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淺述建筑物墻體裂縫主要因素及加固
論文關鍵詞：建筑物墻體；裂縫；加固處理
論文摘要：建筑物墻體由于地基產生的不均勻沉降超過一定限度時就會產生開裂。以致危及建筑物的安全使用。本文是作者在近幾年的工作過程中，結合某工程實例，就該建筑物墻體開裂的原因分析以及針對這一事故該如何處理，進行了簡要的闡述和分析。以供同行參考和借鑒。
前言
當建筑物地基產生的不均勻沉降超過一定限度時，建筑物墻體就會產生開裂。起初，墻體的開裂為發絲狀裂縫，不易察覺之后，隨著地基不均勻沉降加劇，墻體的開裂加長,增寬，最后使裂縫貫穿墻體，以致危及建筑物的安全使用。
建筑物墻體開裂的事故多數是由于地基不均勻沉降所致，具體有下列幾個原因：
(1)地基中存在局部高壓縮性軟弱土層，或軟弱土層雖然分布在整個建筑物地基中，但厚薄不均，相差懸殊。
(2)置于軟弱地基上的建筑物由于鄰近。工程產生的附加應力擴散已有建筑物，引起不均勻沉降，導致墻體開裂。
(3)施工不符合規范要求，形成質量隱患，造成事故。如基槽開挖后被水浸泡嚴重，擾動地基上的原狀結構，又未采取妥善處理措施。
考慮到建筑物墻體開裂事故較多，事故一旦發生，不僅影響觀感，而且對使用者心理影響不好，嚴重的事故危及建筑物結構安全，因此值得我們重視。
事故調查應注意的主要內容
(1) 設置情況：設計單位資質情況，設計圖紙的深度，設計構造是否合理，結構計算簡圖和計算方法及結果是否正確。
(2) 地基基礎情況：地基實際狀況，基礎構造尺寸和勘察報告，設計要求是否一致，必要時應開挖檢查，
(3)結構實際狀況：包括結構布置，結構構造，連接方式方法，構件狀況和支撐系統。
(4) 結構上各部作用荷載的調查：主要指結構上土的作用及其效應，以及作用效應組合的調查分析，必要時進行實測統計。
(5) 施工情況：包括施工方法，施工規范執行情況，施工進度和速度，施工中有無停歇，施工荷載的統計分析等到。
(6) 建筑多形觀測：沉降觀測記錄，結構或構件變形觀測記錄等。
(7) 裂縫觀測：裂縫形狀與分布特征，裂縫寬度、長度、深度以及裂縫的發展變化規律等。
(8) 使用調查：若事故發展在使用階段，則要調查建筑物用途是否改變，荷載是否增大，已有建筑物附近是否有新建工程，地基狀況是否變化。
1 事故處理實例
某工程為一教學樓，建筑物南北軸向56.38m，東西軸向32.38m。建筑物高度為28m，教學樓南北兩端各為一大教室，面積是37×24m⒉，混合結構，縱墻承重。
該工程于1998年高性能計，2000年建成使用，2002年發現墻體開裂，之后，裂縫日趨嚴重，最終成為危房，停止使用，于2004年對該項工程加固處理。
2 教學樓開裂情況描述
教室使用時，工程完好，第二年開始發現在第三層和第四層樓地面預制板搭接處有裂縫，在西立面發現自上而下墻體垂直向斷裂。之后，教學樓的裂縫增多，變寬。經統計，磚墻裂縫東立面13條，西立面25條，最大的一條裂縫位于樓房中部，離北端23~24m處，裂縫長度超過6.5m，寬度20m，室內外貫穿整個大樓中部所有內外墻，混凝土梁和樓板等到部位多次出現斷裂。
3 處理方法
該工程設計時，沒有系統地勘察，缺乏必要的地質資料，在事故發生后，為分析其原因，研究處理方案要重新進行勘察。
打鉆孔13個，一般孔深為8~9m上下，最深的為19.4m，同時取原狀土進行土的物理、力學性能檢測，查明地基土分為以下土層：
(1)表層為人工填土，黃褐色，疏松，厚度為2.0～3.5m。
(2)第二層為粉質粘土，褐灰色，軟弱。
(3)第三層為有機土，灰黑色，軟弱，550℃燒灼失量5％~15％，厚度是0．5~1.4m
(4)第四層為泥炭，黑色，含有大量未分解的植物，燒灼失量高達15~35％，天然密度很小，天然含水量高，比重低，天然孔隙比高,標準壓縮系數均超過高壓縮性塑性指數極高，此層厚度不均勻，兩端薄，中間厚，東南角無此泥炭層。
(5)第五層為砂礫石，密實，厚度為0.8~1.5m。
(6)第六層為粉質粘土，黃褐色，密實，埋藏在8.0~16.8m之間。
