彭大慶

云南官房建筑集團(tuán)股份有限公司

1 引言

近年來，混凝土小型砌塊作為新型墻體材料，由于諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為替代傳統(tǒng)的粘土磚的最常用墻體材料。然而，自從混凝土小型砌塊在云南成為主流墻體材料后，與其相關(guān)的質(zhì)量問題也日趨明顯，其中最大的當(dāng)數(shù)砌體結(jié)構(gòu)裂縫。砌體結(jié)構(gòu)裂縫作為容易檢測到的質(zhì)量問題，受到社會各界的普遍關(guān)注，不但會造成使用功能受損及觀感，更會引發(fā)安全隱患，甚至發(fā)展為工程質(zhì)量事故。因此，工程建設(shè)項(xiàng)目各方也越來越重視在工程前期、施工過程和使用過程中對關(guān)于砌體結(jié)構(gòu)裂縫防治措施的探索。

2 常見砌體結(jié)構(gòu)裂縫形式和成因

混凝土小型砌塊與燒結(jié)磚相比，力學(xué)性能有明顯差異。在相同砌塊和砂漿強(qiáng)度等級下，小型砌塊抗壓強(qiáng)度要比燒結(jié)磚高很多。在砂漿強(qiáng)度相同時(shí)，小型混凝土砌塊抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度較小，其彎拉強(qiáng)度為普通燒結(jié)磚的30%～50%、抗剪強(qiáng)度為50%至55%。所以，同受力狀態(tài)況下，小型混凝土砌塊對拉力和剪力的抵抗能力要差很多，所以更容易導(dǎo)致砌體墻開裂。

因砌體材料收縮、溫濕度變化、地基沉降和直接承受荷載作用等，導(dǎo)致墻體開裂，其裂縫的形式和成因較為復(fù)雜。直接承受荷載，導(dǎo)致的墻體裂縫稱為受力裂縫；而由于溫度和濕度變化、以及材料收縮、地基不均勻沉降等引起的裂縫稱非受力裂縫，也稱變形裂縫。而在墻體砌筑產(chǎn)生的裂縫中變形裂縫占比最高，其中又以溫度裂縫尤為突出。變形裂縫影響較大，產(chǎn)生原因復(fù)雜，因此，下文中針對砌體結(jié)構(gòu)變形裂縫做一些分析。

2.1 溫度變形

2.1.1 溫度裂縫常見形式

溫度變形引起的裂縫多發(fā)生頂層內(nèi)外墻墻面上，出現(xiàn)的位置一般在窗臺壓頂下方，順窗邊兩個(gè)下角方向開正“八”字形斜裂縫、山墻上段內(nèi)外斜裂縫、轉(zhuǎn)角處裂縫、水平裂縫往往出現(xiàn)在頂層或頂層圈梁以下砌體灰縫中。砌體結(jié)構(gòu)早期裂縫的產(chǎn)生是由于外界及施工環(huán)境溫度的變化引起的，特別是經(jīng)過一整個(gè)夏季和冬季之后，裂縫發(fā)展才會逐漸穩(wěn)定下來,一般來說溫度的升降會影響裂縫的寬度。溫度裂縫有一定的規(guī)律，一般表現(xiàn)為兩端、頂層和朝陽面重，中間、低層以及背陰面輕。

2.1.2 溫度裂縫產(chǎn)生機(jī)理

磚砌體的線膨脹系數(shù)比混凝土小很多，外界溫度升高，混凝土和砌體的變形差異大，兩種間的約束應(yīng)力使樓板受壓，砌體墻受拉、受剪。這種在約束力下，由于溫度變形產(chǎn)生的溫度應(yīng)力增大到一定限值時(shí),墻體就會出現(xiàn)溫度裂縫。夏季在陽光長時(shí)間的照射下，混凝土砌塊墻體與混凝土屋蓋間存在溫差現(xiàn)象。屋面和頂層外墻平均最高溫度分別是40℃和30℃及以上，兩者間的溫差在10℃以上，這樣的情形造成了墻體裂縫的出現(xiàn)。

