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墙体裂缝产生的原因及预防措施

摘 要: 墙体裂缝是常见的建筑工程质量问题之一,其原因有许多种,既有工程结构设计上的不严谨及施工经验缺乏,还有温差、基础沉降不均匀等因素。墙体裂缝的产生,轻微的会影响建筑物的外观,影响建筑物的适用性,造成建筑物渗水漏水,严重的则会影响整个建筑物结构的承载力(尤其是以墙体承重为主的砖混结构房屋),如果不能进行及时、正确处理的话,甚至会造成建筑物倒塌等严重后果。对于墙体裂缝的处理,除了考虑因地基基础沉降不均、施工不当或温度变化等因素外,在实际处理过程中应征求原设计人员的意见,对承重构件不得随意破坏;必要时,对损坏的构件进行加固并加强观测;提高结构安全,消除隐患,安全使用。

关键词:墙体裂缝 产生原因 应对措施
  1.经常出现的墙体裂缝的种类
  1.1斜向裂缝
  如果所建造的建筑物是平顶建筑,这类建筑物的墙体裂缝大多数集中发生在建筑物顶部即最高层纵向墙体的两端,跨长通常在1~2开间尺寸的范围内,严重者跨度会发展至建筑物两端的1/3纵长范围内。从裂缝呈现的态势上分析,沿建筑物纵向呈两端大、中间小的态势。在实际工程建设中,尤其要注意的是当建筑物纵向较长而且未设置伸缩缝时,顶层端跨纵墙会常出现斜向裂缝。
  1.2水平裂缝
  水平裂缝,顾名思义裂缝延伸方向是水平的,这种裂缝产生有时发生在女儿墙的根部,有时发生在屋面板与女儿墙交接处,有时出现在顶层圈梁下2皮砖厚度的灰缝处,当建筑物楼面不在同一高度或错层时,也会出现这种裂缝。究其产生的原因,大都是在建筑设计时,有关温度变化对墙体的影响因素考虑不足造成的。
  1.3垂直裂缝
  墙体垂直裂缝也是常见的裂缝之一,主要产生在有底层窗下墙的垂直上下方向、过梁的端部、建筑剖面上有错层的位置等几处常见位置上,因裂缝大都呈竖向发展,故也称作竖向裂缝。
  上述墙体裂缝是工程中常见的几种典型裂缝,其形态和产生的原因也并不复杂,当水平裂缝和斜裂缝、或者两条斜裂缝同时产生并相互交错时,问题就复杂多了,我们通常把这类裂缝统称为混合裂缝。譬如:当出现两条倾斜的裂缝相交形成的“X”形裂缝时,处理起来难度偏大,就很棘手,但是值得庆幸的是这种裂缝出现的概率相对来说较小。
  2.墙体裂缝产生的原因
  2.1地基沉降不均引起的裂缝
  建筑物施工前,地基需要平整,一般都经过高挖低填这道工序。但无论你如何平整场地,开挖的部分或回填的部分都会因建筑物建成后在荷载作用下出现程度不同的沉降。其结果必然会在墙体中产生剪力和拉力,当这种附加内力超过墙体本身的抗拉、抗剪强度时,墙体就会被破坏,产生裂缝,并且随着时间的推移,荷载的不断作用,裂缝会随着地基的不均匀沉降量的增大而增大。在施工中,我们常见的裂缝一般呈斜向,裂缝的延伸方向大都朝着沉降曲线的凹陷处。若从墙基分析,这种裂缝一般出现在建筑物的下部,且由下往上,或从两端向中间发展,呈“八”字或倒“八”字态势,也有水平裂缝或竖缝等。当长条形的建筑物中部沉降过大两端沉降小,则在建筑物两端由下往上形成正“八”字形裂缝;相反,若建筑物两端沉降过大,而中间沉降小,则会形成的从两端由上往下的倒“八”字形裂缝,墙体有窗的时候,首先从窗对角突破,同时在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝;当仅仅是某一端下沉过大时,则在某端形成沉降端高的斜裂缝;当有纵横墙交点处沉降过大时,则在窗台下角形成上宽下窄的竖缝,有时还会出现沿窗台下角的水平裂缝;在组成建筑物的几部分之间,高差较大或荷载差异较大时又未留设沉降缝时,也容易在高低和轻重的建筑物交接部位产生较大的不均匀沉降裂缝。此时,裂缝发展态势依然遵循着常见规律:即位于层数低的荷载轻的部分,并向上朝着层数高、荷载大的部分倾斜。
