砖混结构墙体裂缝产生的原因及其预防措施
王成斌
摘 要：近年来，砖混结构多层住宅工程屡屡发生墙体裂缝。裂缝位置走向不一。有的裂缝由小变大，发展很快；有的裂缝，发展到一定程度后就不再增大，给住户心理造成很大压力。因此分析产生裂缝的原因并做好预防措施，是工程技术人员的一项重要任务。近几年来通过对一些住宅楼的裂缝进行考察、分析、研究，对如何防止墙体裂缝，主要从以下几方面论述，并采取相应措施。
关键词：砖混结构；房屋开裂；成因分析；预防措施
目前，在一般民用建筑中，砖混结构房屋因其造价相对较低，且具有较好的隔热、隔音性能，仍被广泛采用。但其砌体强度较小，结构自重大，砂浆和砖石之间的粘结力较差，抗拉、抗弯和抗剪强度较低，砌体易于开裂。砌体裂缝不仅种类繁多，形态各异，而且较普遍，轻微者影响建筑物美观，造成渗漏水，严重者降低建筑结构的承载力、刚度、稳定和整体性、耐久性，甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故。因此，正确分析原因、切实加以防治十分必要，十分迫切。造成砖混结构砌体开裂的原因很多，但其主要原因有两点：一是温度变化；二是地基不均匀沉降。本文就如何防止砖混结构墙体开裂谈一些看法。
1 产生裂缝的原因分析
1.1 由于基础不均匀沉降造成墙体裂缝
对于不均匀的地基，设计中没有把刚度不同的地基进行调整，造成基础不均匀沉降，墙身受较大的剪力作用，主拉应力大于墙体抗拉应力，造成了砌体受主拉应力而破坏。这种裂缝往往是由沉降较小的一边向沉降较大的一边逐渐向上发展。
1.2 由于温度的变化
因屋面长时间受阳光幅射，其温度较墙体高出许多，在炎热的夏季，屋面温度是墙体温度的2倍左右，且在相同温度条件下，钢筋混凝土的线膨胀系数是砖砌体线膨胀系数的2倍，它使屋面变形比墙体变形大得多。在屋面变形过程中，产生了很大的推力，作用在墙体顶端的水平推力使墙体与屋面的接触面受剪，剪力与屋盖、挑檐或女儿墙的垂直压力，构成墙体双向应力，当主拉应力大于墙体的抗拉强度时，墙体就会出现裂缝。
在建筑物的端部，垂直压应力很小，则此区域的主拉应力等于最大剪应力，一般砌体的抗拉强度最低，所以在端部容易出现斜裂缝，对于灰缝强度不良的砌体则出现水平裂缝。
1.3 由于块石基础施工质量差，造成墙体裂缝。对于块石基础，在施工过程中没有严格按《施工规范》施工，砌筑块石的砂浆不饱满，或采用堆砌的方法施工，造成块石基础工程质量低劣。楼房交付使用后由于竖向荷载的作用或水平振动荷载的作用，造成块石移位，使整个基础产生不均匀沉降，造成砌体受主拉应力作用而破坏。
1.4 对于寒冷地区，在设计基础埋置深度的过程中，只考虑了结构要求而忽视了基础的冰冻线要求。基础的埋置深度小于该地区的冰冻线，造成基底地基土受冻后膨胀，给基础施加了向上的作用力，当这种作用产生的主拉应力大于墙体的抗拉应力时，导致了墙体裂缝，尤其经过多次冻融循环后，裂缝更加严重。
1.5 在结构设计上存在的问题
①建筑物顶层端部剪应力与温度成正比，与水平阻力系数、材料弹性模量、建筑物长度呈非线性关系，控制温度应力引起墙体裂缝的主要因素有多种，而不是建筑物长度单一因素，因此用伸缩缝作为控制裂缝的唯一方法是不全面的。
②砖混房屋长度过长，如有的住宅，5个单元连在一起，总长度超过温度变形允许长度，规范规定总长超过60m应设伸缩缝，有的房屋超过较多而未设，也未采取其他措施。
③构造柱是增强建筑物整体性，抵抗地震作用的重要构造措施，过去不少设计，构造柱的设置只考虑符合抗震规范，不考虑实际已存在的温度应力，认为温度应力在规范上未明确规定计算的方法，不考虑不能算是设计错误。因此，设计人员对6层以下住宅，基本上是隔问布置构造柱，未对建筑物端部裂缝多发区予以重点加强。构造柱的布置有的较稀，每隔2～3道内横墙才设，靠近建筑物端部往往也是一视同仁。
