罗 雯

（吉首大学张家界学院土木工程学院，湖南 张家界 427000）

0 引言

建筑结构施工过程中可能存在的质量隐患会导致使用过程中出现墙体裂缝等工程质量问题。对存在该类质量隐患的工程，通常会通过检测来确认，也会实施加固措施防范于未然。据不完全统计，目前我国约有1/3 的住宅已快达到设计使用年限，这类建筑也迫切需要保养维护，尤其需对既有结构提供检测并采取加固措施，保证建筑的结构安全和正常使用。基于此，我们有必要加强对住宅墙体裂缝的检测工作，更有必要研究针对性的加固措施。本文结合韶山市阳光水岸商住楼砌体结构承重墙体裂缝问题的检测及加固维修展开讨论，以总结住宅墙体裂缝的检测与加固经验，为更多同类建筑提供参考。

1 工程概况

韶山市阳光水岸商住楼的墙体厚度240mm，整体结构采用砖混结构，地下车库区域采用底框结构。由于修建时间比较久远，居住在该楼西面六楼的业主反映六楼厕所的墙体出现了一条较长的裂缝。受韶山红日建筑公司的委托，湖南科技大学检测中心于2021 年10 月26 日对西面六楼的墙体进行检测，并对其成因进行了分析。

2 裂缝的检测

2.1 具体检测内容

（1）对商住楼西面六楼主卫墙体和底部一层对应墙体的裂缝的宽度、深度、长度及走向进行检测。

（2）用全站仪水准测量法对商住楼西面外墙进行倾斜程度的测量及评估。

（3）用全站仪对商住楼西面底框架梁挠度进行变形情况的评估。

2.2 检测结果

2.2.1 西面六楼主卫墙体裂缝检测结果

通过在墙体设置不同的测点1、2、3、4、5，测点裂缝沿着45°的方向从墙右下角展开到左上角。测得5个测点的裂缝宽度，1号测点的裂缝宽度0.56mm、深度240mm；2号测点的裂缝宽度0.52mm、深度240mm；3号测点的裂缝宽度0.33mm、深度240mm；4号测点的裂缝宽度0.17mm、深度240mm；5号测点的裂缝宽度0.24mm、深度240mm；其中右下角偏上的位置裂缝宽度较宽，向两侧逐渐递减。

2.2.2 西面外墙墙体裂缝检测结果

通过肉眼观察发现，位于西面底框上的2 楼楼层的对应位置墙体没有发现明显可见的裂缝分布，整个墙体的表面完整，没有出现影响其正常使用状态的问题。

2.2.3 西墙面倾斜测量结果

西墙面的1 楼和4 楼通过TS30 全站仪进行观测，分别在1 楼的第1 块瓷砖、第5 块瓷砖、第9 块瓷砖、第14 块瓷砖、第19 块瓷砖、第24 块瓷砖、第29 块瓷砖、第34块瓷砖、第39块瓷砖设置9个测点，测得局部倾斜值0.0008mm。分别在4楼的第1块瓷砖、第5块瓷砖、第9块瓷砖、第14 块瓷砖、第19 块瓷砖、第24 块瓷砖、第29块瓷砖、第34 块瓷砖、第35 块瓷砖设置9 个测点，测得局部倾斜值0.0017mm。根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）中规定的墙体局部倾斜值均小于0.002mm 的规范要求，通过现场检测结果的分析可知，倾斜测量结果均满足规范的要求。

2.2.4 西墙底部框支梁检测结果

（1）西墙底部框支梁没有明显的可见裂缝出现。

（2）通过TS30 全站仪对西墙底部梁进行观测，其测量结果是：L3梁的梁中挠度为0.0047mm，长度为2.4m，（1/213）；L2梁的梁中挠度为0.0005mm，长度为1.8m，（1/2000）；L1梁的梁中挠度为0.0003mm，长度为4m，（1/3333）。根据《混凝土结构设计》（GB50010-2010）规定限值1/200 的要求，现场检测结果均满足规范的要求[1]。对西面底框上的2 楼楼层对应位置的墙体裂缝进行检测，对西墙面、西墙底部框支梁的观测，均没有发现明显裂缝和变形。

3 检测结果分析

3.1 裂缝特征

经检测，韶山市阳光水岸商住楼仅在西面六楼主卫墙体出现了一条通常呈45°的斜裂缝。该裂缝呈中间大、两端小的分布特点，最大宽处为0.56mm，深度裂通，超出正常使用极限状态要求，需进行处理。

3.2 砖混结构裂缝的成因分析

砖混结构裂缝主要由承载力不足、地基沉降及温度变化等三类原因引起。其中承载力不足往往是荷载较大，材料强度不足引起的，裂缝常分布在结构底层或受力较大的构件；地基沉降引起的裂缝呈下层大，上面小的分布特点；温度引起的裂缝往往呈顶层大（顶层温度变化大）而下层小的分布特点。

