浅析砌体结构开裂原因及加固方法

关键词： 砌体结构； 承载力； 开裂原因； 加固方法 

　　 引言 

　　 砌体结构具有悠久的历史，其具有耐火性好，化学稳定性、大气稳定性好，材料来源广泛，易于就地取材，隔热、隔声性能好，构造简单，价格也较木材、钢材、水泥便宜等特点，广泛用于民用建筑中。但是由于设计、施工等因素易造成砌体裂缝，轻则影响结构的观感和正常使用，重则影响结构的承载力，甚至引起倒塌。可见，研究砌体结构的开裂原因及加固措施是工程界的一项普遍任务。 

　　 1裂缝产生的原因 

　　 砌体结构裂缝按其成因分为受力裂缝和非受力裂缝两大类。在各种直接荷载作用下结构产生的裂缝称为受力裂缝；而砌体因收缩、温度变化、地基沉陷不均等引起的裂缝是非受力裂缝，又称变形裂缝。造成砌体结构开裂的原因变形占80%左右，受力占20%左右。在很多情况下，裂缝的发生与发展往往是大事故的先兆，一旦砌体出现裂缝，必须认真分析原因，妥善处理。下面逐一分析砌体结构产生裂缝的原因。 

　　 1.1地基不均匀沉降产生的裂缝 

　　 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会产生相对位移，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，砌体中便产生相对裂缝。这种裂缝大致与主拉应力方向相垂直，由沉降差可以判断出砌体结构中主拉应力的大致方向，裂缝一般朝向凹陷处（沉降大的部位），其形态多表现为“”型、“八”字型、“倒八”字型、“X”型以及窗间墙的水平缝和竖缝等。当建筑物沉降中间大、两头小时，裂缝呈“八”字型；当建筑物沉降中间小、两头大时，裂缝呈“倒八”字型；“”型裂缝一般发生在纵横墙的端部，裂缝通常会通过窗口的对角根部，并由下向上发展；窗间墙水平裂缝一般在窗间墙的上下对角处成对出现，沉降大的一侧裂缝在下，沉降小的一侧裂缝在上；竖向裂缝一般发生在纵墙中央的顶部和底层的窗台处。 

　　 1.2地基冻胀引起的裂缝 

　　 地基土土层温度降到0℃以下时，冻胀性土中的上部水开始冻结，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，向上隆起。一般隆起可达几毫米至几十毫米，且往往不均匀，建筑物的自重往往难以抗拒，使建筑物的某一局部被顶起来，引起房屋开裂。 

　　 1.3温度差引起的裂缝 

　　 热胀冷缩是绝大部分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，或砌体的伸缩受到限制时，则会引起砌体开裂。当砌体长度过大，或是由于混凝土屋盖、混凝土圈梁与砌体的温度膨胀系数不同，在温度变化时使墙体产生裂缝。其形态一般有“八”字型、“X”型或“”型。通常内外纵墙和根墙的裂缝呈“八”字形；窗台多出现水平裂缝、斜裂缝；平屋顶下沿砌体灰缝多为水平裂缝。 

　　 1.4受力（地震）裂缝 

　　 此类裂缝多出现在抗震设防区的建筑物上。由于砌体结构的抗震性能较差，当地震烈度为6度时，对砌体结构就有破坏性，设计不合理或施工质量差的房屋就会开裂；当遇到7~8度地震时，砌体结构的墙体大多会产生不同程度的裂缝。其形态大多呈“X”型，也有水平裂缝和竖向裂缝，特别是内外墙咬槎不好时，在内外墙交接处很易产生竖向裂缝。 

　　 此外，地基承载力不足，材料自身因素、施工不规范等也是造成砌体结构开裂的常见原因。 

　　 2砌体结构裂缝处理办法 

　　 砌体结构一旦出现裂缝，必须分析原因，并观察其发展形态。在裂缝原因已经查明的基础上，应采取有效措施补强。对于不至于危及安全的裂缝可用灌浆、封闭的办法处理，对于危及结构安全的裂缝，则必须进行加固处理。 

　　 2.1压力灌浆补强处理 

　　 当砌体裂缝较细，数量较多，发展已基本稳定时可用压力灌浆法补强。这种方法是用灰浆泵将含有胶合材料的水泥砂浆或化学砂浆灌入裂缝内使之粘成整体。对灌浆强度，必要时可做试验检验。试验时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。笔者多年的加固补强经验表明，灌浆后加固后的砌体可以达到甚至超过原砌体的强度。 