④不少砖混房屋热衷于采用屋顶钢筋混凝土大挑檐，有时为平衡悬挑荷重，在室内屋盖部分也要现浇一部分屋盖板，在二者之间紧密连结的是外纵墙圈梁，圈梁往往与墙同宽。这样桃檐、圈梁及现浇屋盖部分共同组成刚度较大的现浇连续板如遇温差变化，产生的温度应力较高，导致墙体不能承受而开裂。
⑤采用的砖、砂浆强度等级，越到顶层越低，有些建筑物底部几层采用MU1O级砖，M5级砂浆，而到顶层则为MU7.5级砖，m2.5级砂浆。设计人员习惯于从强度上考虑，对温度应力引起的抗剪强度及变形则考虑较少。
2 防止墙体开裂的具体措施
2.1 温度变化引起墙体开裂的预防
为了防止温度变化引起墙体开裂，可根据具体情况采取下列措施：
①适当调整温度伸缩缝间距。设计规范《砌体结构设计规范》GB50003-2001中对有保温层或隔热层的屋楼盖规定每50米设一道伸缩缝，无保温层或隔热层的屋盖规定每40米设一道伸缩缝，这个规定是从整体结构考虑的，但对温差较大且温度变化频繁地区和严寒地区的房屋及构筑物不适用，特别对于冬天有严寒，夏天有酷暑的地区，伸缩缝的最大间距除应满足《砌体结构设计规范》GB50003-2001中的规定外，伸缩缝的间距不宜大于30m。
②当房屋的屋盖和楼板不在同一标高时，如错层房屋，应在错层处纵横墙相交点设置钢筋混凝土构造柱并设双道圈梁与构造柱相连，以帮助墙体抵抗拉剪应力。
③适当加大屋面层圈梁和房屋四角构造柱的配筋和提高顶层砌体的砂浆标号。
④当有女儿墙时，女儿墙的抗风构造柱应与楼层的构造柱上下连通。
⑤在建筑物的两端的1～2个开间内或总长1/4范围内的屋面板底设置滑动支座，让其自由伸缩。
⑥做好屋面保温隔热层，这是最关键的一点。传统的做法是设一道架空隔热板，但效果不理想，笔者建议采用种植屋面和储水屋面，或者使屋面做成太阳能集热器，把太阳能转化为电能或其他能量，这样既符合可持续发展战略，又能取得非常理想的隔热效果。
2.2 基础不均匀沉降引起的裂缝预防
根据以上原因，在建筑设计和施工过程中，应结合地基基础的具体情况，做好以下预防措施：
①当房屋建于土质差别较大的地基上，或房屋相邻部分的高度、荷重、结构刚度、地基基础的处理方法等有显著差别时，应在差异部位设置沉降缝，将其划分成刚度较好、长度变化较小的几个单元，可以减少因基础不均匀沉降在样体内引起的应力，避免墙体裂缝。规范规定《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002的沉降缝宽度一般应大于5厘米，为避免上部结构在地基沉降后相互顶撞，房屋较高时应加宽，最大可达12厘米以上。
②加强门窗洞口外的刚度，将门窗洞口上的钢筋混凝土过梁与内墙钢筋连接起来，形成一个连续过梁，以增强房屋整体刚度。
③尽量避免用软弱土层做持力层，若无法避免，可调整上部结构刚度，或采用筏式基础，以减少建筑的沉降。
④房屋的纵墙宜贯通，横墙的间距不宜过大，一般小于建筑宽度的1.5倍左右。
⑤对于地基持力层不均匀的建筑物，应根据实际情况，将局部基础适当加深或加宽，或局部设计成板带基础，降低基底应力，尽量达到地基均匀沉降。
⑥在施工过程中应尽量避免对地基土的扰动，做好排水处理，完工后建筑物四周做好散水坡及排水地沟，避免地表水浸泡基础而引起局部下沉。
⑦设计时严格按规范设置构造柱和圈梁，必要时可增加圈梁道数，以增加上部结构的刚度，当建筑物屋层较高且大时，在窗顶增设一道圈梁，效果更好。
