浅析砌体结构裂缝的形成及控制

浅析砌体结构裂缝的形成及控制

摘要：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，已成为国家行政主管部门，工程施工方及房屋开发商共同关注的课题。

关键词：砌体结构裂缝成因 控制措施

Abstract: along with the wall to the commercialization of housing, progress, people’s living environment and construction quality requirements of the improved, the building of the wall to crack control requirements more stringent. Due to the poor quality of the buildings, such as the wall crack, such as leakage of the lawsuit involving disputes or more and more, building the cracks of the residents have become a judge buildings safe very intuitive, sensitive and primary standards of quality. Therefore strengthen masonry structure, especially new material masonry structure anti-cracking measures, has become a national administrative department, engineering construction and housing developers subject of common concern.

Keywords: masonry structure crack causes control measures

中图分类号：O213.1文献标识码：A 文章编号：

一、砌体结构中温度裂缝的成因和控制措施

目前，裂缝是砌体结构质量中最重要也是最难处理的问题之一，当温度变化较大时，温差将使砌体产生应力和变形，进而引起建筑物的变形。据有关资料统计，几乎80％以上的裂缝是由于温度应力造成的，当应力变形超过砌体的正常使用极限时，砌体便会产生裂缝，温度裂缝一旦形成，无法自行恢复。由于砌体结构采用材料的抗压强度，其抗拉强度和抵抗变形的能力一般情况下不会直接引起建筑物的破坏，但会影响建筑物的正常使用，例如：墙体风化腐蚀、渗漏、抹灰层脱落和耐久性能的降低等，从而导致建筑物承载能力的降低、整体刚度的减小、抗震性能的降低等。因此，研究砌体结构温度应力下裂缝产生的原因及对温度应力实施预防是非常必要的。

1、温度裂缝的成因和种类

热胀冻缩，是各种物质的一个普遍物理物性，因此有各种建筑材料及构件其所形成的建筑物也不例外。在建筑中，各构件相互连接成一空间整体，混凝土和砌体之间的变形差异导致构件中产生温度应力，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。当外界温度升高时，使屋盖膨胀变形，进而引发墙体受拉、受剪。当约束条件下作用于构件的温度应力足够大时，超过砌体结构的抗拉或抗剪强度时就产生了裂缝，这就是温度裂缝产生的直接原因。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因，这些裂缝一般经过几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。

这类温度裂缝常发生在建筑物（特别是那些纵向较长的）混凝土平屋盖顶层两端内外纵墙上，门窗洞两边，以及砌体女儿墙根部。温度裂缝形态呈“八”字型或直线型，且显对称性，但有时又仅一端有。譬如混凝土平屋盖顶层两端内外纵墙上的“八”字缝。由于房屋两端为“自由端”，水平约束力较小；当屋面向两端热胀时，致使下部砌体出现正“八”字型缝，当冷缩时，就出现倒“八”字型缝。而在温度上升的时候由于混凝土的膨胀大于砌体，楼板的膨胀受砌体的约束，从而在女儿墙根部形成向外的剪应力；而气温下降时，对女儿墙根部形成向内的剪应力，周而服始，墙体根部水平裂缝就产生了。剪应力在墙体内的分布为两端附近较大、中间渐小、顶层大、下部小，所以温度裂缝也有明显的规律性，即两端重中间轻、顶层重往下轻、阳面重阴面轻。其种类有：

（1）、内外纵墙和根墙的“八”字形裂缝。这种裂缝多出现在每片墙体的端部，而且集中出现在门窗洞口的角部，呈“八”字形。当温度升高时，屋面板伸长比相应砖墙伸长大，使顶层墙体因屋面板的推力作用受拉和受剪。拉应力和剪应力的分布情况大体是：房屋平面中间为零，两端最大，因此墙体的两端部位大多出现“八”字形裂缝，屋面保温隔热层的质量越差，屋面板和墙体的相对位移越大，裂缝越明显。

（2）、窗台出现水平裂缝、斜裂缝。当房屋的长高比较大，而且室内空间比较宽敞高大的房屋，顶层外墙常在窗台部位出现水平裂缝，窗口出现对角斜裂缝。当温度升高后屋面板伸长对墙产生水平推力，使窗台部位的墙体内侧向外扩展，外墙在水平推力作用下发生侧向弯曲而导致开裂。