2.2 收縮變形

2.2.1 收縮裂縫常見形式

由砌塊制作原材料的收縮而引發(fā)的墻體開裂現(xiàn)象，在砌體工程中比較普遍。內(nèi)外墻、建筑物各樓層均有可能出現(xiàn)。收縮導(dǎo)致的建筑物裂縫常出現(xiàn)的部位以及開裂形式有以下四種：（1）內(nèi)外墻墻體中間梯形裂；（2）沿砌體灰縫周邊開裂；（3）外墻窗洞口下墻面豎向裂；（4）大面砌體墻出現(xiàn)的豎向及水平裂。收縮裂縫一般發(fā)生在低樓層，部分大面砌體墻中間的豎向裂縫可由底層一直到三、四層的高度。收縮裂縫很細(xì)的絲狀呈現(xiàn)出來，分布在墻體的灰縫里，清水墻面通常肉眼很難發(fā)現(xiàn)，但是現(xiàn)在的填充墻設(shè)有抹灰層，一旦裂縫將抹灰層拉開，就很容易顯現(xiàn)出來，裂縫寬度并不大，分布均勻。

2.2.2 收縮裂縫產(chǎn)生機(jī)理

燒結(jié)磚隨含水率的增加而膨脹。在含水率降低時(shí)磚不會收縮。燒結(jié)磚的原材料的種類和燒制溫度決定了磚的含水量大小。燒制成型的磚出窯時(shí)尺寸最小，后續(xù)置于堆放地?cái)R置期間受外界濕度影響含水率增加，燒結(jié)磚隨之膨脹，開始幾周膨脹量是最大的，而后以很低的速率可持續(xù)幾年之久。混凝土砌塊在成型硬化過程中逐漸失水收縮，因材料和成型質(zhì)量差異收縮量也不同，收縮率是在逐漸減小的。砌塊成型28天后在自然條件下，收縮已穩(wěn)定，干縮率維持在0.03%～0.035%之間，含水率在50%～60%左右。砌筑上墻后含水量會降到10%左右，干縮率維持在0.018%～0.07%之間，干縮穩(wěn)定。此時(shí)若砌塊再次受潮必將導(dǎo)致二次干縮（第二干縮）。第二干縮的穩(wěn)定時(shí)間一般在15天左右，且收縮率約為一次干縮的80%左右。塊材的抗拉強(qiáng)度或塊材與砂漿之間的抗彎強(qiáng)度小于砌塊受到約束收縮引起的拉應(yīng)力時(shí)，導(dǎo)致墻體產(chǎn)生收縮裂縫。

2.3 地基變形

2.3.1 沉降裂縫常見形式

地基沉降導(dǎo)致的裂縫隨時(shí)間的推進(jìn)長期處于變化狀態(tài)，裂縫較寬，可達(dá)數(shù)厘米，其形態(tài)多種多樣，但以45°角裂縫和斜向裂縫出現(xiàn)頻率最高。沉降裂縫多發(fā)生于房屋的中間部位。

2.3.2 沉降裂縫產(chǎn)生機(jī)理

（1）墻體45°角裂縫。由于建筑物平面形狀復(fù)雜、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)交錯(cuò)重疊部位較多、地基土質(zhì)差異等影響，引起地基不均勻沉降，導(dǎo)致沉降大的砌體與沉降小的砌體間產(chǎn)生相對位移，使砌體中產(chǎn)生附加拉力或剪力，當(dāng)這樣的附加內(nèi)力超過砌體強(qiáng)度時(shí)，墻體產(chǎn)生裂縫。此類裂縫多出現(xiàn)于縱墻上，而橫墻少見，裂縫的明顯特征是與地面呈45°左右夾角，上寬下窄斜縫朝向凹陷處（沉降大的部位）。（2）墻體斜向裂縫。建筑物地基基礎(chǔ)的中間換填了砂石，或遇地基土質(zhì)軟硬不均、上部荷載又相差過大，端部沉降大于中間，形成負(fù)彎距，主拉應(yīng)力引起墻體的出現(xiàn)斜向裂縫。

2.3.3 影響地基沉降裂縫因素

房屋地基、基礎(chǔ)的變形類型與土體、房屋建筑的剛度和平面形狀以及建筑材料變形指標(biāo)等有關(guān)。

（1）建筑物的變形由很多因素影響，沉降、水平位移、溫度、濕度變化等均能導(dǎo)致建筑物變形，無論是哪種形式的變形，其變形速率是重要影響因素。緩慢變形一般不會導(dǎo)致房屋建筑的變形破壞，其最重要的原因就是建筑材料的變形是在一段時(shí)間內(nèi)緩慢持續(xù)變化，而且變形速度逐漸減慢，內(nèi)應(yīng)力也隨之松弛。（2）外觀造型復(fù)雜的房建項(xiàng)目，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)也同樣交錯(cuò)密集，在基礎(chǔ)縱橫向交界處附加應(yīng)力重疊，地基沉降量增大。造型復(fù)雜的房屋本身的整體性差和剛度不均，因地基沉降量增大而產(chǎn)生的不均勻沉降，砌體更容易開裂。所以，當(dāng)?shù)鼗鶙l件不理想時(shí)，應(yīng)在滿足使用功能的前提下，將建筑物平面形狀簡單化。

