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砌体常见裂缝的分析与预防
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内容提示：工程实践中发现大量砌体结构出现裂缝，轻者影响美观，重者影响使用；因此对已开裂的砌体结构如何进行加固与处理显得非常迫切。本文针对砌体开裂提出了一些预防加固措施，同时也为施工和设计人员今后预防砌体开裂积累一些有益的经验。
前言 砌体出现裂缝是非常普遍的质量事故之一。砌体轻微细小裂缝影响外观和使用功能，严重的裂缝可能影响砌体的承载力，甚至引起倒塌。在很多情况下裂缝的发生与发展往往是重大事故的先兆，对此必须认真分析，妥善处理。砌体中发生裂缝的原因主要有：地基不均匀沉降，地基不均匀冻胀，温度变化引起的伸缩，建筑材料使用不当及建筑构造处理不合理等。（参考《建筑中文网》）
1.地基不均匀沉降引起的裂缝
1.1原因分析 地基发生不均匀沉降后，沉降大的部分砌体与沉降小的部分砌体产生相对位移，从而使砌体中产生附加的拉力或剪力，当这种附加内力超过砌体的强度时，砌体中便产生裂缝。这种裂缝往往与地面成45°左右夹角，上宽下窄，斜缝朝向凹陷处（沉陷大的部位）。
1.2预防措施 预防地基不均匀沉降引起的裂缝主要措施有：
1.2.1 合理设置沉降缝。在房屋体型复杂，特别是高度相差大时，应设沉降缝。沉降缝应从基础开始分开，且有足够的宽度，施工中应保持缝内清洁，防止碎砖、砂浆等东杂物体落入缝内。
1.2.2 加强上部结构的整体刚度，提高墙体的抗剪能力，使砌体可适应甚至调整地基的不均匀沉降。减少建筑物端部的门窗洞口，增大端部洞口到墙端的墙体宽度，加强圈梁布置，都可加强结构的整体性。
1.2.3 加强地基验槽工作，发现有不良地基应及时妥善处理，然后才可进行基础施工。
1.2.4 不宜将建筑物设置在不同刚度的地基上，如同一区段建筑，一部分用天然地基，一部分用桩基等。必须采用不同地基时，要妥善处理，进行必要的计算分析。
2.地基冻胀引起的裂缝
2.1原因分析 地基土上层温度降到0℃以下时，上部开始冻结，下部水由于毛细管作用不断上升在冻结层中形成冰晶，体积膨胀，使土体向上隆起。隆起的程度与冻结层厚度及地下水位高低有关，一般隆起可达几毫米至几十毫米，其折算冻胀力可达2--10Mpa，而且往往是不均匀的。建筑物的自重往往难以抗拒冻胀隆起的力，因而建筑物的某一局部就被顶了起来，和地基不均匀沉降类似地引起房屋开裂。
这类冻胀裂缝在寒冻地区的一、二层小型建筑物中很常见。设计人员对冻胀危害性认识不足，认为是小建筑，基础埋浅一点就可以了；或者施工人员素质欠佳，遇到冻土很坚硬，难以开挖，擅自抬高基础埋深，从而造成冻胀裂缝。此外，有些建筑物的附属结构，如门斗、台阶、花坛等往往设计或施工不够精心，埋深不够，常造成冻胀裂缝。
2.2预防措施
2.2.1 一定要将基础的埋置深度到冰冻线以下，不要因为是中小建筑或附属结构而把基础置于冰冻线以上。有时，设计人员对室内隔墙基础，因有采暖而未置于冰冻线以下，而在施工时或交付使用前就有冻胀的可能，那么应及时采取适当的预防措施。
2.2.2 当基础不能做到冰冻线以下时，应采取换土（换成非冻胀土）等措施消除土的冻胀。
2.2.3 用单独基础、基础梁承担墙体重量时，基础梁下面应留有一定的孔隙，以防止土的冻胀顶裂基础和砖墙。
3.温度变化引起的裂缝
