砖砌女儿墙裂缝分析

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中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

平顶砖混结构房屋采用在女儿墙根设置汇水天沟的有组织屋面排水方式，竣工后数年内陆续出现在女儿墙面上的裂缝现象，可归纳为两端的八字缝、墙根的水平缝和中部的垂直缝三种形式。先对这些裂缝现象进行分析。

产生的原因

砖砌女儿墙裂缝的主要原因是，砖砌体随温度变化而热胀冷缩变形受到约束，砖化为砌体内的变形应力，当次应力峰值大于砌体抗力时，峰值部位出现裂缝。

构成约束条件的因素

女儿墙暴露于大气之中，受环境气温变化的影响，其热胀冷缩变形被下部温度较为稳定的墙体约束，砌体内部出于复杂的应力状态。此种约束条的影响自上而下逐渐减弱。维持约束条件的是砌体下部水平灰缝的抗剪能力，由砌筑砂浆强度等级、砂浆与砖块的粘结力和灰缝摩擦阻力等因素构成。

混凝土（压顶、圈梁）的热胀冷缩洗漱为砖砌体的2倍，二者通过混凝土（或砂浆）的粘结力结合为一体，当出现温度变形时，二者互为约束条件。

砖砌体内应力分布状态与裂缝的关系

无压顶的女儿墙，砌体温度高于或低于其砌筑成型时的温度时，热胀冷缩变形受到约束，砌体内产生压缩或拉伸力，在墙体内的不同部位因变形不等，形成的应力也不等：在砌体的横剖面上，约束在女儿墙与下部墙体交接处，故下部应力大，上部应力小；在纵剖面上，约束变形量沿轴线各处不等，上下部变形差异最大处在两端。故温度变化时，女儿墙体的纵向膨胀或收缩受到约束，类似矩形断面水平杆件偏心受力时的应力状态，在墙体斜截面内形成的压应力或拉应力及根部水平灰缝内的剪应力，最大部位在墙体两端。在升温时女儿墙砌体受约束处于整体受压状态，因砌体具有抗压性能，且部分约束应力被砌块与竖缝砂浆间界面接触的不密实性分散为微小的变形而得到释放，故升温时砖砌女儿墙墙面很少出现裂缝。

对于设有混凝土压顶的女儿墙，当环境气温高于混凝土成型时的温度时，因温度变形混凝土与砖砌体互为约束条件，混凝土内产生压应力，砖砌体内产生拉应力，此拉应力字女儿墙中部向两端递增，并自压顶混凝土与砌体界面处向女儿墙根部递减。因热胀变形女儿墙整体处于受压状态，所以仅当砌体内拉应力大于其抗体强度时，女儿墙端部墙面才会出现与水平成倍增长45°左右的八字形裂缝。下面以墙端八字缝实例做形象分析。取以裂缝AC为对角线的正方形ABCD墙体 ，CD线以上墙体完全暴露在大气中，砌体温度变化与环境温度同步，CD线以下墙体内温度相对较为稳定。设温升时C、D点受下部墙体约束无位移，A、B点则因约束影响较小相对位移至a、b点，从菱形abCD对角线aC大于正方形ABCD对角线AC可知，墙体内存在垂直裂缝方向的拉应力，当砌体内该方向的抗拉强度大于此拉应力时，裂缝不会发生。但有混凝土压顶的女儿墙，温升时上不贴近混凝土压顶的砌体内产生拉应力，有可能使垂直裂缝方向的拉应力超过砌体抗拉强度，符合裂缝生成和展开的实况，见下图。

当女儿墙下部约束变形部位砌体内的温度变形应力超过其灰缝抗剪强度时，将在女儿墙根沿水平灰缝出现裂缝，此种情况升温将均有可能发生，此时约束失效，变形应力得到释放，女儿墙根部既已出现水平裂缝，就不会出现八字裂缝了，故八字裂缝总是出现在水平裂缝之前。女儿墙根的水平缝，通常是两端眼中中部较轻，且较多为连续性的裂缝，首先出现在两端及水落口左右，并逐渐发展形成通长的水平透缝。

