墙体裂缝产生的原因及控制和防范措施

我国住房商品化的进展，人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高，对建筑物墙体裂缝的控制要求更为严格。由于建筑物的质量低劣，如墙体裂缝、渗漏等涉及的纠纷与官司越来越多，建筑物的裂缝已成为住户评判建筑物安全与否的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。因此加强砌体结构的抗裂措施，已成为我们共同关注的课题。

一、墙体裂缝产生的原因

引起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、材料不合格及设计施工人员缺乏经验等。根据工程实践和统计资料，这类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，二是干燥伸缩裂缝，简称干缩裂缝，还有一些是由温度和干缩共同产生的裂缝。

（一）温度裂缝

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（块）灰缝的水平裂缝，以及水平包角裂缝（包括女儿墙）。同时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，而混凝土顶板的线膨胀系数又比砖砌体大得多，故顶板和墙体之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。

（二）干缩裂缝

烧结粘土砖，包括其他材料的烧结制品，其干缩变形很小，且变形完成比较快。只要不使用新出窑的砖，一般不用考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。但对这类墙体在潮湿情况下会产生较大的湿胀，而且这种湿胀是不可逆的变形。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。如混凝土的干缩率为0.3～0.45mm/m，它相当于25℃～40℃的温度变形，可见干缩变形的影响很大。轻骨料块体砌筑的墙体干缩变形更大。干缩变形的特征是早期发展比较快，如砌块出窑后放置28d能完成50%左右的干缩变形，之后逐步变慢，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缝和水平包角裂缝；在大片墙面上出现的底部重、上部轻的竖向裂缝。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，框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异变形出现的裂缝。

（三）温度、干缩引起的裂缝及其它裂缝

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，如砌块、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，而其裂缝后果往往较单一因素更严重。另外设计上的疏忽、无针对性防裂措施、材料质量不合格、施工质量差、违反设计施工规程、砌体强度达不到设计要求也是造成墙体裂缝的重要原因。

二、现有控制裂缝的原则和措施

长期以来人们一直在寻求控制墙体裂缝的实用方法，并根据裂缝的性质及影响因素有针对性地提出一些预防和控制裂缝的措施。同时一些措施也被引入到《砌体规范》中，收到了一定的效果，但总的来说，我国砌体结构裂缝仍较严重，究其原因有以下几种。

（一）设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施

因为裂缝的危险是潜在的，尚无结构安全问题，不涉及到责任问题。设计者在强度方面作必要的计算后，很少单独提出有关防裂要求和措施，更没有对这些措施的可行性进行调查或总结。

（二）我国《砌体规范》抗裂措施的局限性

笔者认为这是最为重要的原因。《砌体规范》未考虑我国不同地区的气候、温度、湿度等的巨大差异和相同措施的适应性。同时《砌体规范》中伸缩缝的作用主要是防止因建筑过长在结构中出现竖向裂缝，它一般不能防止由于混凝土屋盖的温度变形和砌体的干缩变形引起的墙体开裂。

在这方面，国外已有比较成熟的预防和控制墙体开裂的经验，值得借鉴：一是在较长的墙上设置控制缝（变形缝），这种控制缝和我国的双墙伸缩缝不同，是在单墙上设置的缝。该缝的构造既能允许建筑物墙体的伸缩变形，又能隔声和防风雨，当需要承受平面外水平力时，可通过设置附加钢筋达到。这种控制缝的间距要比我国规范的伸缩缝区段小得多。二是在砌体中根据材料的干缩性能，配置一定数量的抗裂钢筋，配置抗裂钢筋的数量（含钢率）和效果，是普遍比较关注的问题，因为它涉及到用钢量和造价的涨幅问题。

三、防止墙体开裂的具体构造措施

在综合了国内外砌体结构抗裂研究成果的基础上，结合我国当前的具体情况，本文提出更具体的抗裂构造措施，它是对“防”、“放”、“抗”的具体体现。

（一）防止混凝土屋盖的温度变化与砌体的干缩变形引起的墙体开裂，宜采取下列措施：

1、屋盖上设置保温层或隔热层；

2、在屋盖的适当部位设置控制缝，控制缝的间距不大于30m；

3、当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时，宜设置分隔缝，分隔缝的宽度不应小于20mm，缝内用弹性油膏嵌缝；

4、建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》GB50003-2001第6.3.1条的规定外，宜在建筑物墙体的适当部位设置控制缝，控制缝的间距不宜大于30m。

（二）防止由墙体材料的干缩引起的裂缝可采用下列措施之一：

1、设置控制缝

控制缝的设置位置：

（1）在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝；

（2）在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝；

（3）在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝；

（4）在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝；

（5）竖向控制缝，对3层以下的房屋，应沿房屋墙体的全高设置；对大于3层的房屋，可在建筑物1-2层和顶层墙体的上述位置设置；

（6）控制缝在楼、屋盖处可不贯通，但在该部位宜做成假缝，以控制可预料的裂缝；

（7）控制缝做成隐式，与墙体的灰缝相一致，控制缝的宽度不大于12mm，控制缝内应用弹性密封材料，如聚硫化物、聚氨脂或硅树脂等填缝。

2、控制缝的间距

（1）对有规则洞口外墙不大于6m；

（2）对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍；

（3）在转角部位，控制缝至墙转角的距离不大于4.5m；

3、设置灰缝钢筋

（1）在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝，钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm；

（2）在楼盖标高以上，楼盖标高以下的第二或第三道灰缝，和靠近墙顶的部位；

（3）灰缝钢筋的间距不大于600mm；

（4）灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm；

（5）灰缝钢筋宜采用小螺纹钢筋焊接网片，网片的纵向钢筋面积不小于25mm2，横筋间距不宜大于200mm；

（6）灰缝钢筋宜通长设置，当不便通长设置时，允许搭接，搭接长度不应小于300mm；

（7）灰缝钢筋两端应锚入相交墙或转角墙中，锚固长度不应小于300mm；

（8）灰缝钢筋应埋入砂浆中，灰缝钢筋砂浆保护层，上下不小于3mm，外侧小于15mm，灰缝钢筋宜进行防腐处理；

（9）当利于灰缝钢筋作砌体抗剪钢筋时，其配筋量应按计算确定，其搭接和锚固长度尚不应小于75d和300mm；

（10）设置灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。

4、在建筑物墙体的楼盖处和屋盖处、墙体的顶部、窗台的下部设置配筋带

（1）配筋带的间距不应大于2400mm，也不宜小于800mm；

（2）当配筋带仅用于控制墙体裂缝时，宜在控制缝处断开，当设计考虑需要通过控制缝时，宜在该处的配筋带表面做成虚缝，以控制可预料的裂缝位置；

（3）设置配筋带的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。