（3）、屋面板下面的外墙水平裂缝和外墙阳角的包角裂缝。这种裂缝出现在屋面板底部，顶层QL底部墙体，门过梁上部墙体，裂缝有时贯通墙厚。当升温时，屋面板对顶层QL及墙体产生推力，降温时，屋面板对墙体产生拉力，墙体抗拉强度不能抵抗水平剪力而导致墙体开裂。

2、砌体温度裂缝的特征

（1）、根据砌体材料的特征和砌体结构的特点，墙体裂缝是不可避免的，但是可以在材料、设计、施工等方面采取综合措施，有效地加以控制。

（2）、温度裂缝大多分布在顶层，一般楼层分布不多，出现的方式有：墙体水平缝、墙体斜缝和窗角缝。

（3）、温度裂缝的发展特征。大多数工程在主体竣工时即已出现温度裂缝，但由于未作粉刷与装修，一般不易被发现，大多数在工程竣工2～6个月内被发现，特别是经过夏、冬较大温差之后，但一个冬夏后又逐渐稳定。

3、温度裂缝控制措施

结合国内的实际情况，在设计、施工、材料等方面采取综合措施控制墙体温度裂缝，并提出如下建议：

（1）、建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》GB5003—2001第6.3.1条的规定外，宜在建筑物顶层墙体的适当部位设置控制缝，控制缝的间距宜控制在l0～15m.

（2）、屋盖上设置保温层或隔热层；以减少钢筋混凝土屋盖的温度，达到控制屋盖温度变形总量，减轻板（梁）、墙交接面变形裂缝灾害的目的。目前较多的做法是将屋面由平顶改成坡顶，并从建筑功能考虑，充分利用坡顶层，提高使用率，减少建设单位或开发商成本。

（3）、改进施工工艺与施工技术，组砌按规范接槎，砌筑砂浆必须饱满，加强墙体的整体性。顶层砌体及女儿墙砌筑砂浆强度等级不低于M5.

（4）、顶层砌体门、窗洞口加小构造柱、小圈梁，与建筑物构造柱、圈梁连接为整体，以改善应力集中现象，以强度、变形性能优于砌体的钢筋混凝土构件抵抗温度应力，减轻顶层端部门窗洞口开裂现象。

4、温度裂缝的治理措施

（1）、屋面设置保温层、隔热层，减小温度引起的结构变形；屋盖施工尽量做好保温层。

（2）、屋面、挑檐可采取分块预制，现浇时应沿构件长向留设伸缩缝，或在屋面与砖墙间（铺设沥青油毡）设置滑动面，以减少屋盖因温度的引起的伸缩带来墙体的变形。

（3）、对房屋较长、平面形状较复杂、构造和刚度不同的房屋，可每隔一定的距离将屋盖、楼盖、墙体或其他有关构件断开，形成若干个较小的单元，每个单元因温度变形和收缩产生的应力大大减小，从而防止裂缝的出现。

（4）、提高砌注砂浆的强度，施工时保证砌筑质量，在易开裂处设置水平钢筋承受拉力 。

（5）、对温度裂缝，不要忙于及早治理，等观察一个热胀冷缩周期，裂缝不再产生新的变化时再采取治理措施。鉴定裂缝是否稳定方法：可在裂缝内嵌

抹水泥浆或玻璃纸。形态完整无损，说明裂缝已基于稳定，不再有较大发展可能性。

（6）、当细小裂缝不影响使用时可不修补，当裂缝造成墙面渗水，可采用嵌补密封胶或水泥浆处理。

（7）、对于裂缝较多且穿墙，影响美观和正常使用给用户造成不安全感时。可在裂缝墙体两侧用4Ф6@200或Ф6@500钢筋网片，两侧网片用铁丝固定后，用水泥砂浆外部抹面处理。

砌体结构中墙体的温度裂缝是建筑工程质量中的多发病，虽然通常不会影响结构的安全，但影响建筑的美观、结构的耐久性。并且容易诱发商品房的纠纷。只要我们在设计和施工中重视这一现象，温度裂缝是可以控制的。

