砌體結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因分析及其控制

中 國(guó) 地 質(zhì) 大 學(xué) （ 武 漢 ） 遠(yuǎn) 程 與 繼 續(xù) 教 育 學(xué) 院本 科 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ）題 目：砌體結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因分析及其控制姓 名： 準(zhǔn)考證號(hào)：院 （系）： 專(zhuān) 業(yè)： 工程管理 指導(dǎo)老師： 職 稱(chēng)： 評(píng) 閱 人： 職 稱(chēng)： 2012 年 月中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實(shí)可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本學(xué)位論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。本人簽名： 日期： 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文I摘 要砌體結(jié)構(gòu)是指由塊體和砂漿砌筑而成的墻、 柱作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)在我國(guó)應(yīng)用很廣泛，這是因?yàn)樗梢跃偷厝〔?，具有很好的耐久性及較好的化學(xué)穩(wěn)定性和大氣穩(wěn)定性，有較好的保溫隔熱性能。 但是整體性較差，抗拉和抗剪強(qiáng)度較低，比較容易產(chǎn)生裂縫。近年來(lái)，隨著城市建設(shè)的迅猛發(fā)展 ，一些砌體結(jié)構(gòu)在建設(shè)和使用的過(guò)程中出現(xiàn)了不同程度、不同形式的裂縫。 砌體建筑墻體開(kāi)裂是非常普遍存在的技術(shù)問(wèn)題，由于導(dǎo)致因素的多元性和不定性，問(wèn)題一直受到人們的關(guān)注。在砌體結(jié)構(gòu)的損傷當(dāng)中，是普遍存在的，大部分砌體結(jié)構(gòu)的破壞和倒塌是從裂縫處開(kāi)始擴(kuò)展的。研究表明，導(dǎo)致砌體結(jié)構(gòu)建筑裂縫的主要原因是由于變形荷載作用引起的，如溫度、濕度、材料的收縮和膨脹、地基因素等，也有設(shè)計(jì)上的疏忽、施工質(zhì)量、材料不合格及缺乏經(jīng)驗(yàn)等。關(guān)鍵詞： 砌體結(jié)構(gòu) 砌體裂縫 裂縫分析 裂縫控制中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文IIABSTRACTBy means of masonry structure of block and mortar and masonry wall, as main stress components of building structure. Masonry structure is widely used in our country, this is because it can obtain raw material locally, with good durability and good chemical stability and atmospheric stability, has good thermal insulation properties. But the overall poor, tensile and shear strength of low, relatively easy to produce cracks. In recent years, with the rapid development of city construction, some masonry structure in the construction and use of the process appeared of different level, different forms of cracks.Masonry building wall crack is a very prevalent due to technical problems, causing factors of diversity and uncertainty, the problem has been paid close attention to. In masonry structure damage, is widespread, most of the destruction and collapse of masonry structure from crack spread. Research shows that, cause of masonry structure crack was the main cause of the deformation caused by the load, such as temperature, humidity, material expansion and contraction, soil factors, there