淺析磚混結構墻體開裂的原因及其預防

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　　目前，在一般民用建筑中，磚混結構房屋因其造價相對較低，且具有較好的隔熱、隔音性能，仍被廣泛采用。但其砌體強度較小，結構自重大，砂漿和磚石之間的粘結力較差，抗拉、抗彎和抗剪強度較低，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，嚴重者降低建筑結構的承載力、剛度、穩(wěn)定和整體性、耐久性，甚至還會導致整體倒塌的重大質(zhì)量事故。因此，正確分析原因、切實加以防治十分必要，十分迫切。造成磚混結構砌體開裂的原因很多，但其主要原因有兩點：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構墻體開裂談一些看法。

　　一、溫度變化引起墻體開裂的原因剖析

　　當溫度變化時，由于材料熱脹冷縮，房屋各部分構件將產(chǎn)生各自不同的變形，引起彼此制約而產(chǎn)生應力。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；當屋蓋和墻體之間構造處理不當，會使墻體受拉，當其剪力和拉應力大于砌體的抗剪抗拉強度時，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，且顯對稱性，但有時僅一端有，輕微者僅在兩端1～2個開間內(nèi)出現(xiàn)，嚴重者會發(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。此類型縫對那種剛性屋面平屋頂、未設變形縫、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，如砌體砂漿標號太低，在以往的設計中只考慮砌體的抗壓強度，砂漿標號越到上層越低。另外，當房屋越高，溫度變化時變形越大，墻體開裂情況越嚴重。

　　二、溫度變化引起墻體開裂的預防

　　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：

　　1.適當調(diào)整溫度伸縮縫間距。設計規(guī)范《砌體結構設計規(guī)范》GB50003-2001中對有保溫層或隔熱層的屋樓蓋規(guī)定每50米設一道伸縮縫，無保溫層或隔熱層的屋蓋規(guī)定每40米設一道伸縮縫，這個規(guī)定是從整體結構考慮的，但對溫差較大且溫度變化頻繁地區(qū)和嚴寒地區(qū)的房屋及構筑物不適用，特別對于冬天有嚴寒，夏天有酷暑的地區(qū)，伸縮縫的最大間距除應滿足《砌體結構設計規(guī)范》GB50003-2001中的規(guī)定外，伸縮縫的間距不宜大于30m.

　　2.當房屋的屋蓋和樓板不在同一標高時，如錯層房屋，應在錯層處縱橫墻相交點設置鋼筋混凝土構造柱并設雙道圈梁與構造柱相連，以幫助墻體抵抗拉剪應力。

　　3.適當加大屋面層圈梁和房屋四角構造柱的配筋和提高頂層砌體的砂漿標號。

　　4.當有女兒墻時，女兒墻的抗風構造柱應與樓層的構造柱上下連通。

　　5.在建筑物的兩端的1～2個開間內(nèi)或總長1/4范圍內(nèi)的屋面板底設置滑動支座，讓其自由伸縮。

　　6.做好屋面保溫隔熱層，這是最關鍵的一點。傳統(tǒng)的做法是設一道架空隔熱板，但效果不理想，筆者建議采用種植屋面和儲水屋面，或者使屋面做成太陽能集熱器，把太陽能轉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。

　　三、基礎不均勻沉降引起墻體開裂的原因剖析

　　磚混結構房屋墻體開裂的另一個主要原因是建筑工程基礎不均勻沉降引起建筑物橫向不規(guī)則變形，當建筑物的主體剛度較差，基礎不足以調(diào)整因沉降差而產(chǎn)生應力時，便會使磚砌體的薄弱部位產(chǎn)生不同程度的拉應力和剪應力，當砌體的抗拉抗剪強度不足以抵抗變形應力時，墻體便會產(chǎn)生裂逢，基礎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，且首先在窗對角突破。反之，當兩端沉降過大，則形成的兩端由下往上的倒“八”字縫，也首先在窗對角突破，還可在底層中部窗臺處突破形成由上至下豎縫。當某一端下沉過大時，則在某端形成沉降端高的斜裂縫。當縱橫墻交點處沉降過大，則在窗臺下角形成上寬下窄的豎縫，有時還有沿窗臺下角的水平縫。當外縱墻呈凹凸形時，由于一側的不均勻沉降，還可導致在此處產(chǎn)生水平推力而組成力偶，從而導致此交接處的豎縫。引起基礎不均勻沉降的原因主要有如下幾點：

　　1.房屋建于土質(zhì)差別較大的地基上；

　　2.建筑物基礎深淺不一；

　　3.房屋相鄰部分的高度、荷重、結構剛度差別較大及基礎處理不當造成不均勻沉降；

　　4.建于軟弱土質(zhì)上，如在淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土上，即使上部結構均勻，但由于壓縮模量較小，強度較低，變形較大，因荷載差異也會引起不均勻沉降；

　　5.建筑物平面形狀復雜，立面變化過大，長度過大等，也會產(chǎn)生不均勻沉降。

　　四、基礎不均勻沉降引起的裂縫預防

　　根據(jù)以上原因，在建筑設計和施工過程中，應結合地基基礎的具體情況，做好以下預防措施：

　　1.當房屋建于土質(zhì)差別較大的地基上，或房屋相鄰部分的高度、荷重、結構剛度、地基基礎的處理方法等有顯著差別時，應在差異部位設置沉降縫，將其劃分成剛度較好、長度變化較小的幾個單元，可以減少因基礎不均勻沉降在樣體內(nèi)引起的應力，避免墻體裂縫。規(guī)范規(guī)定《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2002的沉降縫寬度一般應大于5厘米，為避免上部結構在地基沉降后相互頂撞，房屋較高時應加寬，最大可達12厘米以上。

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

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

　　4.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。

　　5.對于地基持力層不均勻的建筑物，應根據(jù)實際情況，將局部基礎適當加深或加寬，或局部設計成板帶基礎，降低基底應力，盡量達到地基均勻沉降。

　　6.在施工過程中應盡量避免對地基土的擾動，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而引起局部下沉。

　　7.設計時嚴格按規(guī)范設置構造柱和圈梁，必要時可增加圈梁道數(shù)，以增加上部結構的剛度，當建筑物屋層較高且大時，在窗頂增設一道圈梁，效果更好。

　　總之，在房屋建設中，除施工時嚴格按設計和規(guī)范操作外，設計人員還應根據(jù)建筑物的特點、當?shù)氐牡刭|(zhì)條件和氣候特征等做好設計工作，嚴把設計關，就一定能夠降低和防止磚混結構墻體開裂的現(xiàn)象發(fā)生。