砌体结构裂缝产生原因及整改措施

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砌体结构裂缝产生原因及整改措施
1裂缝的性质
引起砌体结构墙体裂缝的因素很多,既有地基、温度、
干缩,也有设计上的疏忽、施工质量、材料不合格及缺乏经验等。

根据工
程实践和统计资料这类裂缝几乎占全部可遇裂缝的80%以上。

而最为常
见的裂缝有两大类,一是温度裂缝,
是干燥收缩裂缝,简称干缩裂缝,以及由温度和干缩共同
产生的裂缝。

温度裂缝
温度的变化会引起材料的热胀、冷缩,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。

最常见的裂缝是在砼平屋盖房屋顶层两端的墙体上,如在门
窗洞边的正八字斜裂缝,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)。

导致平屋顶温度
裂缝的原因,是顶板的温度比其下的墙体高得多,而砼顶板的线胀系数又
比砖砌体大得多,故顶板和墙体间的变
形差,在墙体中产生很大的拉力和剪力。

剪应力在墙体内的缝是造成墙体
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
分布为两端附近较大,中间渐小,顶层大,下部小。

温度裂
变化而略有变化。

干缩裂缝
烧结粘土砖,包括其它材料的烧结制品,其干缩变形很
小,且变形完成比较快。

[KG-*2] 只要不使用新出窑的砖,
但对这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀,而且这种湿 胀是不可逆的变形。

[KG-*2] 对于砌块、灰砂砖、粉煤灰砖 等砌体,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形。

KKG-*2〗如砼砌块的干缩率为 0.3〜0. 4 5 mm/m 它相当
于25〜40C 的温度变形,可见干缩变形的影响很大。

块体砌体的干缩变形更大。

干缩变形的特征是早期发展比较 快,如砌块出窑后放臵 28d 能完成 50%左右的干缩变形,以
后逐步变慢,几年后材料才能停止干缩。

但是干缩后的材料 受湿后仍会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形,但
其干缩率有所减小,约为第一次的 80%左右。

这类干缩变形
引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严 重。

如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝;在建筑底 部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝;在屋顶圈梁下
出现的水平缝和水平包角裂缝;在大片墙面上出现的底部 重、上部较轻的竖向裂缝。

另外不同材料和构件的差异变形 也会导致墙体开裂。

如楼板错层处或高低层连接处常出现的 裂缝,框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异变形出现的裂
缝;空腔墙内外叶墙用不同材料或温度、湿度变化引起的墙
体裂缝,这种情况一般外叶墙裂缝较内叶墙严重。

1.3 温度、干缩及其它裂缝
对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝,面对非烧
般不要考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。

[KG-*2]
轻骨料
结类块体,如砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,也同时存在温度和干缩共同作用下的裂缝,其在建筑物墙体上的分布
般可为这两种裂缝的组合,或因具体条件不同而呈现出不同的裂缝现象,而其裂缝的后果往往较单一因素更严重。

另外设计上的疏忽、无针对性防裂措施、材料质量不合格、施工质量差、违反设计施工规程、砌体强度达不到设计要求,以及缺乏经验也是造成墙体裂缝的重要原因之一。

如对砼砌块、灰砂砖等新型墙体材料,没有针对材料的特殊性,采用适合的砌筑砂浆、注芯材料和相应的构造措施,仍沿用粘土砖使用的砂浆和相应的抗裂措施,必然造成墙体出现较严重
的裂缝。

2砌体裂缝的控制
2.1裂缝的危害和防裂的迫切性
砌体属于脆性材料,裂缝的存在降低了墙体的质量,如
整体性、耐久性和抗震性能,同时墙体的裂缝给居住者在感观上和心理上造成不良影响。

特别是随着我国墙改、住房商品化的进展,人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高,对建筑物墙体裂缝的控制的要求更为严格。

由于建筑物的质量低劣,如墙体裂缝、渗漏等涉及的纠纷或官司也越来越多,建筑物的裂缝已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。