二、砌体结构中干缩裂缝的成因和控制措施

1、干缩裂缝的成因

烧结标准砖，包括其它材料的烧结制品，其干缩变形相对很小，变形完成比较快。标准砖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。砖中的含水量取决于原材料的种类和烧制温度范围，只要不使用新出窑且满足了龄期的砖，一般不考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。当砖从窑中取出时尺寸最小，然后随着含水率的增加而膨胀，即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。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。轻骨料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，当砌体暴露在潮湿的空气中它开始膨胀，在开始的几个星期内膨胀最大，膨胀会以很低的速率持续几年，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。

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。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。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，这种情况一般外墙裂缝较内墙严重。此外，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、干缩裂缝的预防、控制措施

（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柱、圈梁的构造措施。如墙体长度超过5m,可在中间设置钢筋混凝土构造柱;当墙体高度超过3m(120mm厚墙)或4ｍ(≥180mm厚墙)时,须在墙中腰处增设钢筋混凝土腰梁,或设置伸缩缝，。

（3）、正确掌握各种砌块使用时的含水率。砌体在生产储存期、运输、现场堆放等均要防止被水浸湿,雨季还应做好对砌块和砌体的遮盖。施工时,一般提前1～2ｄ洒水稍作湿润。砌块含水深度以表层8mm～10mm为宜。

三、砌体结构中由地基变形引起的裂缝

1、地基变形的成因

房屋下面的地基承受整幢房屋的荷载而产生压缩变形，房屋随之沉降。当地基土层不一致或土层一致而上部荷载不均匀时，结构物刚度差别悬殊时，地基就产生不同的压缩变形而形成不均匀沉降，使房屋的墙体中产生弯曲和剪切引起的附加应力。当差异沉降较大时，墙体内产生的拉应力将超过砌体的抗拉强度，墙体中会出现裂缝。地基、基础、建筑物构成了一个整体、共同工作，其内力和变形形态与土的性质、建筑物与地基的刚度、基础与建筑物的尺寸形状、材料的弹塑性、徐变等影响因素有关。

地基不均匀沉降裂缝的形态是多种多样的，有些裂缝随时间长期变化，裂缝宽度较宽，有时宽至数厘米。地基变形裂缝主要分为剪切裂缝和弯曲裂缝，常见的有八字裂缝和斜向裂缝，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。裂缝位置多数出现在房屋下部，少数可发展到2-3层；对等高的长条形房屋，裂缝大多出现在两端附近；其他形状的房屋，裂缝都在沉降变化剧烈处附近；一般都出现在纵墙上，横墙上较少见。当地基性质突变时，也可能在房屋顶部出现裂缝，并向下延伸，严重时可贯穿房屋全高。裂缝形态特征较长见的是斜裂缝，通过门窗口的洞口处裂缝较宽；其次是竖向裂缝，不论是房屋上部，或窗台下，或贯穿房屋全高的裂缝，其形状一般是上宽下细；水平裂缝较少见，有的出现在窗角，靠窗口一端裂缝较宽；有的水平裂缝是地基局部塌陷而造成的，缝宽往往较大。裂缝出现的时间大多数在房屋建成后不久，也有少数工程在施工期间明显开裂，严重的不能竣工。裂缝的发展变化随地基变形和时间增长增长裂缝加大加多。一般在地基变形稳定后裂缝不再变化，极个别的地基产生剪切破坏，裂缝发展导致建筑物倒塌。这种建筑物特征往往是房屋长而不高，且地基变形量大；房屋刚度差；房屋高度或荷载差异大，又不设沉降缝；地基浸水或软土地基

中地下水位降低；在房屋周围开挖土方或大量堆载；在已有建筑物附近新建高大建筑物。建筑物的变形用精确的测量手段测出沉降曲线，在该曲线曲率较大处出现的裂缝，可能是沉降裂缝。

2、防止地基沉降引起的裂缝，所采用的措施

（1）、建筑物的平面、体型尽量简化、力求简单；

（2）、合理设置沉降缝，在建筑物平面转折处、建筑高度荷载突变处、结构类型不同处以及地基土软硬交界处设置沉降缝；

（3）、减轻结构自重；

（4）、增强建筑物的刚度和强度，设置封闭圈梁和构造柱，特别是增强顶层和底层圈梁，合理布置纵横墙，采用整体性好、刚度大的基础形式，大跨度窗台采用钢筋混凝土窗台梁并根据规范要求在窗洞两侧增加构造柱等；

