砌体结构墙体裂缝产生原因及预防措施分析

陶利荣

摘 要：砌体结构取材方便，经济合理，安全可靠，在建筑工程中应用非常广泛，具有悠久的建筑历史。但是由于砌体材料力学性能的局限性，即抗压强度高，抗拉强度较低，属于脆性材料，在墙体中出现裂缝是非常普遍的。轻微细小的裂缝影响美观和使用功能，贯穿、宽大的裂缝严重影响砌体的承载力，甚至引起房屋倒塌。分析砌体裂缝产生的原因和预防措施对工程建设具有重要的现实意义。引起砌体裂缝产生的原因非常复杂，主要原因有：地基不均匀沉降;地基冻胀和融沉;湿陷性黄土地基沉降;膨胀土地基变形;邻近建筑施工;温度变化产生的伸缩;混凝土楼板圈梁和砌体的收缩差异;砌体承载力不足。

关键词：砌体结构;裂缝;预防措施

中图分类号：TU364 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）02-0124-02

1地基不均匀沉降造成的裂缝

地基发生不均匀沉降，在砌体内部相对沉降大的部分和沉降小的部分之间产生相对位移，进而在砌体内部产生附加应力，表现为主拉应力和主压应力，当主拉应力超过砌体强度是，裂缝随即产生。裂缝的方向大致与主拉应力方向垂直，主拉应力指向沉降大的部位。

预防此类裂缝应根据造成地基不均匀沉降的原因来具体分析。常见的原因主要有：地基承载力和变形模量差异;建筑基础的形式和布置;建筑体型复杂或荷载差异较大;地基内存在局部软弱土层或暗塘、暗沟等引起差异沉降;基础承受荷载过大或加荷速率过快，引起较大沉降或不均匀沉降;大面积地面堆载或大面积填土。针对以上原因，可以采取的预防措施主要有：根据地质报告合理设计建筑地基基础;建筑体型复杂或荷载差异较大、地基承载力相差过大的应设置沉降缝，沉降缝应从基础断开，缝宽符合规范要求;采用现浇楼板，设置圈梁、基础梁等，加强建筑物的刚度和整体性，提高砌体的抗剪能力;加强施工质量管理，保证基础和主体的强度、刚度及整体性，认真检查验收地基子分部工程，发现不良地质及时处理;控制施工速率，避免加荷不均;在建筑物的施工期避免地面大面积堆载或填土。

2地基冻胀和融沉造成的裂缝

当地基上部温度降到零度以下时，冻胀性土体中的水分从地表开始冻结，下部地下水在毛细管作用下不断上升进入冻结层形成冰晶，其体积大约增加9%，抗压强度提高，压缩性减小，地基隆起，程度与温度、冻胀土厚度和地下水水位高低有关，温度越低，地下水位越高，冻结层越厚，隆起越大，冻胀力越大，并且是不均匀的，建筑物自重不足以抵抗，造成局部开裂。一般是在寒冷或严寒地区的一、二层小型建筑比较常见，表现为房屋四大角被顶起，墙体产生正八字形裂缝。当气温上升，冻胀土冻结层开始融化，体积缩小，土体流动性增加，地基下沉，引起房屋四角下落，墙体产生倒八字形裂缝。

预防冻融循环造成裂缝的首要措施是一定要将基础埋置在冰冻线以下，包括房屋的内墙和附属结构;基础实在不能做到冰冻线以下时，应采用非冻胀土进行换填，消除土体冻胀的隐患;当采用独立基础时，应用支撑于独立基础上的基础梁承担墙体荷载，基础梁与土体之间要预留空隙，防止基础梁和墙体被土体冻胀顶裂。

