砌体结构中砌筑构件开裂的机理与规律

【关键词】机理；规律；裂缝；砌筑构件；砌体结构

由于砌体结构中砌筑构件有着它自身的硬化规律，故而会出现裂缝，本文就这种裂缝的发生发展提出它的规律性，供从业者与房产主们正确了解构件开裂事故的客观性，并能在购房时正确选择房屋的建筑与结构参数、户型与方位，从而规避房屋的缺陷。

砌体结构中的砌筑构件常见于墙体、砖柱、门窗过梁与拱券等，砌体结构的砌筑构件发生开裂的原因有二：一是在荷载作用下的开裂，另一类是非荷载及作用下的开裂。以下将分类进行介绍。

结构的受力大致可以分成受拉、压、弯、剪、扭几个类型，可能处在其中一种状态，更多的时候是处于复合受力状态。

砌体结构受拉破坏的情况主要发生在圆形储物构件，如地上、下水工园罐式的泵站、液体园形储仓等。裂缝使圆罐壁厚全断面开裂，有的是一条竖直的缝（多因砌筑砂浆强度较高，块材被拉裂或裂缝较细小，构件外面有面层抹灰，没有直接看到砌体块材时）；也有的呈锯齿形，沿块材砌筑的水平与碰头缝开裂（属砌筑块材的强度较高，砂浆强度较低）。

砌体结构受压破坏的情况主要发生在砌筑柱子构件，当柱上的荷载超出柱子的抗压能力时便会使柱子产生竖向裂缝而破坏。

砌体结构受弯破坏的情况主要发生在用块材砌筑的过梁（平拱），荷载较大时会在梁的跨中下部出现竖向裂缝，如果更大时则会出现垂直主拉应力方向的八字斜裂缝。另一种情况是柱子、筒状体或墙体出现偏心距较大的情况，会在构件距荷载作用点远端部位出现水平的横裂缝。

砌体结构受剪破坏的情况主要发生在砌体结构作为挡土墙使用的情况下，此时会沿某一软弱的断面被推剪开裂。另外，洞口上方的拱券在券脚处会出现水平裂缝，针对这种情况，常在边跨处做一个飞拱或一段纵墙，用以抵抗券脚处的水平推力。

砌体结构受挤压破坏的情况主要发生在混凝土梁的下部，即在集中荷载的下面，该荷载会将墙体压出正八字形对称的裂缝来。

砌体结构在非荷载及作用下的开裂，大致有这样几种情况：

1 当地基出现不均匀沉降时，建筑物的基础随之变形而破坏，导致砌体出现裂缝。开裂部位一般发生在建筑物的底层，严重的会向上部延展，一般情况下裂缝都是斜向的；如果是建筑物的中部地基发生沉降，墙体会出现成对的正八字形的斜裂缝；如果沉降发生在建筑物的一边外侧，裂缝将是倒八字形的斜裂缝，沉降变形的地基点在建筑物的平面以外；如果建筑物的某段处于地基变形的部分内，那么裂缝也可能是竖向的，将建筑分裂成两半。

如何判断事故肇事点的位置呢？可以沿裂缝处做一法线，取其指向地基的方向与地基交汇点就是发生变形的肇事点。

造成地基变形的原因有：

1.1 出现软弱地基下卧层。由于地质勘察的方案违反国家规范的要求（场区没有进行勘察或者探测点稀疏，探孔的深度不够，地基土的工程力学性质报告不详尽等）报告的质量不合格。

1.2 原建筑物的基础下出现后来的附加应力。一般情况下是新建的建筑物与原建筑物的基础净距不够，对原建筑地基产生附加应力，使原建筑物基础变形加大。

1.3 湿陷性黄土地区建筑物的勘察、设计、施工、使用过程中出现了问题。勘察报告上没有说明地基土的湿陷性，导致设计、施工以及以后使用维修的错误，如设计上没有考虑对上下水的特殊要求（如过墙管道上预留沉降量，下水窨井必须防渗漏，雨水必须有组织排放，建筑物外侧的地面硬化等等）；施工时没有注意到严格防范水的灾害，特别是在雨季施工时；使用过程中没有严格排查维修可能出现的水对建筑物地基造成的破坏，如落水管的冻坏，下水道的锈蚀渗漏等。