3 砌體結(jié)構(gòu)裂縫的防治措施

從根本上杜絕砌體結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生較為困難，且易造成工程上的浪費(fèi)，但是通過設(shè)計(jì)和施工方面采取一些措施是可以在很大程度上預(yù)防和減輕砌體結(jié)構(gòu)裂縫的。

3.1 溫度裂縫的防治措施

（1）砌體結(jié)構(gòu)施工時(shí)，應(yīng)按照砌體施工規(guī)程要求進(jìn)行，注意上墻砌體的砌塊含水率，對提高墻體抗剪和抗拉強(qiáng)度作用很大;（2）設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮在建筑物的現(xiàn)澆混凝土屋面層設(shè)置保溫層或隔熱層;（3）在屋面設(shè)置變形縫,變形縫的間距應(yīng)滿足現(xiàn)行《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，不宜大于20m；（4）混凝土挑檐長度超過12 m時(shí),宜沿縱向設(shè)置分隔縫,縫寬不小于20mm，縫內(nèi)應(yīng)用防水柔性材料嵌填；（5）在非地震區(qū)的建筑物,宜在屋面層設(shè)圈梁，梁寬與墻寬一致。不便設(shè)置圈梁時(shí),可在屋面層外墻砌體內(nèi),配置規(guī)格不小于墻體內(nèi)拉墻筋的轉(zhuǎn)角加強(qiáng)筋。

3.2 收縮裂縫的防治措施

（1）砌體施工應(yīng)按照相關(guān)圖集規(guī)定設(shè)置構(gòu)造梁柱,所有的墻轉(zhuǎn)角處都應(yīng)設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱，或當(dāng)墻長超過5m 時(shí)，墻中也應(yīng)設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱;墻高超過3m時(shí),還應(yīng)在墻中部設(shè)置鋼筋混凝土腰梁；（2）控制砌塊齡期達(dá)28d 后才能用于砌筑施工；（3）對各種砌塊施工含水率的控制。各類砌塊材料特別是混凝土小型砌塊在生產(chǎn)過程、成型入庫、貨運(yùn)、交付施工現(xiàn)場收料堆放等環(huán)節(jié)都要防止砌塊受潮,若遇雨季進(jìn)程施工砌塊和已砌筑墻體的防雨措施更為重要。施工前1d～2d 對砌塊灑水濕潤，含水以侵入表層8mm～10mm深為宜。

3.3 沉降裂縫的防治措施

（1）建筑物造型以簡單為宜，且盡可能減輕建筑自重；（2）應(yīng)考慮將沉降縫設(shè)置在建筑物平面的轉(zhuǎn)折部位、建筑的高度和荷載差異較大處、過長建筑物的適當(dāng)部位、建筑基礎(chǔ)類型不同交界處等；（3）設(shè)計(jì)加強(qiáng)建筑物的剛度和強(qiáng)度，如：設(shè)置連通閉合的圈梁、增加構(gòu)造柱、縱橫墻設(shè)置合理、盡可能選用整體性好、剛度大基礎(chǔ)形式；（4）采用較大的基礎(chǔ)底面積，降低基底附加應(yīng)力，減少地基的沉降與不均勻沉降。

4 結(jié)束語

針對砌體結(jié)構(gòu)裂縫，尤其是以新型砌塊為主的砌體結(jié)構(gòu)裂縫，要從原理上了解裂縫成因及機(jī)理，通過設(shè)計(jì)和施工采用新型建筑材料對砌體結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行有效預(yù)防和控制。但就云南建筑市場來說，很多地區(qū)還不能一步到位的推行全依靠新型建筑材料來對砌體結(jié)構(gòu)裂縫做很好的防治，只有改進(jìn)、優(yōu)化現(xiàn)有施工技術(shù)，達(dá)到控制砌體結(jié)構(gòu)裂縫的目的。