砌體結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故的分析處理與研究

砌體結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量事故的分析處理與研究市政141

組長：蘇行制作：劉天暢收集資料：劉潤澤李俊兵陸楊董懿輝【摘要】

砌體結(jié)構(gòu)的房屋在中小城市建筑物中占的比例較大，分布較廣，而砌體結(jié)構(gòu)中的一般細小裂縫由于不危及使用，往往被人忽略。但這些裂縫在較長時間內(nèi)還不穩(wěn)定，降低了建筑物的抗震能力，在地震時容易引發(fā)墻體破壞，甚至墻體倒塌，必須重視解決。通過對某一地區(qū)某砌體住宅樓傾斜事故的產(chǎn)生原因,分析了傾斜的原因并提出了相應的處理措施。提出自己對砌體結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及其防治的淺顯建議。【關(guān)鍵詞】砌體結(jié)構(gòu)裂縫；地基沉降；整體剛度；伸縮縫；溫度裂縫1前言

雖然現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展十分迅速，但是由于其成本高，施工工藝復雜，大型設(shè)備較多，在現(xiàn)階段的城市發(fā)展中，不可能在中小城市及縣城中大規(guī)模發(fā)展，而砌體結(jié)構(gòu)的材料來源廣泛，施工設(shè)備和施工工藝較簡單，可以不用大型機械，能較好地連續(xù)施工，還可以大量地節(jié)約木材、水泥和鋼材，相對造價低廉，因而得到廣泛應用。但是由于砌體的抗拉、抗彎、抗剪性能較差，并且由于設(shè)計、施工以及建筑材料等多方面原因引發(fā)的砌體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量事故也較多，其中砌體出現(xiàn)裂縫是非常普遍的質(zhì)量事故之一。砌體中出現(xiàn)的裂縫不僅影響建筑物的美觀，而且還造成房屋滲漏，甚至會影響到建筑物的結(jié)構(gòu)強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性，也會給房屋使用者造成較大的心理壓力和負擔。在很多情況下，裂縫的發(fā)生與發(fā)展還是大事故的先兆，對此必須認真分析，妥善處理。2砌體結(jié)構(gòu)事故產(chǎn)生的原因及防治措施

引起砌體結(jié)構(gòu)墻體裂縫的因素很多，大體上有設(shè)計上對房屋的構(gòu)造處理不當，地基的不均勻沉降，收縮和溫度的變化，施工質(zhì)量不合格、使用的建筑材料不合格等。2．1對房屋的設(shè)計和構(gòu)造處理不當而引起了裂縫有一些砌體結(jié)構(gòu)的房屋的設(shè)計圖紙應用時未經(jīng)校核；或者參考了別的圖紙，但荷載增加了或截面減少了而未作計算；或者雖然作了計算，但因少算或漏算荷載，使實際設(shè)計的砌體承載力不足；也有的雖然進行了墻體總的承載力計算，但忽視了墻體高厚比和局部承壓的計算。如果砌體的承載力不足，則在荷載作用下將出現(xiàn)各種裂縫，以致出現(xiàn)壓碎、斷裂、倒塌等現(xiàn)象，這類裂縫的出現(xiàn)，很可能導致結(jié)構(gòu)的失效。預防措施：（1）細心認真地設(shè)計。對擬建砌體結(jié)構(gòu)的房屋，要做到力學模型準確，傳力清楚；荷載統(tǒng)計無誤；大梁下砌體要設(shè)梁墊并進行驗算；加強對圈梁的布置和構(gòu)造柱的設(shè)置，以提高砌體結(jié)構(gòu)的整體安全性。（2）裂縫一旦出現(xiàn)，要注意觀測裂縫的寬度及長度的發(fā)展情況，并及時采取相應的有效措施，如灌縫，封閉等，必要時要進行結(jié)構(gòu)加固，如粘鋼、碳纖維等。2．