因此加强砌体结构,特别是新材料砌体结构的抗裂措施,已成为工程量、国家行政主管部门,以及房屋开发商共同关注的课题。

因为这涉及到新型墙体材
料的顺利推广问题。

2.2裂缝宽度的标准问题
实际上建筑物的裂缝是不可避免的。

此处提到的墙体裂
缝宽度的标准(限值),是一个宏观的标准,即肉眼明显可见的裂缝,砌体结构尚无这种标准。

但对钢筋砼结构其最大裂缝宽度限值主要是考虑结构的耐久性,如裂缝宽度对钢筋腐蚀,以及外部构件在湿度和抗冻融方面的耐久性影响。

我国
到现在为止对外部构件(墙体)最危险的裂缝宽度尚未作过
调查和评定。

但根据德国资料,当裂缝宽度W 0.2mm时,对
外部构件(墙体)的耐久性是不危险的。

对砌体结构来说,墙体的裂缝宽度多大是无害呢?这是个
比较复杂的问题。

因为它还涉及到可接受的美学方面的问题。

它直接取决于观察人的目的和观察的距离。

对钢筋砼结构,裂缝宽度>0.3mm通常在美学上是不能接受的,这个
概念也可用于配筋砌体。

而对无筋砌体似乎应比配筋砌体的
裂缝宽度标准放宽些。

但是对于客户来讲二者是完全一样
的。

这实际上是直观判别裂缝宽度的安全标准。

3 现有控制裂缝的原则和措施
长期以来人们一直在寻求控制砌体结构裂缝的实用方
法,并根据裂缝的性质及影响因素有针对性的提出一些预防 和控制裂缝的措施。

从防止裂缝的概念上, 形象地引出 “防”、
放”、“抗”相结合的构想,这些构想、措施有的已运用 到工程实践中,一些措施也引入到《砌体规范》中,也收到 了一定的效果,但总的来说,我国砌体结构裂缝仍较严重,
纠其原因有以下几种。

3.1 设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施
长期以来住房公有制,人们对砌体结构的各种裂缝习以
作必要的计算后,针对构造措施,绝大部分引用国家标准或 标准图集,很少单独提出有关防裂要求和措施,更没有对这 些措施的可行性进行调查或总结。

因为裂缝的危险仅为潜在
的,尚无结构安问题,不涉及到责任问题。

3.2 我国《砌体规范》抗裂措施的局限性
我认为这是最为重要的原因。

《砌体规范》 GBJ3-88 的
抗裂措施主要有两条,一是第 5.3.1 条:对钢砼屋盖的温度 变化和砌体的干缩变形引起的墙体开裂,可采取设臵保温层 或隔热层;采用有檩屋盖或瓦材屋盖;控制硅酸盐砖和砌块 出厂到砌筑的时间和防止雨淋。

未考虑我国幅原辽阔、不同 地区的气候、温度、湿度的巨大差异和相同措施的适应性。

二是第532条:防止房屋在正常使用条件下,由温差和墙 体干缩引起的墙体竖向裂缝,应在墙体中设臵伸缩缝。

从规 范的温度伸缩缝的最大间距可见,它主要取决于屋盖或楼盖 的类别和有无保温层,而与砌体的种类、材料和收缩性能等 无直接关系。

可见我国的伸缩缝的作用主要是防止因建筑过 长在结构中出现竖向裂缝,它一般不能防止由于钢砼屋盖的
温度变形和砌体的干缩变形引起的墙体裂缝。

由此可见,《砌体规范》的抗裂措施,如温度区段限值, 主要是针对干缩小、块体小的粘土砖砌体结构的,而对干缩 大、块体尺寸比粘土砖大得多为常,设计 -b<
者一般认为多层砌体房屋比较简单,在强度方面
的砼砌块和硅酸盐砌体房屋,基本是不适用的。

因为如果按照砼砌块、硅酸盐块体砌体的
干缩率0.2〜0.4mm/m无筋砌体的温度区段不能越过10m 对配筋砌体也不能大于300。

在这方面,国外已有比较成熟
的预防和控制墙体开裂的经验,值得借鉴:一是在较长的墙
上设臵控制缝(变形缝),这种控制缝和我国的双墙伸缩缝不同,而是在单墙上设臵的缝。

该缝的构造既能允许建筑物墙体的伸缩变形,又能隔声和防风雨,当需要承受平面外水平力时,可通过设臵附加钢筋达到。

这种控制缝的间距要比我
国规范的伸缩缝区段小得多。

如英国规范对粘土砖为
10-15m,对砼砌块及硅酸盐砖一般不应大于6m美国砼协会(ACI)规定,无筋砌体的最大控制缝间距为12-18m,配筋砌
体控制缝间距不超过30m二是在砌体中根据材料的干缩性
能,配臵一定数量的抗裂钢筋,其配筋率各国不尽相同,从
0.03%〜0.2%,或将砌体设计成配筋砌体,如美国配筋砌体
的最小含钢率为0.07%,该配筋率又抗裂,又能保证砌体具
有一定的延性。