3湿陷性黄土地基沉降造成的裂缝

天然状态的湿陷性黄土具有较高的强度和变形模量，当受水浸湿后结构迅速破坏，强度、变形模量降低，压缩性增大，产生显著的附加沉降，造成墙体开裂。

防止此类裂缝的首要措施是做地基处理，消除地基的全部湿陷量或部分湿陷量;其次是防止地表水浸入地基，例如加大建筑物散水宽度，避免地基土发生湿陷;采用合理的建筑体型和布局，加强基础和上部结构的刚度，有效抵抗地基下沉造成的不良影响。

4膨胀土地基变形造成的裂缝

膨胀土的特点是吸水膨胀和失水收缩，产生显著的变形，其主要成分是强亲水性矿物，压缩性较低，吸水膨胀率高，对建筑结构危害较大。

预防措施主要是穿过膨胀土，将地基置于有足够承载力的非膨胀土上;由于膨胀土吸水膨胀、失水收缩沿深度是变化的，越往下变形越小，所以无法穿越膨胀土时，可以加大基础埋深，减小土体膨缩对上部结构的影响;如果膨胀土厚度不大，也可以采取换填的方式进行地基处理;采用桩基独立基础，穿过膨胀土层;采用宽散水，在地基中设置保湿帷幕和保湿暗沟等排水或保湿措施。

5邻近建筑施工造成的裂缝

邻近建筑施工会引起墙体开裂的施工方式很多，主要有：新建工程基坑施工，包括基坑支护和基坑降水;天然地基施工，开挖基槽，人工降低地下水;桩基施工，包括人工挖孔桩、钻孔灌注桩，有挤土效应或者振动效应的打入式预制桩;有振动效应的地基处理;地铁、地下管廊的施工等等，形式非常多。

邻近建筑施工对既有建筑的影响主要把握几点，一是地下水位的降低会在既有建筑的地基中产生附加应力，引起水平变形和竖向变形，产生不均匀沉降，造成既有建筑倾斜，墙体开裂;二是基坑、基槽开挖，人工挖孔桩、钻孔灌注桩和地鐵、地下管廊的施工会造成既有建筑地基的侧向变形和附加沉降;三是有振动效应的打入式预制桩或者地基处理应采取防止振动波传递给既有建筑的措施;四是打入有挤土效应的桩基时，应保证桩基与既有建筑的安全距离，无法满足时，应采用隔离措施。

为避免邻近工程的施工对既有建筑产生的影响，应查明既有建筑的结构和基础形式、结构状态、建成年代和使用情况等，根据邻近工程的结构类型、荷载大小、基础埋深、间隔距离以及地质情况等因素，分析可能产生的影响程度，提出相应的预防措施，编制施工方案。应在既有建筑上设置水平变形和竖向变形观测点。当水平或竖向变形速率超过规定时，应立即停止施工，分析原因，并采取相应的技术措施，对可能发生的工程事故，应制定应急处理预案。

6温度变化产生的裂缝

砌体结构由于温度变化产生的裂缝多种多样，主要是砌体各部位温度变化不均，墙体离散性大，强度不一致，热胀冷缩造成的。最典型裂缝是分布在房屋顶层和次顶层的一至两个端开间的外纵墙上，在窗洞的上面，楼盖的下面产生“X”形裂缝，在窗台下墙体中产生正“八”子形裂缝。

之所以会产生这种裂缝是因为混凝土楼盖的热胀冷缩率大约比砌体结构高一倍，《混凝土结构设计规范》GB50010确定的线膨胀系数是1×10-5/℃，《砌体结构设计规范》GB50003规定的烧结普通砖线膨胀系数是5×10-6/℃。房屋伸缩在底层受地基约束比较大，伸缩量小，到了上部，特别是顶层约束最小，顶层屋盖和外纵墙长度最长，同时温度是最高或者最低，绝对伸缩量最大，差异伸缩量也是最大，从而造成砌体开裂。