（5）、减小或调整基底的附加应力，改变基础地面尺寸，尽量简化基础受力，采用单一基础类型，使不同荷载的基础沉降量接近；

必须注意，在沉降缝内不能填塞材料，以免妨碍建筑物两侧各单元的自由移动，不少工程，虽然设置了沉降缝，但由于施工时不慎缝内被砖块或砂浆等杂物堵塞，往往失去沉降缝的作用。在寒冷地区，因保暖需要，可在缝的侧面充填保温材料，但必须保证墙体能自由沉降。

四、砌体结构中的其它裂缝

这些裂缝如不可遇见的由于地震引起的裂缝；施工洞预留不当造成的洞边缝；施工过程中的通缝；砌体砂浆不饱满、砌体上墙不浇水等形成的缝隙等。另设计上的疏忽、无针对性防裂措施、材料质量不合格、施工质量差、违反操作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，仍沿用标准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。为解决这种裂缝，一般多采用设置防振缝、后浇带的方法解决。

1、防震缝

为了提高房屋的抗震能力，避免或减轻破坏，在《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）中规定：多层砌体房屋结构有下列情况之一时，应设置防震缝，缝两侧均应设置墙体：

（1）房屋立面高差在6M以上；

（2）房屋有错层，且楼面高差较大；

（3）各部分结构刚度、质量截然不同时。

高层钢筋砼房屋当需要设置防震缝时，防震缝最小宽度应符合下列规定：

（1）框架结构房屋的防震缝宽度，当高度不超过15m时可采用70m；超过15m时，6度、7度、8度和9度相应每增加高度5m、4m、3m和2m，宜加宽20mm。

（2）框架-抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用⑴项规定的数值的70%，抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用（1）项规定的数值的50%；且均不小于70mm。

（3）防震缝两侧结构类型不同时，宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定缝宽。设置防震缝时，应将建筑物分隔成独立、规则的结构单元，防震缝两侧的上部结构应完全分开，防震缝与伸缩缝、沉降缝应综合考虑，协调布置伸缩缝、沉降缝应符合防震缝的要求。沉降缝的宽度尚应考虑基础内倾使缝宽减小后仍能满足防震缝的宽度。

2、后浇带

后浇带是指现浇整体钢筋砼结构中，在施工期间保留的临时性温度和收缩变形缝，着重解决钢筋砼结构在强度增长过程中因温度变化、砼收缩等产生的裂缝，以达到释放大部分变形，减小约束力，避免出现贯通裂缝。后浇带应设在对结构无严重影响的部位，即结构构件内力相对较小的位置，通常每隔30-40一道，缝宽70-100CM。一般在两部分砼浇灌后两周至一个月再用比原结构强度度5-10N/MM2的微膨水泥或无收缩水泥砼补浇成为连续、整体、无伸缩缝的结构。

应该指出，设置结构缝会增加造价，施工也不方便，因此，在确定房屋的造型和布置时，建筑设计和结构设计必须结合起来考虑结构缝的设置，尽可能不设或少设结构缝。

3、裂缝的预防及控制

产生裂缝的原因很复杂，很难修复，要以预防为主，预防的主要措施是：

（1）、设计时考虑周全，尽量排除动力源，还要按抗震规范要求设计并适当提高砌体砂浆标号；

（2）、施工图审查时，认真加仔细，对设计中不足提出补救措施；

（3）、施工过程中严格按照国家验收规范和施工图要求施工；

（4）、质量监督时严格按照国家验收规范和图纸把好材料和技术关，对施工中不符合要求的严令整改；

（5）、根据建筑物的具体情况，如场地土及地震设防裂度、基础结构布置型式、建筑物平面、外形等，综合采用上述抗裂措施。

总而言之，只要认真对待，墙体裂缝是可以预防的。

参考文献：

（1）苑振芳.关于砌体结构裂缝控制措施的建议.建筑结构,2000(8).

（2）配置灰缝钢筋砌体的裂缝控制，第10届国际砌体会议论文集，1994.