2地基不均勻沉降引起了裂縫當?shù)鼗l(fā)生不均勻沉降后，沉降大的部分砌體與沉降小的部分砌體會產(chǎn)生相對位移，從而使砌體中產(chǎn)生附加的拉力或剪力，當這種附加內(nèi)力超過砌體的強度時，砌體中便產(chǎn)生相對裂縫。這中裂縫一般都是斜向的，且多發(fā)生在門窗洞口上下。這種裂縫的特點是：（1）裂縫一般呈傾斜狀，說明系因砌體內(nèi)主拉應力過大而使墻體開裂；（2）裂縫較多出現(xiàn)在縱墻上，較少出現(xiàn)在橫墻上，說明縱墻的抗彎剛度相對較??；（3）在房屋空間剛度被削弱的部位，裂縫比較集中。為防止地基不均勻沉降在墻體上產(chǎn)生的各種裂縫而采取的措施有：（1）合理設(shè)置沉降縫將房屋劃分成若干個剛度較好的單元，或?qū)⒊两挡煌牟糠指糸_一定距離，其間可設(shè)置能自由沉降的懸挑結(jié)構(gòu)。（2）合理地布置承重墻體，應盡量將縱墻拉通，盡量做到不轉(zhuǎn)折或少轉(zhuǎn)折。避免在中間或某些部位斷開，使它能起到調(diào)整不均勻沉降的作用，同時每隔一定距離設(shè)置一道橫墻，與內(nèi)外縱墻連接，以加強房屋的空間剛度，進一步調(diào)整沿縱向的不均勻沉降。（3）加強主體結(jié)構(gòu)的剛度和整體性，提高墻體的穩(wěn)定性和剛度，減少建筑物端部的門、窗洞口，設(shè)置鋼筋混凝土圈梁，尤其是要加強地圈梁的剛度。（4）加強對地基的檢測，發(fā)現(xiàn)有不良地基應及時妥善處理，然后才能進行基礎(chǔ)施工。2．3收縮和溫度變化引起了裂縫熱脹冷縮是絕大多數(shù)物體的基本物理性能，砌體也不例外。由于屋蓋系統(tǒng)溫度變化出會使磚墻產(chǎn)生裂縫，由于溫度變化不均勻使砌體因不均勻收縮產(chǎn)生裂縫，或由于鋼筋混凝土圈梁與磚墻伸縮量不同也會產(chǎn)生裂縫。2.3.1屋蓋系統(tǒng)溫度變化時使墻體產(chǎn)生的裂縫這類裂縫較典型和普遍的是建筑物（特別是縱向較長的）頂層兩端內(nèi)外縱墻上的斜裂縫，其形態(tài)呈“八”字或“X”型，且顯對稱性，但有時僅一端有輕微者僅在兩端1～2個開間內(nèi)出現(xiàn)，嚴重者會發(fā)展到房屋兩端1/3縱長范圍內(nèi)，并由頂層向下幾層發(fā)展。此類裂縫對那種剛性屋面的平屋頂，未設(shè)變形縫、隔熱層的房屋就更易發(fā)生。產(chǎn)生的直接原因是混凝土結(jié)構(gòu)屋面的伸縮變形牽引其下磚砌體超過其材料抗拉強度的結(jié)果。一般來說，在陽光照射下，屋面板溫度可高達60～70℃，而其下的砌體僅為30～35℃，溫差引起的砌體主拉應力大于砌體本身的抵抗力的50％～300％不等。又加上房屋兩端為自由端，水平約束力小，上部砌體垂直壓力較小，如無相應措施，則上述裂縫在所難免。當屋面向兩端熱脹時，會使下部砌體出現(xiàn)正“八”字裂縫，當冷縮時，就會出現(xiàn)倒“八”字縫，一脹一縮則易出現(xiàn)“X”型縫。2.3.2由于溫度變化不均勻使砌體產(chǎn)生不均勻收縮產(chǎn)生的裂縫由于房屋過長，室內(nèi)外溫差過大，因鋼筋混凝土樓蓋和墻體溫度變形的差異，有可能使外縱墻在門窗洞口附近或樓梯間等薄弱部位發(fā)生向豎向貫通墻體全高的裂縫，這種裂縫有時會使樓蓋的相應部位發(fā)生斷裂，形成內(nèi)外貫通的周圈裂縫。另外，當房屋空間高大時，墻體因受彎在截面薄弱處（如窗間墻）會出現(xiàn)水平裂縫。2.3.3由于鋼筋混凝土圈梁與磚墻伸縮量不同產(chǎn)生的裂縫當材料隨時間發(fā)生收縮變形和自然界溫度發(fā)生變化時，由于鋼筋混凝土和墻砌體材料收縮系數(shù)和線膨脹系數(shù)的不同，會在房屋的墻體及樓蓋結(jié)構(gòu)中引起因約束變形而產(chǎn)生的附加應力，當這種附加應力過大時會在墻體上產(chǎn)生局部豎向裂縫。