are design negligence, construction quality, material unqualified and lack of experience.Keywords： Masonry structure Cracks in masonry structure Crack analysis Crack control中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文目錄摘 要 .IABSTRACT .II引言 .11裂縫對(duì)砌體結(jié)構(gòu)建筑物的危害 .12裂縫的類(lèi)型及其產(chǎn)生的原因分析 .12.1 溫度變形裂縫 .12.2 地基沉降差異裂縫 .22.3 干縮裂縫 .32.4 施工因素 .32.5 設(shè)計(jì)因素 .43砌體裂縫控制 .43.1 裂縫控制的原則 .53.2 防止墻體開(kāi)裂的具體構(gòu)造措施建議 .53.2.1 溫度變化引起墻體開(kāi)裂的控制 .63.2.2 干縮裂縫的控制 .73.2.3 地基不均勻沉降裂縫的防治措施 .73.2.4 施工方面的控制 .83.2.5 設(shè)計(jì)角度控制 .94出現(xiàn)裂縫后的處理措施 .94.1 嵌縫填補(bǔ)法。 .94.2 在墻體單側(cè)或兩側(cè)加鋼筋網(wǎng)加固法。 .94.3 剔縫埋入鋼筋法。 .94.4 鋼筋混凝土聯(lián)結(jié)法。 .104.5 加設(shè)拉條法。 .104.6 拆磚重砌法。 .10結(jié)束語(yǔ) .11致 謝 .12參考文獻(xiàn) .13中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文1引言 目前，裂縫是砌體結(jié)構(gòu)質(zhì)量中最主要也是最難處理的問(wèn)題之一。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，幾乎 80以上的裂縫是由于溫度應(yīng)力變形超過(guò)砌體的正常使用極限時(shí)，砌體便會(huì)產(chǎn)生裂縫。溫度裂縫一成的。由于砌體結(jié)構(gòu)采用材料的抗拉強(qiáng)度和抵抗變形的能力在一般情況下不會(huì)直接引起建筑物的破壞，但會(huì)影響建筑物的正常使用，例如：墻體風(fēng)化腐蝕、滲漏、抹灰層脫落和耐久性能的降低等，從而導(dǎo)致建筑物承載能力的降低、整體剛度的減小、抗震性能的降低等。隨著裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)展 ,將可能威脅到人的生命和財(cái)產(chǎn)安全。針對(duì)砌體結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題及砌體結(jié)構(gòu)常見(jiàn)裂縫的形式可分為荷載與非荷載裂縫, 從溫度、濕度、地基不均勻沉降方面,分析了裂縫產(chǎn)生的原因,提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)控制措施和處理方法。1裂縫對(duì)砌體結(jié)構(gòu)建筑物的危害 砌體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫和產(chǎn)生變形對(duì)建筑物的危害主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)安全性和房屋使用功能兩個(gè)方面， 砌體結(jié)構(gòu)受力裂縫的出現(xiàn)預(yù)示著結(jié)構(gòu)承載力可能不足， 結(jié)構(gòu)變形的出現(xiàn)雖然對(duì)砌體抗壓承載力沒(méi)有直接影響， 但貫穿性裂縫的形成會(huì)降低結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和抗震性能。 外墻、樓板和屋面結(jié)構(gòu)裂縫會(huì)影響結(jié)構(gòu)防水，造成房屋滲漏，明顯的結(jié)構(gòu)裂縫或較大的變形會(huì)影響建筑物的美觀。 2裂縫的類(lèi)型及其產(chǎn)生的原因分析 砌體結(jié)構(gòu)的房屋的裂縫一般是單因素典型裂縫，而這種裂縫的形態(tài)與產(chǎn)生的原因有較強(qiáng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。大致分為溫度收縮裂縫、地基沉降差異裂縫、受力裂縫及干縮裂縫等幾種類(lèi)型。 2.1 溫度變形裂縫 溫度的變化會(huì)引起墻體材料的熱脹冷縮，在一定條件下脹縮變形引起的溫度應(yīng)力足夠大時(shí)，墻體就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。溫度裂縫可能出現(xiàn)在建筑物的多個(gè)部位上，如在山墻、女兒墻或伸縮處的圈梁下部多呈水平裂縫或水平包角裂縫。其成因是混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)的線膨脹系數(shù)不同，因日照及氣溫變化造成屋蓋與磚墻變形不一致而產(chǎn)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文2生。