高层建筑填充墙裂缝的成因及其防治

　　1 裂缝的基本形式及形成原因

　　高层住宅和商业建筑的填充墙体在施工过程和实际使用过程中主要承受两大类型的荷载，静荷载、动荷载和其他荷载为第一类荷载，变形荷载为第二类荷载。裂缝产生的原因主要有以下三个：①由静荷载、动荷载等直接应力引起。②在静荷载、动荷载等作用下，由建筑结构的次应力引起。③由建筑结构的变形引起。比如，建筑结构因温度变化会收缩膨胀，或者因不均匀沉降等因素导致温度裂缝、收缩裂缝和沉降裂缝等的产生。

　　经调查相关资料和查验实际工程可知，在高层建筑产生的裂缝中，有 80%左右的是由于温度变化、结构收缩和不均匀沉降引起的；由静荷载和动荷载等引起的只占 20%左右。大多数裂缝的产生是建筑结构变形与荷载共同作用的结果。

　　在实际生产过程中，裂缝按照不同的标准可分为多种形式。按照裂缝的形成原因可分为受力裂缝和非受力裂缝两大类；按照裂缝的危害性可分为有害裂缝和无害裂缝；按照材料的种类可分为普通砖砌墙体裂缝、砌块墙体裂缝和混凝土结构裂缝。

　　以下将对高层建筑填充墙各种形式的裂缝特征作简单介绍。

　　1.1 温度裂缝

　　温度裂缝是填充墙裂缝的主要形式之一。混凝土框架结构和砌体在温度线膨胀系数方面差异较大，当房屋受到较大的温差影响时，这两者将产生不同程度的变形，并在结构内部相应的位置出现应力。应力与结构刚度的大小有关，当应力超过一定数值后就会产生裂缝。裂缝出现后，变形得到了满足或部分满足，同时刚度下降，应力发生松弛。根据房屋外形的不同，裂缝具有各自的特点。温度裂缝一般具有以下一些共同特点：①温度裂缝一般是对称分布的。②顶层温度裂缝较重，下层较轻。③房屋两端温度裂缝较重，中间较轻。

　　1.2 结构裂缝

　　在静荷载和动荷载等作用下，相应的建筑结构必然会发生变形。比如，建筑高度较高时，产生竖向压缩变形的相邻竖向受力构件必然存在差异；结构梁体跨度较大时，跨中产生的挠度较大；同一建筑的不同高度和地基变形量差异过大，导致相邻部位沉降不均匀，产生较大的沉降差值；混凝土框架结构和剪力墙结构中构件的不同变形会在填充墙内部产生剪切应力，由此导致填充墙变形的不一致。当剪切应力超过填充墙抗拉极限强度时，填充墙上产生的裂缝就会沿主拉应力迹线出现。

　　1.3 干缩裂缝
　　
　　在各种不同材料的墙面上会出现不同程度的干缩裂缝。混凝土框架结构和剪力墙结构中的填充墙材料常使用轻质砌块。

　　通常情况下，填充墙的干缩变形在其成型后一个月内比较大，且随着填充材料本身含水量的降低而逐步趋于稳定。当受潮或遇水时，已趋于收缩稳定的砌体结构再次膨胀，然后随着含水量的降低再次收缩，此时，砌体结构内部会再次产生收缩应力，在较薄弱的部位出现拉伸裂缝。

　　由此形成的裂缝在建筑结构中数量较多、分布较广，开裂程度也比较大。干缩裂缝的形式一般有以下几种：①在墙体中部出现的阶梯形裂缝。②环绕在块材周边灰缝的裂缝。③在外墙（多发生在窗下墙）出现的竖向均匀裂缝。④在山墙等大墙面出现的竖向裂缝或水平向裂缝。

　　干缩裂缝一般多出现在高层建筑的下面几层，这是因墙面的收缩变形受基础和横墙的约束所致。干缩裂缝往往呈丝状分散在灰缝之中，在清水墙中不易发现，而在粉刷抹面时较为明显。干缩裂缝宽度较小，一般在 0.3 mm 左右。

　　1.4 沉降裂缝

　　沉降裂缝不是因建筑物地基不均匀沉降引起的，而是因砌体本身的沉降所致。比如房屋窗角处出现的裂缝，可将其看作是由于窗台墙和窗间墙的高度不同，所承受的荷载值不等而引起的。特别是在窗口较大或窗间墙受到较大的集中荷载时，窗角处就会产生较大的集中应力，进而使窗角处呈 45°开裂。同时，砌筑砌体时，每日砌筑的高度过高、水平灰缝厚度太厚也会引起灰缝变形、墙体沉降，导致墙面抹灰层裂开。此外，混凝土框架结构的填充墙在梁底和墙顶部位置出现的裂缝多数属于沉降裂缝。