防止收縮和溫度變化引起裂縫的主要措施有：（1）在過長房屋墻體中設(shè)置伸縮縫。將伸縮縫設(shè)在因溫度和收縮變形可能引起應力集中、砌體產(chǎn)生裂縫可能性最大的地方。（2）屋面設(shè)保溫隔熱層。屋面的保溫隔熱層或剛性面層及砂漿找平層應設(shè)分隔縫，分隔縫的間距不宜大于6m，并與女兒墻隔開，其縫寬不小于30㎜。屋面施工宜避開高溫季節(jié)。（3）樓（屋）面板下設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁，并沿內(nèi)外墻拉通房屋兩端圈梁下的墻體宜適當設(shè)置水平鋼筋。2．4施工質(zhì)量不合格，建筑材料使用不當引起了裂縫砌塊本身的質(zhì)量不合格，砂漿強度不夠，這些都會造成整個砌體的強度不夠，而造成砂漿強度偏低的原因是使用了不合格的水泥，施工配合比不準確，施工過程中不安設(shè)計留槎及放置拉結(jié)筋等，不少砌體結(jié)構(gòu)由于使用渣磚而產(chǎn)生裂縫，由于渣磚的原材料及生產(chǎn)工藝與普通粘土磚不同，其線膨脹系數(shù)與粘土磚亦不同。通過對諸多開裂砌體的統(tǒng)計分析，使用渣磚的砌體極易產(chǎn)生裂縫。不少砌體結(jié)構(gòu)由于墻體布置不當，構(gòu)造柱設(shè)置不合理，梁墊設(shè)計不合理等造成砌體的開裂。預防措施：（1）做好建筑材料使用前的各種檢測，不合格及資料不全的建筑材料嚴禁使用。（2）加強對操做工人上崗證的管理，持證上崗。（3）加大施工檢查力度，嚴格執(zhí)行“三檢制度”。3砌體結(jié)構(gòu)事故分析與處理實例3.1工程概況案例一某工程概況3號住宅樓位于該市某住宅區(qū)內(nèi),為五層砌體結(jié)構(gòu),在平面上被劃分為A、B兩部分(段),A段平面軸線尺寸為10600mm×26600mm;B段平面軸線尺寸為10600×53080mm;總建筑面積4160㎡。樓板為裝配式預制RC板,采用條形基礎(chǔ),下有750mm厚37灰土墊層。2003年房屋出現(xiàn)局部傾斜與裂縫，少部分已經(jīng)倒塌，其余墻體也有很多細小裂縫。下面我做了一個簡要統(tǒng)計，分析其引發(fā)原因。在勘查事故原因時，我們應秉持這樣一種態(tài)度，那就是“事故的引發(fā)可能由單一原因引發(fā)，也可能是幾個原因集合引發(fā)”。所以我們在處理時，要集合所有可能總結(jié)原因，在以后預防中都認真處理。從觀察分析可知，此砌體結(jié)構(gòu)墻體開裂比較嚴重，開裂較寬，房屋傾斜，地基以部分沉陷，結(jié)構(gòu)不合理，粘結(jié)不結(jié)實，配筋不正確，由此引發(fā)了砌體結(jié)構(gòu)事故。案例二某工廠新建一生活區(qū)，共14幢七層磚混結(jié)構(gòu)住宅(其中10幢為條形建筑，4幢為點式建筑)。在工程建設(shè)前，廠方委托一家工程地質(zhì)勘察單位按要求對建筑地基進行了詳細的勘察。工程于一九九三年至一九九四年相繼開工，一九九五年至一九九六年相繼建成完工。一年后在未曾使用之前，相繼發(fā)現(xiàn)10幢條形建筑中的6幢建筑的部分墻體開裂，裂縫多為斜向裂縫，從一樓到七樓均有出現(xiàn)，且部分有呈外傾之勢;3幢點式住宅發(fā)生整體傾斜。后來經(jīng)仔細觀察分析，出現(xiàn)問題的9幢建筑均產(chǎn)生嚴重的地基不均勻沉降，最大沉降差達160mm以上。事故發(fā)生后，有關(guān)部門對該工程質(zhì)量事故進行了鑒定，審查了工程的有關(guān)勘察、設(shè)計、施工資料，對工程地質(zhì)又進行了詳細的補勘。經(jīng)查明，在該廠修建生活區(qū)的地下有一古河道通過，古河道溝谷內(nèi)沉積了淤泥層，該淤泥層系新近沉積物，土質(zhì)特別柔軟，屬于高壓縮性、低承載力土層，且厚度較大，在建筑基底附加壓力作用下，產(chǎn)生較大的沉降。凡古河道通過的9棟建筑物均產(chǎn)生了嚴重的地基不均勻沉降，均需要對地基進行加固處理，生活區(qū)內(nèi)其它建筑物(古河道未通過)均未出現(xiàn)類似情況。