  2.2温度变化引起墙体裂缝
  任何材料一般都有热胀冷缩的性质,建筑物结构体系因周围温度变化而引起热胀冷缩变形,统称为温度变形。
  我们知道,钢筋混凝土的线膨胀系数为1×10-5,而普通砖组成砌体的线膨胀系数大概为5×10-6,在相同温差下,钢筋混凝土结构的线应变要比砖砌体的应变大1倍左右。所以,在砖混结构中,当温度变化相同时,钢筋混凝土柱、梁与砖砌墙体变形量不一致,混凝土梁和柱分别与墙体之间产生变形差而造成彼此相牵制,同时还因此产生温度应力,使建筑物结构构件(墙体)开裂破坏。
  由温度应力引起结构的伸缩值可由下式计算:
  即:ΔL=Δt×∝×L
  上式中的ΔL表示所研究材料的在温度变化下的线应变,Δt表示温差;∝表示材料线膨胀系数;L表示所研究的结构或构件的原长度。
  在温度很高的夏季里,屋面板温度通常可达60~70℃,而与其连接的墙体温度一般仅为30~35℃,温差可达30~40℃,加之在相同温差下,钢筋混凝土构件的线应变值要比砖砌体墙大一倍左右。所以在砖混结构中,温度变化相同时,钢筋混凝土屋面板、楼面板、圈梁、柱与邻接的砖墙伸缩变形不一致,导致较大的温度变形差,构件彼此必然相互牵制而生产温度应力与应变,最终使建筑物结构或与之相关的构件开裂破坏。
  2.3房屋结构引起的裂缝
  当建筑物结构设计不合理或出现偏差时,会产生墙体裂缝。由建筑物结构的原因引起的裂缝,常见的主要有以下几种情形:一是结构设计有差错或者说在计算结构荷载时有遗漏、结构构造不合理从而引起墙体裂缝;二是砌体结构部分施工时质量低劣、墙体砌筑时灰缝不饱满、厚度不均匀、组砌方式不符合规范要求等,也会导致墙体开裂;三是砌筑砖墙时,未对砖块湿水,采用干砖上墙等违规作业方式同样会降低砌体承载能力,使墙体日后因失水出现裂缝。
  2.4施工因素
  因施工因素产生的墙体裂缝,在实际工程中屡见不鲜。施工速度过快导致砌体的强度尚未达到设计强度,且地基快速变形,土应力调整滞后,使地基土过早产生不均匀沉降,最终导致在砌体内部产生过大的初始应力和应变,形成潜在的裂缝因子。主体完工后进入装修阶段,居民入住后,进一步增加荷载,裂缝因子此时发生作用,导致墙体开裂。如果砂浆强度不符合要求,譬如砂子含泥量较大,不均匀,不严格计量,配合比不准,甚至根本未采用施工现场材料进行试配,直接由实验室来确定配合比等极易造成砂浆强度不足。砂浆若未充分搅拌则和易性差,操作时,饱满度不够,水平灰缝厚度不均匀,也会造成砌体强度下降。施工砖缺乏泅水或水分过早被吸收,水泥水化反应不足,施工工艺错误,砌体施工缝处留直,甚至阴搓、通缝,砂浆含水率掌握不当,脚手眼设置不当,组砌不当等亦可产生裂缝。
  3.墙体裂缝的应对措施
  3.1温差裂缝应对措施
  温差裂缝的应对措施主要是设置温度伸缩缝,因为各伸缩缝单元中的温度应力和收缩应力要小得多。按照有关规定,当建筑物总长大于50m时,应设置伸缩缝。伸缩缝设置位置应该考虑两个因素:一是因温度变化和材料干缩可能引起应力集中的地方,二是墙体开裂可能性大的地方。对于现浇钢筋混凝土楼盖,每隔15~18m左右,就应设混凝土后浇带一道。楼面现浇混凝土板可分段浇灌,先浇灌两边,留好施工带,过一段时间后再浇灌中间,这样可避免混凝土收缩及两种材料(和砖相比)的温度系数不同而引起的裂缝。屋顶面上设置隔热层或保温层并且在做屋面保温层时最好避开高温季节。一般屋面板受阳光辐射吸收热量较多,增设空气隔热层或选用导热系数小、保温性能优良的材料作保温层,能有效控制屋面板的升温。通常采用内外隔热两种方式相结合,可减少温差10℃以上,屋面板温度降低后,它与墙体的温差可大大减小,能有效防止顶层墙体产生裂缝。同时可以改善顶层的居住环境,可以达到实用美观双重目的。