在內(nèi)縱墻、內(nèi)橫墻頂層兩端多呈八字斜裂縫，其成因是屋面結(jié)構(gòu)溫度變形擠壓墻體，在墻體內(nèi)產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力或彎曲拉應(yīng)力所致。在外縱墻上多在窗口處形成斜縫或水平縫，頂層窗口處的裂縫是溫差引起的升溫裂縫或降溫裂縫，底層窗臺(tái)以下的裂縫則是磚墻溫度變形受地基約束所致。這種裂縫有明顯的規(guī)律性：即房屋兩端重、中間輕;頂層重、往下輕;向陽(yáng)面重、背陽(yáng)面輕。溫度裂縫是造成墻體早期裂縫的主要原因。這些裂縫一般經(jīng)過(guò)一個(gè)寒暑交替后逐漸趨于穩(wěn)定，裂縫的寬度隨著溫度變化而略有變化。 2.2 地基沉降差異裂縫 地基沉降差異是引起砌體結(jié)構(gòu)建筑物裂縫的一個(gè)主要的因素。 由于地基沉降差異引起的裂縫多為斜裂縫，此類(lèi)裂縫一般情況下裂而不鼓，往往貫通到基礎(chǔ)。尤其對(duì)于軟土地基和濕陷性黃土地基，當(dāng)?shù)鼗幚聿划?dāng)時(shí)，很容易在底層墻體產(chǎn)生斜向裂縫和窗下墻豎向裂縫。在房屋縱橫墻地基不均勻沉降的情況下，將使墻體承受較大的剪切力，當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度稍差、施工質(zhì)量和材料強(qiáng)度不能滿足要求時(shí)，會(huì)導(dǎo)致墻體開(kāi)裂。另外，當(dāng)房屋層數(shù)相差較多而沒(méi)有設(shè)置沉降縫時(shí)，容易在交接部位產(chǎn)生豎向裂縫，這類(lèi)裂縫常伴有較大的地基不均勻下沉。 砌體結(jié)構(gòu)房屋墻體開(kāi)裂的另一個(gè)主要原因是建筑工程基礎(chǔ)不均勻沉降引起建筑物橫向不規(guī)則變形，當(dāng)建筑物的主體剛度較差，基礎(chǔ)不足以調(diào)整因沉降差而產(chǎn)生應(yīng)力時(shí)，便會(huì)使磚砌體的薄弱部位產(chǎn)生不同程度的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。當(dāng)砌體的抗拉、抗剪強(qiáng)度不足以抵抗變形應(yīng)力時(shí)，墻體便會(huì)產(chǎn)生裂逢?；A(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫一般在建筑物下部，由下往上發(fā)展，呈“八”字、倒“八”字、水平及豎縫。當(dāng)長(zhǎng)條形建筑物中部沉降過(guò)大，則在房屋兩端由下往上形成正“八”字縫，且首先在窗對(duì)角突破。反之，當(dāng)兩端沉降過(guò)大，則形成的兩端由下往上的倒“八”字縫，也首先在窗對(duì)角突破，還可在底層中部窗臺(tái)處突破形成由上至下豎縫。當(dāng)某一端下沉過(guò)大時(shí)，則因沉降差而產(chǎn)生豎向裂縫。當(dāng)縱橫墻交點(diǎn)處沉降過(guò)大，則在窗臺(tái)下角形成上寬下窄的豎縫，有時(shí)還形成沿窗臺(tái)下角的水平縫。當(dāng)外縱墻呈凹凸形時(shí)，由于一側(cè)的不均勻沉降，還可導(dǎo)致在此處產(chǎn)生水平推力而組成力偶，從而導(dǎo)致此交接處的豎縫。引起基礎(chǔ)不均勻沉降的原因主要有如下幾點(diǎn): 1.房屋建于土質(zhì)差別較大的地基上。 2.建筑物基礎(chǔ)深淺不一。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文33.房屋相鄰部分的高度、荷重、結(jié)構(gòu)剛度差別較大及基礎(chǔ)處理不當(dāng)造成不均勻沉降。 4.建于軟弱土質(zhì)上，如在淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土上，即使上部結(jié)構(gòu)均勻，但由于壓縮模量較小、強(qiáng)度較低、變形較大，因荷載差異也會(huì)引起不均勻沉降。 5.建筑物平面形狀復(fù)雜，立面變化過(guò)大，長(zhǎng)度過(guò)大等，也會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降。 2.3 干縮裂縫 燒結(jié)粘土磚，包括其他材料的燒結(jié)制品，其干縮變形很小，且變形完成比較快。只要不使用新出窯的磚，一般不需考慮砌體本身干縮變形引起的附加應(yīng)力。但在潮濕情況下會(huì)產(chǎn)生較大的濕脹，而且這種濕脹是不可逆的變形。干縮變形的特征是早期發(fā)展比較快，如砌塊出窯后放置 28 天能完成 50 %左右的干縮變形，以后逐步變慢，幾年后材料才能停止干縮。但是干縮后的材料受濕后仍會(huì)發(fā)生膨脹，脫水后材料會(huì)再次發(fā)生干縮變形，但其干縮率有所減小，約為第一次的 80 %左右。這類(lèi)干縮變形引起的裂縫在建筑上分布廣、數(shù)量多、裂縫的程度也比較嚴(yán)重。如房屋內(nèi)外縱墻中間對(duì)稱(chēng)分布的倒八字裂縫;在建筑底部 12 層窗臺(tái)邊出現(xiàn)的斜裂縫或豎向裂縫;在屋頂圈梁下出現(xiàn)水平縫和水平包角裂縫;在大片墻面上出現(xiàn)的底部重、上部較輕的豎向裂縫。