关于在砌体内配臵抗裂钢筋的数量(含钢率)和效果,是
普遍比较关注的问题。

因为它涉及到用钢量和造价的增幅问
题。

4防止墙体开裂的具体构造措施建议
本文在综合了国内外砌体结构抗裂研究成果的基础上,
结合我国当前的具体情况,提出的更具体的抗裂构造措施。

它是对“防”、“放”、“抗”的具体体现。

笔者认为这些措施可根据具体条件选择或综合应用。

该措施已反映到我院
为大庆油田砌块厂编制的《砼砌块建筑构造图集》中
4.1防止混凝土屋盖的温度变化与砌体的干缩变形弓
起的墙体开裂,宜采取下列措施
4.1.1屋盖上设臵保温层或隔热层;
4.1.2 在屋盖的适当部位设臵控制缝,控制缝的间距不
大于30m
4.1.3 当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时,宜设
臵分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm缝内用弹性油膏嵌
缝;
4.1.4 建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设
计规范》BGJ3-88第532条的规定外,宜在建筑物墙体的适当部位设臵控制缝,控制缝的间距不宜大于30m。

4.2防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝可采用下
列措施之一:
4.2.1 设臵控制缝
421.1 控制缝的设臵位臵
(1)在墙的高度突然变化处设臵竖向控制缝;
(2)在墙的厚度突然变化处设臵竖向控制缝;
(3)在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设
臵竖向控制缝;
(4)在门、窗洞口的一侧或两侧设臵竖向控制缝;
(5)竖向控制缝,对3层以下的房屋,应沿房屋墙体的
全高设臵;对大于3层的房屋,可仅在建筑物1-2层和顶层
墙体的上述位臵设臵;
(6)控制缝在楼、屋盖处可不贯通,但在该部位宜作成
(7)控制缝作成隐式,与墙体的灰缝相一致,控制缝的
宽度不大于12mm控制缝内应用弹性密封材料,如聚硫化物、
聚氨脂或硅树脂等填缝。

4.2.1.2控制缝的间距
1对有规则洞口外墙不大于6mm
2对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍;
3在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于 4.5m;
422设臵灰缝钢筋
1在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝,钢筋伸入洞
口每侧长度不应小于600mm
2在楼盖标咼以上,屋盖标咼以下的第二或第二道灰
缝,和靠近墙顶的部位;
3灰缝钢筋的间距不大于600mm
灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小
于600mm
灰缝钢筋宜采用小螺纹钢筋焊接网片,网片的纵向钢
筋不小于25,横筋间距不宜大于200mm
对均匀配筋时含钢率不少于0.05% ;局部截面配筋,
如底、顶层窗洞上下不小于38;
灰缝钢筋宜通长设臵,当不便通长设臵时,允许搭接,
搭接长度不应小于300mm
8灰缝钢筋两端应锚入相交墙或转角墙中,锚固长度不
应小于300mm
9灰缝钢筋应埋入砂浆中,灰缝钢筋砂浆保护层,上下
不小于3mm外侧小于15mm灰缝钢筋宜进行防腐处理;
10当利用灰缝钢筋作砌体抗剪钢筋时,其配筋量应按计算确定,其搭接和锚固长度尚不应小于75d和300mm
11不配筋的外叶墙应设控制缝,控制缝间距不宜大于
6 m;
12设臵灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。

423在建筑物墙体中设臵配筋带
1.在楼盖处和屋盖处;
2.墙体的顶部;
3.窗台的下部;
4.配筋带的间距不应大于2400mn,也不宜小于800mn;
5.配筋带的钢筋,对190mm厚墙,不应小于2巾12,
对250〜300mm厚墙不应小于2巾16,当配筋带作为过梁时,
其配筋应按计算确定;
6. 配筋带钢筋宜通长设臵,当不能通长设臵时,允许
搭接,搭接长度不应小于45d和600mm
7. 配筋带钢筋应弯入转角墙处锚固,锚固长度不应小
于35d 和400mm
8. 当配筋带仅用于控制墙体裂缝时,宜在控制缝处断
开,当设计考虑需要通过控制缝时,宜在该处的配筋带表面
作成虚缝,以控制可预料的裂缝位臵;
9.对地震设防裂度》7度的地区,配筋带的截面不应
小于190mm< 200mm配筋不应小于410;
10.设臵配筋带的房屋的控制缝的间距不宜大于30m;
4.3也可根据建筑物的具体情况,如场地土及地震设防
裂度、基础结构布臵型式、建筑物平面、外形等,综合采用
匕术抗裂措施。

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