　　1.5 施工不当造成的裂缝

　　1.5.1 阶梯形裂缝的形成原因阶梯形裂缝的产生主要有两个原因：①施工前没有提前计算砌块模数和灰缝厚度，并将模数剩余量集中到一处灰缝厚度内，且按每皮间隔留置，再加上抹灰前没有提前嵌填砂浆，由此产生有规则的阶梯形裂缝。②砌块顶端部位未嵌填砂浆或灰缝饱满度低于 60%，再冲水刮浆，使竖缝中的灰浆冲散流淌。

　　1.5.2 水平裂缝和间断裂缝的形成原因水平裂缝和间断裂缝的产生主要有三个原因：①在砌筑墙体的过程中未加设皮数杆、灰缝厚度不均匀、没有统一标准，且砂浆稠度过大；在气候炎热、干燥时，没有及时湿润砌块。②砂浆配合比未经试验取得，而是根据以往的经验随意拌制，由于搅拌不充分、拌和不均匀，最终导致砂浆强度达不到设计要求。③抹灰前，未对基层表面浇水湿润、清理浮浆，且抹灰时间间隔未按要求设置，从而导致填充墙抹灰面层空鼓开裂。

　　1.5.3 梁底裂缝的形成原因梁底裂缝是混凝土框架结构填充墙的质量通病。出现梁底裂缝的原因主要有：①由于受填充墙高度和灰缝厚度的影响，砌块皮数不可能为整数，且最后一皮没有用混凝土砌块严密堵实。②选材不当。现场砌筑过程中随意使用破碎砌块或其他材料垒砌，并未严密堵实，甚至用红砖且不带砂浆斜码最后一皮砖，斜砌部分两端的三角形孔洞和墙中间的孔洞未用砂浆或细石混凝土严密堵实，随着时间的推移，必然会产生裂缝。

　　1.5.4 直裂缝的形成原因纵横隔墙交叉处的裂缝多为间断裂缝，框架柱与填充墙间的裂缝多为直通裂缝。产生这种裂缝的原因主要有以下三个：①在施工前未计算模数或未考虑砌块的规格、型号，导致出现很宽的边灰缝，填充墙不能与柱挤紧。②人为因素导致灰缝变窄，并且在端头没有用砂浆干铺、墙体交叉处没有设置咬槎，导致通缝的形成。③墙体拉结筋的设置不合理。施工过程中拉结筋数量不足，甚至私自取消拉结筋；拉结筋两肢未分开，扭曲未进行调直，拉紧后直接置于砂浆中；拉结筋位置高度高于灰缝，形成错位，而未起到拉结作用。

　　1.5.5 门窗顶头倒“八”字裂缝的形成原因由于过梁板端处墙体砌筑不规则，两端搭接长度较小或预制梁板底部没有使用座浆垫平，而是直接干铺，从而形成门窗顶头倒“八”字裂缝。

　　1.5.6 竖向通直裂缝或间断裂缝的形成原因竖向通直裂缝或间断裂缝一般是因通缝墙体局部受剔凿强弱电管道和沟槽产生的外力冲击引起，或因砌块砌筑时留置的直槎间断处未设置拉结筋引起。

　　1.5.7 其他不规则裂缝的形成原因抹灰层自身收缩、空鼓，接槎未按规范处理；同时，在墙体上的洞口和脚手架洞眼等处嵌填砂浆不密实。

　　2 裂缝的控制及处理措施

　　2.1 使裂缝发生在预定的位置

　　采取相应的施工措施，使裂缝产生在预定的位置，避免填充墙产生裂缝。具体做法为：①设置滑移缝或滑动层。滑移缝与控制缝不同，控制缝是垂直的，而滑移缝是水平的。此做法允许填充墙与框架梁在交界面处进行限度内的自由伸缩，减小因变形积累受约束而引起的内力，从而防止填充墙开裂。②设置竖向控制缝。竖向控制缝不等同于相邻两面墙体的伸缩缝。

　　在单独的一面墙体上设置控制缝，旨在将较长的墙体依次划分成若干个较小的区域。分隔缝段在填塞后能使每段墙体自由伸缩，减小因收缩变形、温度引起的应力，从而减少填充墙上的裂缝。

　　2.2 加强施工过程控制

　　加强施工过程控制可从原材料的质量和施工的质量入手，具体措施为：①选用具有特定颗粒级配的材料。良好的材料颗粒级配可有效改善混凝土砌块的性能。②填充材料应在砌筑前一两天浇水湿润，防止相对含水率超标。砌筑高度应控制在 1500 mm/d 左右，在梁和板底最后一皮砌筑处尽量留出 300 mm的作业空间。为防止砌体本身的沉降裂缝，砌筑至少应间隔 7 d，待下部墙体变形稳定后再砌筑，并嵌填密实。③施工过程中不应使用豁土砖与混凝土小砌块共同砌筑。这是因为如果材料材质不同，在这两种材料的交界处易产生界面裂缝，因此，应尽可能使用规格砌块，切断裂缝产生的源头。④在砌筑时应使砌块错缝搭接，上下孔洞应错位对齐，搭接长度不小于 90 mm。