3.1原因分析 热胀冷缩是绝大多数物体的基本物理性能，砌体也不例外。由于温度变化不均匀使砌体产生不均匀收缩，或者砌体的伸缩受到不均匀的约束，温度应力超过砌体强度，而引起砌体开裂。
常见的是砌体长度过长，砌体伸缩在上层大而在基础处小而引起开裂。故应按规范要求设置伸缩缝。
此外，由于混凝土屋盖，混凝土圈梁与砌体的温度膨胀系数不同在温度变化时会使墙体产生裂缝。
3.2预防措施
3.2.1 按照国家颁布的有关规定，根据建筑物的实际情况（如是否采暖，所处地点温度变化等）设置伸缩缝。
3.2.2 在施工中要保证伸缩缝的合理作法，使之能起作用。
3.2.3 屋面如为整浇混凝土、或虽为装配式屋面板，但其上有整浇混凝土面层，则要留好施工带，待一段时间再浇带中间混凝土，这样可避免混凝土收缩及两种材料因温度线胀系数不同而引起的协调变形，从而避免裂缝。
3.2.4 在屋面保温层施工的期间如遇高温季节，很容易因温度变化急剧而导致屋面开裂。故屋面施工最好避开高温季节。
3.2.5 遇有长的现浇屋面混凝土挑檐，可分段施工，预留伸缩缝，以避免混凝土伸缩对墙体的不良影响。
4.建筑材料使用不当
4.1原因分析 在南方地区对开裂砌体的统计分析证明，使用煤渣砖的砌体极易产生裂缝，主要原因是煤渣砖的原材料及生产工艺与普通粘土砖不同，其线膨胀系数与粘土砖亦不同。
4.2预防措施 对煤渣砖砌体裂缝只有在设计中选择其他材料的办法，结构构造上的防治措施，尚有待进一步研究。
5.构造措施处理不同
5.1原因分析 不少砌体结构由于墙体布置不当，构造柱设置不合理，梁垫设计不合理等造成砌体的开裂。
5.2预防措施 加强图纸设计审查
6.砌体裂缝处理与加固在砌体裂缝出现的原因分析清楚以后，则应按裂缝砌体的危害程度采用不同的加固补强措施。
6.1灌浆加固方法 当裂缝较细、缝数量较少、裂缝已基本稳定时，可采用灌浆加固方法。对灌浆加固的强度，必要时可做试验来检验。试验的方法是：用同样的材料做两个或四个试验砌体柱。分为两组，一组用压力机先压裂，再灌浆，然后对两组砌体柱做破坏试验进行对比，如灌浆补强的砌体与原砌体强度基本相同，则认为补强合格。根据以往的试验表明，灌浆后加固后的砌体可以达到甚至超过原砌体的强度。
灌浆用的材料有纯水泥浆、水泥砂浆，水玻璃砂浆或水泥石灰浆。在砌体修补中，多用纯水泥浆；因纯水泥浆的可灌性较好，可顺利地贯通外露的孔隙，对于宽度为3.0mm左右的裂缝可以灌实。实际裂缝宽度大于5.0mm时，可采用水泥砂浆。裂缝细小时，可采用压力灌浆。下面给出一些灌缝材料配合比（见表一），可供参考。表中稀浆一栏适用于0.3—1.0mm宽的裂缝；稠浆适用于1.0—5.0mm的裂缝；砂浆适用于宽度大于5.0mm的裂缝。
灌浆浆液配合比 表一
| 灰浆种类 | 水泥 | 水 | 砂 | 107胶 | 二元乳液 | 水玻璃 | 聚醋酸乙烯 | |
| 第一种配方 | 稀浆 稠浆 砂浆 | 1 1 1 | 0.9 0.6 0.6 | 0.2 0.2 0.2 | ||||
| 第二种配方 | 稀浆 稠浆 砂浆 | 1 1 1 | 0.9 0.6 0.6~0.7 | 0.2 0.15 0.15 | ||||
| 第三种配方 | 稀浆 稠浆 砂浆 | 1 1 1 | 0.9 0.7 0.6 | 0.01~0.02 0.01~.0.2 0.01 | ||||
| 第四种配方 | 稀浆 稠浆 砂浆 | 1 1 1 | 1.2 0.74 0.4~0.7 | 0.06 0.055 0.06 | ||||