女儿墙根部水平裂缝的特征

女儿墙根天沟下部保温层厚度不够，沿圈梁全长连续水平裂缝。

带有部分弧线的女儿墙，温升热胀时弧线部分的变形手两端直线部分的约束，膨胀力将弧线部分砌体向外侧横向挤离原位。

因为力横向推移墙体产生的水平裂缝，如屋面水泥砂浆找平层未作分格缝，温升时找平层热胀变形，将女儿墙砌体从根部横向推离原位悬出墙外。

与女儿墙砌体平行设置的天沟渗漏，以致保温层内积水饱和，冻胀力将女儿墙砌体从根部向外侧推离原位。此种现象多发生在水落口左右。

当女儿墙砌体内应力状态未能导致八字缝、水平缝的情况下，在较长的女儿墙的中部又节能出现垂直裂缝：一般女儿墙都有水泥砂浆压顶和双面抹灰，温将冷缩时压顶和抹面砂浆收缩约为砖砌体的2倍，虽通过砂浆的粘结力将二者结合为一体，但二者的温度变形互为约束条件，故降温冷缩时抹灰层内产生应力，砖砌体内产生压力。由女儿墙整体处于受压状态，故在较长直线段的墙面中部首先是抹灰层出现垂直裂缝，再发展到砖砌体。但温升热胀时抹灰层内产生压应力，砖砌体内产生拉应力，因女儿墙整体处于受压状态，砌体内拉应力受外部抹灰层的控制，在砌体竖向灰缝的微小变形中分散消失，不会出现明显的裂缝。

女儿墙根部水平裂缝的主要原因

从女儿墙横剖面上可以看出，该处为砌体断面突变部位，也是砌体内上下部位温差最大的过度处，这两点是产生局部应力集中的条件。按施工顺序，该处是砌筑施工先后工序交接停歇处，顶层墙体砌完以后要浇筑圈梁混凝土、安装屋面板之后才砌筑女儿墙。凡是工序停歇交换部位极易出现质量缺陷，如砌体的最后一匹砖常被圈梁纸膜、绑筋等工序碰撞移位，砌筑女儿墙之前未能认真清扫修复及充分湿润基层工作面等。

按传统的屋面排水设计模式，屋面汇水天沟与女儿墙平行设置，女儿墙跟天沟沿线屋面保温层厚度很难达到设计要求，特别是落水口附近，局部坡度还要加大，一直天沟被埋设到保温层内已成通病。该处正处于圈梁与砖砌体交接界面，墙体温度因环境温度变化而升降频繁，不但影响约束条件的稳定性，而且变形应力反复变化也会导致砌体抗力的下降。

分析温升温降对裂缝生成的影想程度，还要注意到其约束条件的稳定性和砌体（或混凝土）施工季节的气温情况这两个极为重要的因素。一个裂缝现象的形成，很少只有一个简单的原因，而是多种因素或重叠或交叉的共同作用。砖砌体的干缩和混凝土压顶的干缩、自缩等不可逆收缩特性，在砌体内形成的预拉应力状态，温降时能加剧收缩裂缝的形成和发展，是一个不可忽视的潜在的恒定因素。

预防措施

针对女儿墙裂缝的一些特征，建议结合实际有选择地采取增强砌体内温差的对应措施，以控制裂缝的发生和发展。

从设计上提高女儿墙砌体的抗力

将屋面纵、横坡均设计为避免2%，使汇水天沟远离女儿墙根，与檐墙成倍增长45°交角，找好各天沟的坡度，该做法经实际推广应用证明效果良好。

选用高效隔热保温材料，按计算确定其最小厚度，并将屋面各主要部位的找坡高度标注在图面上。

适当提高女儿墙砌筑砂浆的强度等级，一般不低于M5。

结合抗震设防要求，在女儿墙内沿轴线设置的造柱，间隔2~3m，与顶层圈梁即女儿墙压顶锚固。女儿墙轴线与圈梁错位时，须将圈梁断面在构造柱处局部放宽。实践证明，采取抗震构造措施的女儿墙，完全可以控制温度变形裂缝的发生和发展。

在屋顶平面上标出找平层分格缝的位置，并注明其具体做法。最好将分格缝兼做保温层的通气道，以便排除因放水层渗漏而滞留在保温层内的潮气。

在防水层表面涂刷吸热性小的浅色涂料或敷设反光材料。

严格要求施工

砌女儿墙之前要清扫、检查、修理好下部墙体的缺陷，提前浇水湿润工作面；砌砖时要切实做到灰浆饱满、灰缝均匀。

不设构造柱的转角砌体纵横墙必须同时砌筑或留斜槎，不允许埋设拉结筋的作法代替斜槎。

上料口等临时间断处需处理设2￠6拉结筋，间距不大于500mm。

顶层外墙圈梁不宜利用半砖砌体作外膜，宜先浇圈梁混凝土，后砌墙体，或在圈梁混凝土与墙体间夹以隔离缓冲材料（如硬泡沫塑料板）。否则，至少也要在转角部位局部采取隔离缓冲措施。

铺设找坡材料和保温层时，要将标高控制线标绘在女儿墙上，进行实线操作，以确保隔热保温材料厚度检测偏差无负值。

加强检查维护

为防止因层面渗漏保温层内积水引发的冻胀裂缝，还应加强日常的检修维护，以防患于未然。