边缘处非受载区地基对受载区下沉有剪切阻力等共同作用的结果，导致地基反力在边缘区较高。这种沉降使建筑物形成中部沉降大、端部沉降小的弯曲，产生正弯距。结构中下部受拉，端部受剪，特别是由于端部地基反力梯度很大，端部的剪应力很大，墙体由于剪力形成的主拉应力破裂，裂缝呈正八字形。由于墙体中上部受压并形成“拱”作用，墙体裂缝越靠近地基和门窗孔越严重。且中下部开裂区的墙体有自重下坠作用，造成垂直方向拉应力，可能形成水平裂缝。
2)墙体斜向裂缝。当地基中部有回填砂、石，或中部地基坚硬而端部软弱，或由于荷载相差悬殊，建筑物端部沉降大于中部时，会形成负弯距。主拉应力将引起墙体的斜裂缝或倒八字裂缝。局部的沉降不均不仅可以引起斜裂缝，由于垂直沉降还可能引起砌体的水平裂缝。
(四)其他裂缝
包括混凝土构件变形导致的砌体裂缝，如当挑梁上填充墻、梁相继同步施工致使挠度过大，其上砌体产生内低外高斜裂及与外纵墙之间的竖缝等；砌体本身承载力不足如砖柱承载不足时，在下部 1/3高度处出现的竖缝；砌体构造要求不良如施工洞留置和拉结筋放置不当造成的洞边缝；施工质量差造成的缝，如砌体通缝，灰缝砂浆不饱满，含水率掌握不当，脚手眼设置不当，组砌不当等。
二、解决砌体结构裂缝的一些措施
(一)做好前期设计工作
有一些砌体结构的房屋的设计是套用图纸，应用时未经校核；有时参考了别的图纸，但荷载增加了或截面减少了而未作计算；有的虽然作了计算，但因少算或漏算荷载，使实际设计的砌体承载力不足；有的虽然进行了墙体总的承载力计算，但忽视了墙体高厚比和局部承压的计算。如果砌体的承载力不足，则在荷载作用下将出现各种裂缝，以致出现压碎、断裂、倒塌等现象，这类裂缝的出现，很可能导致结构的失效。
细心认真地设计。对拟建砌体结构的房屋，要做到力学模型准确，传力清楚；荷载统计无误；大梁下砌体要设垫块并进行验算；加强对圈梁的布置和构造柱的设置，以提高砌体结构的整体安全性。裂缝一旦出现，要注意观测裂缝的宽度及长度的发展情况，并及时采取相应的有效措施，如灌缝封闭等，必要时要进行结构加固。
(二)防治温度变化引起的裂缝
防止主要由温度变化引起的砌体结构开裂，宜采取下列措施:当采用整体式或装配式的钢筋混凝土屋盖时，宜在屋盖上设置保温层或隔热层；在屋盖的适当部位设置控制缝，控制缝的间距不大于30m；当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时，宜设置分隔缝，分隔缝的宽度不应小于20mm，缝内用弹性油膏嵌缝；建筑物温度伸缩缝的间距应满足现行《砌体结构设计规范》的规定，控制缝宜在建筑物墙体的适当部位设置，控制缝的间距不宜大于30m。
(三)墙体材料的干缩引起的开裂
防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝，可采用下列措施：①选用干缩值低的墙材。控制砌筑时材料的含水量(先让材料干缩后砌墙)。采用低强度砂浆和长度小的砖块，可以避免砖块的断裂，并将细小裂缝均匀分散到各个垂直的灰缝隙中，避免变形和应力集中，累加出现大裂缝。②面积较大的墙体采用在墙体内增设构造梁柱的构造措施。如墙体长度超过5m，可在中间设置钢筋混凝土构造柱。③严格控制以胶凝材料为原料的砌块的龄期，不足28d的不应进入施工现场。对于混凝土制品，如果以90d的干燥收缩值为基准，28d只完成收缩的80%左右。而且这类砌块，28d前含水率大，物理化学变形不稳定，干燥收缩值大，特别是蒸压加气混凝土，出厂含水率有时高达60%以上。④正确掌握各种砌块使用时的含水率。轻集料混凝土空心砌块和蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰加气混凝土砌块砌筑时的含水率分别控制为5%～8%和15%、20%以内。
(四)防治地基沉降引起的裂缝
在进行建筑基础设计前，应对工程地质进行详细勘察，查明地基水文、土质情况，正确选用基础形式，确定合理的建筑布局和结构类型，加强上部结构的刚度和整体性，提高墙体的整体刚度和抗剪能力；减轻建筑结构自重，控制建筑物的长高比，设置沉降缝，合理布置承重墙体；横墙间距不宜过大，应尽量将纵墙拉通，尽量做到不转折或少转折；寒冷地区的墙基础底必须埋置在冰冻线以下，单层厂房等空旷房屋外墙采用墙梁托墙时，如梁底在冰冻线以上时，梁底必须采用砂、石、炉渣等替换冻胀的土层；基础施工时，严格进行基底验糟工作，检验基底土质是否符合勘察报告和设计要求，若不符应进行必要的处理；合理安排施工顺序，应先建荷载大的单元，后建荷载较小的单元，先建深基础，后建淺基础，避免增加新的附加应力。
(五)加固处理方法
采取砌体灰缝中嵌筋法:将裂缝墙体灰缝剔除，用空压机吹扫干净灰缝，用结构胶将φ6钢筋嵌入灰缝中，外抹水泥砂浆保护层，可有效抑制墙体裂缝达2倍以上强度。此方法施工简单且有效提高了砖砌体抗裂缝能力。
砌体墙外贴钢筋网片，喷射细石混凝土，增加砖砌体整体刚度，抑制裂缝发展，但此方法施工工艺复杂，施工作业面大，施工周期长。综上所述，施工中应采取多种方法结合的措施减少温度缝的产生，产生裂缝后可根据现场情况进行加固补强。
结语
总之，我们在建筑进行建设的过程中必须要加强对砌体结构设计和施工，从能够人力处治的地方入手，提高建筑质量的保障。
参考文献
[1]刘影.浅析砌体结构裂缝的成因及其防治措施[J].黑龙江科技信息，2013，22:267.
[2]袁力.砌体结构裂缝的成因及控制措施[J].企业技术开发，2008，09:42-45.
[3]王本军，金永华.砌体结构裂缝的成因及加固[J].东北水利水电，2004，07:29-30.