  3.2沉降裂缝应对的措施
  沉降裂缝的产生原因大多是与结构设计的缺陷或者勘探质量不合格有关。而消除裂缝的措施有许多,具体如下:首先在设计阶段就消除裂缝隐患。在设计中一般选取土质均匀的场地建造房屋;当地基土壤严重不均匀时,应采用处理地基或改变基础埋深的方法,消除不均匀影响;当基底持力层为遇水膨胀或湿陷性土壤时,应在房屋周围采取排水及隔水措施;从而使基础的局部倾斜控制在允许的范围内。另外,新老或相邻两建筑物之间应保持一定距离避免对地基产生新的附加应力和应力叠加,引起不均匀地基沉降。那么,如何合理设置沉降缝呢?一般应在房屋体形复杂,特别是高度相差较大的部位设置,沉降缝应从基础分开,缝宽不得少于10cm,最好是三缝(沉降缝、抗震缝、伸缩缝)合一。利用肋梁基础或加大地圈梁,都可在一定程度上减少不均匀地基沉降,也可以减少此类裂缝的出现。同时,施工时要严格按规范施工,每道工序都必须经监理部门验收后方可进行下道工序。沉降裂缝发生后,沉降发展较为缓慢且有减弱趋势时,应在裂缝稳定后,对墙体进行修复;沉降发展较快且有加速趋势时,应立即采取临时支护措施,减小基础荷载,先加固基础后修复墙体。但在拟定地基加固和处理方案时,又应将地基处理和上部结构处理结合起来考虑更好,使二者能共同工作。不能单纯从地基处理出发,否则不仅费用大,而效果亦差。
  3.3结构裂缝应对的措施
  对于结构裂缝,在设计阶段要做到正确结构计算和设计,这是应对结构裂缝最基础性的工作。设计资料要仔细审查,当荷载较大而构件截面尺寸受到限制时,应提高块体和砂浆强度等级,或采用配筋砌体。通过卸载方法减轻已经产生裂缝的墙体,或者采用减轻上层结构自重与使用荷载的方法,在其顶部砌体内增设钢筋混凝土梁,承担上部荷载。结构加固补筋对由于荷载较大、砌体截面尺寸较小、承载力不足并已产生裂缝的墙体,可在不损害主体立面的情况下,适当加大截面尺寸,以提高其承载能力。这种方法也可以在一定程度上起到相应的效果。
  4.结语
  墙体裂缝是在工程及生活现实中难以避免的一种工程质量问题,只是有些小的裂缝我们看不见而已。因此,对于已经出现的墙体裂缝,我们也不必慌张,首先要仔细观察,找出裂缝的特点与基本规律,确定裂缝发生的具体原因。对于温差裂缝等一般不影响房屋使用安全的墙体裂缝,用砂浆堵抹即可;对于地基沉降裂缝等可能危及房屋结构安全,对人身造成威胁的墙体裂缝则应作即时适当的加固处理。建筑物墙体裂缝的控制,需要从设计、施工、建筑材料三个方面总体考虑,应根据工程的实际情况,选择相应的控制措施,达到既控制墙体裂缝的产生又方便施工的目的。
  参考文献:
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  [2]赵宇清.砖混房屋墙体常见裂缝的分析[J].山西建筑,2003(2).27.
  [3]GB50003-2001,砌体结构设计规范[S].
  [4]苏琦,付年春.砖混结构墙体裂缝产生原因及防治措施[J].株洲工学院学报,2004(2):121.

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