另外不同材料和構(gòu)件的差異變形也會(huì)導(dǎo)致墻體開(kāi)裂。如樓板錯(cuò)層處或高低層連接處常出現(xiàn)的裂縫，框架填充墻或柱間墻因不同材料的差異變形出現(xiàn)的裂縫;空腔墻內(nèi)外葉墻用不同材料或溫度、濕度變化引起的墻體裂縫，這種情況一般外葉墻裂縫較內(nèi)葉墻嚴(yán)重。砌體結(jié)構(gòu)中的混凝土相對(duì)于其他結(jié)構(gòu)更容易產(chǎn)生干縮裂縫。 因?yàn)樵谄鲶w結(jié)構(gòu)當(dāng)中， 混凝土在空氣中硬化時(shí)，其中的水分更容易逐漸蒸發(fā)， 使毛細(xì)孔中形成負(fù)壓，隨著空氣濕度的降低，負(fù)壓逐漸增大，產(chǎn)生收縮力，當(dāng)收縮受限制產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)其本身的抗拉強(qiáng)度時(shí)混 凝土就會(huì)開(kāi)裂而產(chǎn)生干縮裂縫。此類(lèi)裂縫，無(wú)方向性，裂縫較細(xì)為 0.1mm0.3mm。平常我們看到的有些面層空鼓的斜裂縫， 往往也是由于墻體面層空鼓、水泥干縮引起的。陽(yáng)臺(tái)欄板與磚砌體接槎處裂縫多由于混凝土二次澆筑引起。 施工時(shí)未能在構(gòu)造柱上留出鋼筋 進(jìn)行搭接和焊接，導(dǎo)致鋼筋混凝土欄板由于溫度變化而使混凝土產(chǎn)生收縮，形成裂縫。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文42.4 施工因素 1.施工速度過(guò)快，有的一周一層，甚至更快，此時(shí)砌體的強(qiáng)度尚未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，且地基快速變形，土應(yīng)力調(diào)整滯后，使地基土過(guò)早產(chǎn)生沉降不均勻。導(dǎo)致在砌體內(nèi)部產(chǎn)生過(guò)大的初始應(yīng)力和應(yīng)變，形成潛在的裂縫因子，主體完工裝修，居民入戶后，進(jìn)一步加載，裂縫因子發(fā)生作用，導(dǎo)致墻體開(kāi)裂。 2.砂漿強(qiáng)度不符合要求，如砂子含泥量較大，不均勻，不嚴(yán)格計(jì)量，配合比不準(zhǔn)，甚至根本未采用施工現(xiàn)場(chǎng)材料進(jìn)行試配，由實(shí)驗(yàn)室來(lái)確定配合比。僅依據(jù)某些資料提供的參考配合比施工。 3.砂漿未充分?jǐn)嚢?，和易性差，操作時(shí)，飽滿度不夠，水平灰縫厚度不均勻，造成砌體強(qiáng)度下降。 4.夏季施工磚缺乏洇水，砂漿中的水分被磚吸收，水泥水化反應(yīng)不足，造成砂漿強(qiáng)度下降。 5.施工工藝錯(cuò)誤，砌體施工縫處留直，甚至陰槎。不嚴(yán)格按照施工規(guī)范施工。澆筑構(gòu)造柱時(shí)，外檐墻無(wú)支頂，由于流動(dòng)狀混凝土的側(cè)壓力以及振動(dòng)棒的作用，造成外墻向外傾斜，形成窗洞口下角部水平裂縫。 2.5 設(shè)計(jì)因素 1.基礎(chǔ)剛度和強(qiáng)度不足，甚至內(nèi)縱墻基礎(chǔ)未拉通，從而造成房屋整體剛度較差，而導(dǎo)致整體彎曲變形過(guò)大。 2.門(mén)窗洞口開(kāi)得過(guò)寬，房屋整體剛度和強(qiáng)度下降，洞口部位應(yīng)力集中加劇。 3.建筑物過(guò)長(zhǎng)，內(nèi)縱墻過(guò)少，在垂直荷載作用下，整體彎曲變形過(guò)大，產(chǎn)生墻體開(kāi)裂。 4.外墻設(shè)置暖氣爐窯，墻體局部減薄，該處室內(nèi)外溫差增大，墻體易開(kāi)裂。墻采用 240 墻，外保溫措施不滿足熱工要求，外墻的內(nèi)外面溫差梯度較大。 5.電線及其他管線暗埋在墻內(nèi)，處理不當(dāng)，造成局部墻體強(qiáng)度減弱。 6.進(jìn)深梁或其他支承梁跨度過(guò)大，墻體局部承壓承載力不足，或砌體對(duì)梁端的約束變形不協(xié)調(diào)造成墻體水平開(kāi)裂。 3砌體裂縫控制 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文53.1 裂縫控制的原則 砌體屬于脆性材料，裂縫的存在降低了墻體的質(zhì)量。如整體性、耐久性和抗震性能。同時(shí)墻體的裂縫給使用者在感觀上和心理上造成不良影響。鑒于目前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平尚不能完全防止和杜絕由于溫度變形和砌體干縮變形引起的墻體局部裂縫。但根據(jù)具體條件合理的選擇和應(yīng)用防止墻體開(kāi)裂的具體構(gòu)造措施?？梢宰龅绞蛊鲶w結(jié)構(gòu)房屋墻體的裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展達(dá)到可接受的程度。 砌體規(guī)范)GBS00032001 的抗裂措施主要有如下考慮，(1)防止房屋在正常使用條件下，由溫差和墻體干縮引起的墻體豎向裂縫應(yīng)在墻體中設(shè)置伸縮縫。溫度伸縮縫的最大間距取決于屋蓋或樓蓋的類(lèi)別和有無(wú)保溫層。(2)防止或減輕頂層墻體的裂縫，可采取設(shè)置保溫