该项目中，西面外墙和底层局部框支梁经检测都未见明显的裂缝和倾斜，且满足现行规范对挠度的要求，不满足由地基沉降引起开裂的原因。西面外墙位于顶层，自身荷载比较小，其它构件传过来的荷载小，西面外墙以下对应位置的墙体同时未见有相应裂缝出现，不属于因承载力不足引起的开裂。经检测，该裂缝的墙体位置位于顶层西面，根据裂缝开展的方向，其可能的原因是夏季温度高，钢筋混凝土楼板与砌体的温度线膨胀系数不同，砌体外墙及钢筋混凝土屋面板各自受到温度影响发生变形。室内空调温度保持恒定，内墙的温度膨胀效应不显著。外墙和屋面板受热膨胀，对内墙产生向外及向上的拉应力作用，拉应力超过了混凝土极限抗拉强度，内墙就会开裂。

砖混结构建筑中的钢筋混凝土楼板与砌体的温度线膨胀系数不同。砖混结构温升裂缝产生的重要原因是温度线膨胀系数的差异。钢筋混凝土的线膨胀系数约为10×10-6，砖砌体的线膨胀系数为5×10-6，两者相差一倍[2-3]。在建筑的整体结构中，钢筋混凝土楼板与砌体是相互影响的。

4 墙体裂缝成因有限元模拟分析

鉴于检测墙体在底部楼层未见相应裂缝，同时底部框支梁亦未见明显的裂缝和挠度，考虑到裂缝出现在西面顶层，初步判断裂缝产生的原因是温度影响。为此，采用有限元分析软件SAP2000 对该住宅开裂的墙及周边墙整体进行局部建模，同时考虑顶层屋顶及西面墙体的温度荷载，对该墙体裂缝成因进行有限元温度分析。

4.1 SAP2000模型

如图1 所示，运用壳单元模拟楼板及墙体，其中楼板按120mm 厚C20；墙体按240mm 厚M10，M5.0组合砖砌体考虑。

图1 墙整体模型

4.2 温度荷载输入

仅考虑顶层楼板和西面墙体施加温度梯度荷载，考虑到夏季室外太阳直射下温度可达到80℃，室内因使用空调温度仅为20~25℃，最大温差按60℃考虑。

4.3 计算结果

根据日照分析，整栋建筑物的南面外墙受到日照时间长，由于南方地区，冬季和夏季温差相差比较大。特别是在夏季，太阳直射部分的室外墙面温度可达80℃左右。与南面外墙相邻的西面六楼主卫墙，由于室内没有太阳直射，同时户主自行采取降温措施，维持室内温度在20℃左右，对比室外墙面最高温度80℃左右，内外墙的温度差达到60℃。内墙收缩和外墙膨胀，二者之间产生变形差从而产生拉应力，随着时间的推移，周而复始使得墙体逐渐出现了裂缝，这与住户的反映也基本吻合[4]。墙体及卫生间墙的应力云图见图2、图3所示。

图2 墙整体应力云图

图3 卫生间墙应力云图

纵横墙交接处存在构造柱在有限元分析中没有考虑，构造柱与墙体根据构造要求设置φ6@250的拉结钢筋，使得内隔墙裂缝出现在墙体中间，与计算结果略有区别。

现有的裂缝理论还很不完善，裂缝本身又有较大的离散性，计算结果误差较大。且目前只验算横向裂缝，但从长期来看，横向裂缝对结构耐久性的影响并不大，而纵向裂缝对结构耐久性的影响最大却又不进行验算；目前只验算混凝土表面的裂缝宽度，而直接影响耐久性的是钢筋表面处的裂缝宽度，同样不进行验算。在裂缝计算理论尚不完善的情况下，提高结构耐久性的有效措施通常有提高混凝土的密实性、适当加大混凝土保护层以及合理的构造措施等几种。

5 裂缝的处理建议

钢筋可有效约束一定范围内混凝土的不均匀变形，这样，在宏观上就大大提高了混凝土的极限拉伸应变，通常把这个范围称为钢筋的约束区，研究表明钢筋约束区大约为钢筋周围7.5d的范围。利用钢筋约束区的概念，在混凝土易开裂的局部布置钢丝网，可有效提高抗裂性或减小裂缝宽度。基于钢筋约束区概念，该工程裂缝采用如下措施进行处理：

（1）对裂缝灌注环氧树脂封闭；

（2）对存在裂缝的墙体凿除现有瓷砖，增加钢筋网水泥砂浆（钢筋采用4@200双向钢筋网，水泥砂浆强度等级M7.5，砂浆带宽400mm）抹面封闭。

（3）对加固后效果定期（特别是夏季最为炎热的时候）进行观测记录。

6 结束语

本文对韶山市阳光水岸商住楼的承重墙体裂缝进行裂缝宽度、深度、长度及走向进行检测。通过对外墙进行全站仪水准测量，评估其倾斜程度；对底框架梁挠度进行全站仪测量，评估其变形情况，然后采取必要的结构加固措施，使其达到结构的正常使用要求。本次检测过程及加固措施，可以为同类型的结构改造加固提供借鉴。