以纯水泥浆补强为例，其施工顺序为：
步骤一 清理裂缝，使裂缝的通道贯通无堵塞；
步骤二 用加有促凝剂的1：2水泥砂浆嵌缝，以避免灌浆时，浆体外溢；
步骤三 用电钻或手锤在裂缝上端制成灌浆孔或灌浆嘴；
步骤四 用1：10的稀水泥浆冲洗裂缝一遍，并检查裂缝通道的流通情况，同时将裂缝周边的砌体浸湿；
步骤五 灌入3：7或2：8的纯水泥浆；
步骤六 将裂缝补强处局部养护。
采用压力灌浆的施工顺序与上述相仿，工艺流程如图所示。灌浆压力为0.2--0.25Mpa。
对于水平的通长裂缝，可沿裂缝钻孔，做成销键，以加强两边砌体的共同作用。销键直径25mm，间距250--300mm，深度应比墙厚小20--25mm。做完销键后再进行灌浆，灌浆方法同上。
6.2嵌补法 裂缝较宽但数量不多时，可在裂缝相交在灰缝中，用高标高砂浆和细钢筋填缝，也可用块体嵌补法，即在裂缝两端及中部用钢筋砼楔子或扒据加固。楔子或扒锯可与墙体等厚，或为墙体厚度的1/2或2/3。
6.3外部加固法 当裂缝较多时，可用局部钢筋网外抹水泥砂浆予以加固。钢筋网可用Φ6@100--300（双向）或Φ4@100～200。用混凝土楔子或膨胀螺栓固定于墙体上，楔子或螺栓间距500mm左右，呈梅花形布置。施工前墙体粉刷层应去除干净，抹水泥砂浆前应将砌体淋湿，抹水泥砂浆后应养护至少7天。
6.4增设钢拉杆法 墙体因受水平推力，不均匀沉降，温度变化引起伸缩等原因而发生外闪，墙体产生较大的裂缝或使外纵墙与内横墙拉结不良时，可用钢筋或型钢拉杆予以加固。如采用钢盘拉杆，宜通长拉结，并沿墙两边设置。较长的拉杆中间应加花兰螺丝，以便拧紧拉杆，拉杆接长时应采用焊接。露在墙外的拉杆或垫板螺帽，可适当作建筑处理。拉杆和垫板都要涂防锈漆。在拉结水平层处，可以增设外圈梁，以增强加固效果。钢筋的直径可采用如下：当一开间加一道拉杆时为2Φ16（房屋进深5—7m），2Φ18（房屋进深8～10 m）2Φ28（房屋进深11—14m）。其相应的垫板尺寸可按表二采用。
拉杆直径与钢垫板或型钢尺寸关系 表二
| 拉杆直径 | ф16 | φ18 | φ20 |
| 角钢垫板 槽钢垫板 钢垫板 | ë90×8 [100×48∟ 80×80×8∟ | ë100×10 [100×48 90×90×9 | ë125×10 [120×53 100×100×10 |
6.5增设圈梁法 墙体开裂比较严重，为了增加房屋的整体刚性，可以在房屋墙体一侧或两侧增设钢筋混凝土圈梁。圈梁的混凝土强度等级为C15～C20，截面至少120×180mm，配筋可采用4Φ10～4Φ14，箍筋Φ6@200～250，每隔1.5～2.5m应有牛腿（或螺栓，锚固件等）伸进墙内与墙拉结好，并承受圈梁自重，浇筑圈梁时应将墙面凿毛、淋水，以加强粘结。
6.6 对砌体过梁的裂缝，可采取增设钢筋2Φ16，填补高强度砂浆（M10以上），或增加钢筋混凝土过梁的方法。
结语 对开裂建筑进行加固处理必须经过认真分析引起裂缝的原因，根据各种加固方法对映不同建筑物进行加固处理。工程实践中，利用上述方法处理先锋机械厂冲压车间、机加车间、职工宿舍楼等工程的墙体裂缝均取得了较好的效果。
来源: 《建筑中文网》.原文网址：http://www.pipcn.com/research/200603/4175.htm
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