　　对于不能满足搭接要求的特殊部位，应将拉结筋设置于灰缝中。

　　在砌筑过程中，砌筑墙体的灰缝宽度应控制在 8～12 mm，竖向灰缝饱满度不低于 90%，水平灰缝饱满度不低于 95%，且通常采用铺灰挤浆法进行砌筑。砌筑过程中的墙面勾缝必须用同一批次的砂浆作同步处理，当天完成施工任务后应留斜槎，斜槎水平投影长度应不小于高度的 2/3，无特殊情况，禁止留直槎。

　　在门窗洞口处施工时，应提前做好组织计划，门窗洞口统一预留，其侧边与交接处墙面的距离应不小于 600 mm，且施工时所采用的砂浆强度等级应相应提高一级。内墙高度较高时，宜采用双排脚手架，尽量不要用单排脚手架，以免造成墙体穿孔。

　　同时，应与安装工作密切配合，尽量减少因预留管道错误引起的电管线开槽现象。如果此现象不可避免，可在补砌完墙体后采取一定的措施，使墙体灰缝横平竖直、砂浆饱满、均匀密实。⑤在填充墙与梁柱的结合处或门窗洞口边框处抹灰前，应着重清理基层、刮浆打底，并满挂Φ4@200×200 钢筋网，以增加抹灰层的强度，防止抹灰层开裂。大面墙体施工前应对基层进行处理，并甩浆打底，抹灰前基层表面应提前一两天用喷雾器喷水润湿，使砌块墙面渗透深度达到 8～l0 mm。含水率应小于5%，施工前基层表面不得挂有水珠。抹灰应控制在两三遍成活，且要有一定的时间间隔，常温下以 1 d 为宜，严禁第一遍抹灰完成后立即进行第二遍抹灰。施工完成后应喷水养护，确保粉刷砂浆强度达到设计要求。

　　2.3 加强施工质量管理

　　除了要在设计概念上实施裂缝控制措施外，还要在施工中加强质量管理，防止裂缝的出现。具体做法为：①从砌体构造要求来讲，应严格按设计说明和选用的施工标准图集施工，顶层和底层砌块外墙做钢筋砼窗台。②在砌体施工前，施工单位应与供货方及早签订合同，满足合同规定的堆置时间为 28 d 的要求后，方可进入现场砌筑。③加强砌筑施工单位自身的质量管理，严格按砌筑工艺施工，严禁干砖上墙，同时也要保证砌筑所用砂浆的质量。④剪力墙结构、混凝土框架结构的填充墙砌筑应根据现场施工情况，提前做好施工准备工作。根据墙体尺寸、砌块尺寸和灰缝厚度计算砌块皮数和排数，按设计要求选择砌块规格，同时配备转角处缺口砌筑材料，尽量不用其他材料代替。砌筑时，必须要立杆挂线，依线而砌。表 1 所示为填充墙砌体尺寸允许的偏差值统计。⑤抹灰施工前应严格执行验收制度。对于在预埋管道、预留沟槽、预埋件、预留洞口、梁底柱边等处检查出的质量问题，应依据施工方案及监理意见进行处理。⑥根据所用加气块尺寸设置砌体的拉结筋定间距，并用环氧树酯植筋法施工，确保拉结筋的施工质量，严禁出现打折、拐弯现象。【1】

　　
　　3 结束语

　　综上所述，目前因墙体开裂引发的问题依然随处可见，高层建筑填充墙裂缝的预防与控制仍是关注的焦点，值得深入研究、探讨。要想真正解决墙体开裂问题，不仅要严格按照规范施工、加强施工质量管理，还要针对工程结构、材料特征，在设计、施工阶段采取相应的构造措施，并加大技术、人员和资金的投入。

　　参考文献
　　
　　［1］袁广林.建筑工程事故诊断与分析［M］.北京：中国建材工业出版社，2007.
　　［2］孟文清.建筑工程质量通病分析与防治［M］.郑州：黄河水利出版社，2005.
　　［3］袁海清.建筑结构检测鉴定与加固手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，2003.
　　［4］中华人民共和国建设部.GB 50003—2001 砌体结构设计规范［S］.北京：中国计划出版社，2001.
　　［5］陕西省建筑科学研究设计院.GB 50203—2002 砌体结构工程施工质量验收规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2002.
　　［6］陕西省建筑科学研究设计院，陕西建工集团总公司.GB50203—2011 砌体结构工程施工质量验收规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2011.