1.4 基础平面因受力不平衡的破坏。有时设计楼房平面为了采光与朝向要求，或者建设方的喜好，把多个单元采取错位呈阶梯状布置，而基础（特别是筏板式基础）处却没有断开，这就出现了基础平面重心错位而产生的扭转力，导致基础连接处受扭撕裂，从而导致上部砌体的破坏。主要是底层单元远端的窗口处出现斜裂缝。

1.5 地基的冻胀。对于跨年施工的基础部分，要认真防止地基土的冻结，以及地面雪水、雨水渗下对地基的冻胀作用；另外，特殊地基土的区域（如膨胀土区域）随季节的变化也会使基础上面出现开裂。

2 在砖混结构中由于温度应力的作用，两种结构材料的线膨胀系数的差异（混凝土的线膨胀系数α=1.0*10-5m/(m.k)，而粘土砖砌体的线膨胀系数α=0.5*10-5m/(m.k) ）。当构件受热膨胀时，在两者的结合面上就会出现相对错动的剪应力，这种裂缝多发生在建筑物的顶层；但是如果处在昼夜温差较大的地区，裂缝将向下发展两三层。

如果结合面的砂浆强度较低，裂缝就会在结合面处（一般是圈梁与砌体之间的水平缝）；如果砂浆强度较高，两者结合得比较牢固，混凝土构件就会带着砌体一起向建筑物的远端(允许延展的自由端)膨胀，这样的话，在砌体不同的墙置上，会出现不同的开裂裂缝。

3 墙体为块材的砌体中，由于材料的收缩而出现的裂缝。裂缝处在抹灰装饰面上，表面看是一条竖向裂缝，当打开墙体装饰面层后，则呈现沿砌筑灰浆开裂的阶梯形或是锯齿形裂缝。墙体收缩的原因有两个方面，一个是块材施工时没有按照国家规范规程规定的堆放陈化，使块材尽量的完成自身的收缩量，违规上墙；另一种原因是地方实验室没有按照《砌体设计规范》的强度附表的附注，即要用该种块材做试模的底配置砂浆。现在由于国家规范已将砂浆强度试块的试模改用为带底试模，因此就可以避免这种情况的发生。

另外还有一种材料界面的干燥裂缝，即在粘土砖砌体中过梁的端头。这个地方是混凝土过梁与大约三块砖高的碰头缝，碰头缝的通病就是打灰不饱满，一经风干，面层的装饰抹灰就会开裂。

第三种情况是在砌块作为填充墙时，块材与混凝土边框间发生的收缩裂缝。如果块材在砌筑时湿水过大（一般都是为防止砌筑砂浆操作时失水变稠而将块材洇水过大，这和粘土砖洇水是不一样的），在干燥收缩时界面处就会出现裂缝。

4 外界振动造成的砌体开裂。砌体有时会受到外界某一振动源（如开山采石，路、沟、渠施工，冶炼淬渣等）的振动而出现开裂，主要发生在砌筑结构的端部构件（如山墙檐口）、突出屋顶的高耸构件（如烟筒）等部位。

以上就砌体结构中的砌筑构件常见的裂缝形式进行了归纳与总结，站在受力与变形两个角度对各种裂缝的外观形式、成因经过以及预防措施做了较为详尽的阐述，以期达到最大限度地避免开裂事故发生的目标。

作者简介：

孙慧斌，（1981-），女，河北省石家庄市人，北京智友兴筑科技咨询有限责任公司助理工程师，设计师，工学学士。

谢中华，（1979-），男，河北省石家庄市人，北京智友兴筑科技咨询有限责任公司助理工程师，设计师，工学学士。