砌体裂缝的成因

时间:2022-10-10 10:10:01

砌体裂缝的成因

【摘要】一幢房屋出现的裂缝,主要取决于裂缝的性质及其危害性,对不断扩展的裂缝,而且可能导致建筑物垮塌的,还应采取应急防护措施。在进行处理时,还应从消除原因着手,充分考虑砌体裂缝多数是发展变化的,应重视其发展变化规律与影响因素,采用适当措施,防止再次开裂。由于各种因素的影响,砌体裂缝较普遍地存在于各类工程中。综合分析大量裂缝处理的经验和教训后,不难发现其明显的特点与难点。就技术性方面而言,砌体工程裂缝处理复杂,可能造成连琐反应等特点。由此又使得事故处理方法与处理时间的选择以及处理设计和施工等问题存在不少难点。

在工程实践中,不少人把出现的各种工程裂缝统称为事故,这是不妥当的。因为有些裂缝不仅不易避免,而且规范也允许,例如普通砼结构的受拉区出现宽度不大的裂缝等,只要不影响建筑物正常使用,不违反有关建筑功能要求,就不应算作质量事故。但是应该注意,有些裂缝开始往往只表现为一般的质量缺陷,而容易被忽视,随着建筑物的使用或时间的推移,裂缝逐步发展,待认识到问题的严重性时,则往往处理困难,或无法补救,甚至最终导致建筑物倒塌。因此,除了明显不会有严重后果的工程裂缝外,对其他的裂缝均应认真分析,进行必要的处理,并作出明确的结论。

【关键词】砌体裂缝;地基沉降;应力变化;成因;温度变形;干缩变形;温度;干缩

砌体裂缝的性质和原因

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,以上原因出现的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,二是干燥收缩裂缝(简称干缩裂缝),以及由温度和干缩共同产生的裂缝,还有荷载过大和截面过小导致的受力裂缝虽然不多见,但其危害性往往很严重,应引起我们的重视。

1 地基沉降

地基的不均匀沉降使墙体在挠曲作用下产生剪切,导致主拉应力过大而产生开裂。当桩基出现基础梁刚度不足时,会因桩基础的沉降大于基础梁的沉降,造成基础梁上拱而使墙体开裂。另外窗间墙与窗台下沉砌体沉降还会造成窗台下的裂缝。造成地基不均匀沉降的原因主要有:地基沉降差大、地基局部塌陷、地基冻胀、地基浸水、地下水位降低以及相邻建筑物的影响等。

2 应力变化

砌块砌体的一个特点是其抗压强度高而抗剪强度低。在有较大的集中荷载处或荷载变化处,砌体内部会产生较大的剪拉应力,最为明显的是当门、窗洞口处在45度应力传递范围内时,该处应力变为集中,形成常见的斜向裂缝或八字裂缝。

3 温度变形

建筑砌体、梁等随着温度变化而变形,而建筑物的特点使其各层面受温度变化制约差异很大。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。剪应力在墙体内的分布为两端附近较大,中间渐小,顶层大,下部小。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变化而略有变化。造成温度变形的主要原因有:a、因日照及气温变化,不同材料及不同结构部位的变形不一致,同时又存在较强大的约束。b、气温或环境温度温差太大。c、砖墙温度变形受地基约束。

4 干缩变形

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,只要不使用新出窖的砖,一般不要考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力,但对这类砌体在潮湿情况下会产生较大的温胀,而且这种温胀是不可逆的变形。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。如砼砌块的干缩率为0.3-0.5mm/m,它相当于25-40℃的温度变形。可见干缩变形的影响很大,轻骨料块体的干缩变形更大,干缩变形的特征是早期发展比较快,如砌块出窖后放置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裂缝包角裂缝;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。

5 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,面对非烧结类块体,如砌体、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一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。比如普通砼砌块的干缩是在一个相当长的时期内延续的,整个砌体处于徐变状态中,如果砼砌块在养护、运输、存放、砌筑等环节上产生疏忽,再加上砌块本身存在的质量问题,搬运中产生的内伤,砌筑时砂浆饱满度不够等因素,则反应在砌体上会产生呈发丝状分布的裂缝,边贯水平缝和墙角阶梯缝等现象。另外设计上的疏忽、无针对性防裂措施、结构荷载过大或砌体截面过小、材料质量低劣、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。

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