　　 此外，也可以仅用纯水泥浆、掺有矿渣料和氟硅酸钠的水玻璃浆体或用环氧树脂灌浆材料，应根据具体工程选用。当裂缝较宽时，还可先在灰缝内嵌上钢筋，然后用砂浆填缝，效果较好。 

　　 2.2砌体裂缝加固方法 

　　 当砌体裂缝很宽，发展不稳定而危及安全时，则必须对砌体进行强度加固处理，常见的加固方法主要有以下几种。 

　　 2.2.1扩大砌体截面加固 

　　 该法适用于砌体承载力不足，但裂缝尚属轻微，要求扩大截面不是很大的情况。加大截面的砌体强度等级一般与原砌体相同，砂浆比原来提高一个强度等级，且不得低于M2.5。加固时为使新旧砌体有良好的结合，在旧砌体上每隔4~5皮砖，剔去旧砖成120mm厚的槽，砌筑扩大砌体时应使新旧砌体成锯齿形咬槎，或在原有砌体上每隔5~6皮砖在灰缝内打入φ6钢筋，也可用冲击钻在砖上打洞，然后用M5砂浆裹着插入φ6钢筋。应当注意，砌筑扩大砌体之前，原砌体上的面层必须剥去，并将凿口清理干净，浇水润湿。 

　　 2.2.2外加钢筋混凝土加固 

　　 该法属于复合截面加固法的一种，当砖柱承载力不足时，通常采用此法。外加钢筋混凝土可以是单面的、双面的和四面包围的。竖向受力钢筋一般为φ8~φ12，横向钢箍一般为φ4~φ6，且一般每隔300mm左右应设置一道闭口钢箍，混凝土一般为C15或C20，外包层较薄时也可用砂浆，但强度等级不得低于M7.5。施工时可将砌体凿去一块顺砖，使钢箍嵌入原砌体内，然后用细石混凝土填实即可。 

　　 2.2.3外包钢加固 

　　 该法也属复合截面加固的一种，具有快捷、高强的优点，常用来加固砖柱和窗间墙。加固时，首先用水泥砂浆把角钢粘贴于被加固砌体的四角，并用卡具临时加紧固定，然后焊上缀板而形成整体，随后除去卡具，外面粉刷水泥砂浆，既可平整表面，又能防止角钢生锈。应当注意，角钢不宜小于50×5，下端应可靠锚入基础，上端应有良好的锚固措施。 

　　 2.2.4钢筋网水泥砂浆层加固 

　　 该法也属复合截面加固的一种，是在墙体表面去除粉刷层后，附设由 组成的钢筋网片，然后喷射（砂浆或细石混凝土）或分层抹上密实的砂浆层，使墙体形成组合墙体，俗称夹板墙。钢筋网水泥砂浆面层厚度一般为30~45mm，砂浆的强度等级一般为M7.5~M15，且面层钢筋网需用φ4~φ6的穿墙拉筋与墙体固定，间距不得超过500mm，横向钢筋遇到门窗洞口，应将其弯折90°并锚入墙体内，喷抹砂浆面层前，应将墙面润湿，且应分层抹，每层厚度大致控制在15mm左右。 

　　 2.2.5增加圈梁加固 

　　 若墙体开裂较为严重，为了增强房屋的整体刚度，可在房屋墙体一侧或两侧增设混凝土圈梁或型钢圈梁。对钢筋混凝土圈梁，截面尺寸不得小于120mm×180mm，混凝土强度等级不得低于C15，受力主筋不得少于4φ10。为了使圈梁和墙体很好结合，可将螺栓、插筋锚入墙体，每隔1.5~2.5m在墙体凿通一宽120mm的洞口，在浇筑圈梁时同时填入混凝土使圈梁咬合于墙体上。 

　　 2.2.6增设拉杆加固 

　　 墙体因受水平推力、基础不均匀沉降或温度变化引起的伸缩等原因而产生外闪，或因内外墙咬槎不良而裂开，可以增设圆钢或型钢拉杆。 

　　 2.2.7其他加固 

　　 随着施工技术的不断进步，增设扶壁柱加固、预应力加固、增加支承加固、托梁加垫加固、托梁换柱加固及纤维加固等方法均可对砌体进行加固，限于篇幅，不在赘述。 

　　 结语 

　　 砌体结构开裂的原因是多方面的，在一定程度上是难以避免的，但只要找出其开裂原因，弄清其发展状态，及时进行补强、加固，仍能保证建筑物正常使用。 

　　 参考文献： 

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