(7)第七層為砂礫石，密實，厚度超過2，0m，未穿透，埋藏在16．8~17．5m以下。
4 教學樓事故分析
4.1 客觀原因
4.1.1 該工程位于地質情況復雜地段，建筑物西部與西北部地基軟弱層厚達6~7m，尤其第四層泥炭層極為疏松軟弱，超過壓縮性，極為罕見，建筑物東南部無此泥恢層，地基較堅實，建筑物位于軟硬相差如此懸殊的不同地基上，必然產生過大的不均勻沉降，這是導致樓房嚴重開裂的主要客觀原因。
4.1.2 南北兩端教室開間大，空曠，整體剛度小，難以抵抗嚴重不均勻沉降引起的附加應力。
4.2 主觀原因
4.2.1 勘察資料不詳，盲目設計，這是發生事故的根源。
4.2.2 形成一種錯誤觀念，以為軟弱地基處理失誤，只要把容許承載力設計值由120KPa降低至80KPa就可以滿足要求，即采取加大基礎底面寬度來解決軟弱地基問題。所以，各開間基礎寬度設計很不統一，有北面向外墻基礎的寬度B1=1.40m，東側外墻基礎B2=1.90m，西側外墻基礎寬由南往北采用B3=2.Om，B4=2.20m，B5=2.76m，B6=2.5mB72.65m。
一幢面積不大的樓房，采用七種不同密度的基礎，不僅是施工不方便，而且不能真正解決地基嚴重不均勻沉降問題。
4.2.3 軟弱地基未經加困處理，上部結構設計也沒有采取必要的結構加強措施，在已知地基軟弱的情況下，竟然未設置大截面頂圈梁和底圈梁。圈梁沒有做成封閉形式，到西部樓梯間，圈梁被切斷，此外圈梁的受力鋼筋配置不足，地基不均勻沉降，使二層圈梁拉裂，裂縫寬度達10mm，鋼筋扭曲變形，事實說明，上部結構設計剛度太低，強度不夠。
4.2.4 建筑物地基軟弱土的分布范圍不了解，隨意設計建筑物平面。實際軟弱土沿斜長方向分布，平面與立面分布不均勻，實測教學樓整體傾斜，而西南與東北角發生扭轉。
5 工程加固處理方案比較
5.1 加固地基方案
由于考慮到軟弱地基為有機土和泥炭，化學漿液很難與之化合膠結，放棄該方法。
5.2 打鋼板樁法
考慮建筑物建成時間不長，仍在繼續下沉，除了軟弱土受到荷載產生垂直壓縮外，還可能發生側向擠出，沿教學樓外圍四角打一圈鋼板樁，要吧防止側向變形，因鋼板樁施工難，故不采用該方案。
5.3 現澆混凝土樁托梁法
該方案要用∮＝330鉆頭，人工旋轉取出鉆孔內土，然后下套管，澆筑混凝土，待混凝土達到標號后，再用工字鋼托梁將樁與原基礎連接牢固，加固后，上部結構荷載的50％由混凝土樁承受。
該工程規模小，經計算得，需要在室內打下230根混凝土樁，材料與施工費用大，此方案因施工難，費用高而不采用。
5.4 分縫方案
鑒于該工程中部已產生一條垂直方向的大裂縫，因勢利導，利用這條裂縫做永久沉降縫，將該工程分為南北兩個單獨建筑物，自基礎起重新做兩道橫墻�？紤]永久沉降縫的位置與軟弱地基泥炭的分布并不一致，因此，分后可能還會出現新裂縫，同時拆除大裂縫處外墻復雜，施工困難，而且效果難以預料，沒有確實把握，故不采用。
5.5 減荷方案(拆除該建筑的二層)
由于第五層裂縫破壞最為嚴重，五層外窗間的磚墻還有水平裂縫，且第五層墻整體剛度差，如果拆除可減少總荷重9000KN，相當于減少壓應力36KPa。
這一方案技術上確把握，施工簡單方便，但是拆除第五層后，把使用面積減少，影響到使用功能，該方案行不通。
5.6 增加房屋整體剛度方案
考慮到該工程已建成多年，地基沉降已基本夠定，只要建筑物整體剛度足夠大，能夠對地基剩余的不均勻沉降引起的結構內力進行調查，于是設計增加教學樓三道圈梁和墻，以增加建筑物整體剛度。
三道圈梁的位置。四、五和頂層各做一道圈梁。圈梁的截面尺寸與配筋，應吸取原設計不足，應加大截面，增加配筋。
6 結束語
目前，建筑物墻體由于地基產生的不均勻沉降超過一定限度時就會產生開裂。這一事故發生頻繁，如果不進行及時有效的處理，隨著地基不均勻沉降加劇，墻體的開裂加長,增寬，最后使裂縫貫穿墻體，以致危及建筑物的安全使用。我們只有根據具體的實際情況分析事故的原因，提出有效的解決辦法，才能遏止事故的惡化造成不必要的財產損失。
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