预防此类裂缝的措施首先是严格按《砌体结构设计规范》设置伸缩缝，控制房屋的长度;其次屋顶设置保温层和隔热层，减少屋盖和顶层墙体的温度变化;再次是在屋顶楼盖的下面，窗洞的上面和顶层墙体窗台下面设置水平钢筋;最后是严格控制砌体結构的施工质量，确保砌体强度和整体性，增强砌体的抗裂性。

7混凝土楼板圈梁和砌体的收缩差异造成的裂缝

混凝土浇筑成型后体积一直会收缩，早期收缩比较大，后期收缩越来越小，砌体同样会收缩，只是砌体的收缩小于混凝土的收缩。《砌体结构设计规范》给出的烧结普通砖收缩率是-0.1mm/m，《混凝土结构设计规范》没有规定混凝土的收缩率，也没有给出混凝土收缩率的计算公式，交通运输部的行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》规定了一个计算公式，根据公式计算，混凝土浇筑三年后的收缩率大约是-0.3mm/m。即混凝土的收缩率大约是烧结普通砖砌体的三倍，正是因为两种材料存在差异伸缩，造成在楼板与下部墙体交界的部位由于混凝土楼板收缩拉裂墙体，出现细微的裂纹。

预防的措施主要是减小混凝土的收缩，即严格控制水灰比，加强混凝土浇筑时的振捣，切实做好养护工作;加强砌体工程质量控制，提高砌体强度。

8砌体承载力不足造成的裂缝

如果砌体承载力不足，在荷载作用下会产生各种各样的裂缝。一般情况下砌体是受压，在压力的作用下，砌体内部会产生主拉应力，当主拉应力超过砌体抗拉强度，裂缝随即开展。此类裂缝对建筑结构危害巨大，必须严格限制，杜绝发生。

防范此类裂缝的重要措施是严格按现行国家标准《建筑结构荷载规范》、《砌体结构设计规范》进行设计;严格按《砌体工程施工质量验收规范》进行施工管理，确保工程质量，保证砌体强度。

9地震作用造成的裂缝

砌体结构抗震性较差，地震作用下会产生多种多样的裂缝，最典型的是内外墙上的“X”形裂缝，其次是内外墙交接处的竖向裂缝、外墙的外倾或倒塌、顶层四大角外墙的坍塌等等。地震作用下要求砌体结构不产生裂缝一般是做不到的，《抗震设计规范》只是要求地震作用下少开裂，不开大裂，做到“大震不倒，中震可修，小震可用”。为了实现预期目标，砌体结构设计必须严格遵守《抗震设计规范》，进行细致周到的结构计算，圈梁和构造柱的设置应符合规范要求;必须严格按《砌体工程施工质量验收规范》进行施工，砖砌筑前必须洒水润湿，禁止干砖上墙，保证砂浆的饱满度，砌体的砌筑方式符合施工规范的规定，内外墙应同时砌筑，不能同时砌筑的，接槎应符合施工规范的规定。笔者曾到过汶川地震现场，部分砌体开裂或者倒塌明显是施工质量有缺陷造成的，所以一定要切记保证工程质量，保护人民群众的生命财产安全。

以上是笔者结合自己的工作经历对砌体结构裂缝产生的原因和预防措施的初浅分析，由于本人认识和能力的局限，不妥之处请各位专家指正。

参考文献

[1] 赵基达，刘立新，邱洪兴，等.混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）[J].建设科技，2015（10）：28-30.

[2] 骆万康，彭军，张玉林，等.关于《砌体结构设计规范》GB50003-2011部分条文的修订建议[J].武汉大学学报（工学版），2015（3）：334-338.

[3] 王亚勇.国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）疑问解答（三）[J].建筑结构，2011，41（02）：146-147.

[4] 张昌叙.《砌体工程施工质量验收规范》GB50203-2002释疑（三）[J].陕西建筑，2007，31（07）：453-459.

[5] 宫仁.《建筑物倾斜纠偏技术规程》《既有建筑地基基础加固技术规范》：被批准为行业标准[J].建筑工人，2012（10）：48.