該工程地質(zhì)勘察單位在對工程地質(zhì)進行詳勘時，對所勘察的數(shù)據(jù)(如淤泥質(zhì)土的標準貫入度僅為3，而其它地方為7~12)未能引起足夠的重視，對地下土層出現(xiàn)了較低承載力的現(xiàn)象未引起重視，輕易的對地基土進行分類判定，將淤泥定為淤泥質(zhì)粉土，提出其承載力為100kN,Es為4Mpa。設(shè)計單位根據(jù)地質(zhì)勘察報告，設(shè)計基礎(chǔ)為淺基礎(chǔ)，寬度為2800mm，每延米設(shè)計荷載為270kN，其埋深為-1.4m~2m左右。該工程后經(jīng)地基加固處理后投入正常使用，但造成了較大的經(jīng)濟損失，經(jīng)法院審理判決，工程地質(zhì)勘察單位向廠方賠償經(jīng)濟損失329萬元。案例三某市一商品房開發(fā)商擬建10棟商品房，根據(jù)工程地質(zhì)勘察資料和設(shè)計要求，采用振動沉管灌注樁，樁尖深入沙夾卵石層500以上，按地勘報告樁長應在9~10米以上。該工程振動沉管灌注樁施工完后，由某工程質(zhì)量檢測機構(gòu)采用低應變動測方式對該批樁進行樁身完整性檢測，并出具了相應的檢測報告。施工單位按規(guī)定進行主體施工，個別棟號在施工進行到3層左右時，由于當?shù)刭|(zhì)量監(jiān)督人員對檢測報告有爭議，故經(jīng)研究決定又從外地請了兩家檢測機構(gòu)對部分樁進行了抽檢。這兩家檢測機構(gòu)由于未按規(guī)范要求進行檢測，未及時發(fā)現(xiàn)問題。后經(jīng)省建筑科學研究院對其檢測報告進行了審核，在現(xiàn)場對部分樁進行了高、低應變檢測，發(fā)現(xiàn)該工程振動沉管灌注樁存在非常嚴重的質(zhì)量問題，有的樁身未能進入持力層，有的樁身嚴重縮頸，有的樁甚至是斷樁。后經(jīng)查證該工程地質(zhì)報告顯示，在自然地坪以下4~6m深處，有淤泥層，在此施工振動沉管灌注樁由于工藝方面的問題，容易發(fā)生縮頸和斷樁。該市檢測機構(gòu)個別檢測人員思想素質(zhì)差，一味地迎合施工單位的施工記錄樁長(施工單位由于單方造價報的低，經(jīng)常利用多報樁長的方法來彌補造價)，將砼測試波速由3600米/秒左右調(diào)整到4700~4800米/秒，個別樁身經(jīng)實測波速推定樁身測試長度為5.8m，而當時測試樁長為9.4m，兩者相差達3.6m。這樣一來，原本未進入持力層的樁，嚴重縮頸樁和斷樁就成為了與施工單位記錄樁長一樣的完整樁。該工程后經(jīng)加固處理達到了要求，但造成了很大的經(jīng)濟損失。案例四某市一開發(fā)商修建一商品房，為了追求較多的利潤，要求設(shè)計、施工等單位按其要求進行設(shè)計施工。設(shè)計上采用底層框架(局部為二層框架)上面砌筑九層磚混結(jié)構(gòu)，總高度最高達33.3m，嚴重違反國家現(xiàn)行規(guī)范〈建筑抗設(shè)計規(guī)范〉GBJ11-89和地方標準〈四川省建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一規(guī)定〉DB51/5001-92的要求，框架頂層未采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，平面布置不規(guī)則、對稱，質(zhì)量和剛度不均勻，在較大洞口兩側(cè)未設(shè)置構(gòu)造柱。在施工過程中六至十一層采用灰砂磚墻體。住戶在使用過程中，發(fā)現(xiàn)房屋內(nèi)墻體產(chǎn)生較多的裂縫，經(jīng)檢查有正八字、倒八字裂縫;豎向裂縫;局部墻面出現(xiàn)水平裂縫，以及大量的界面裂縫，引起住戶強烈不滿，多次向各級政府有關(guān)部門投訴，產(chǎn)生了極壞的影響。3．2事故處理方案1.通過認識了解到墻體開裂比較嚴重，所以在修復過程中，必須增加房屋的整體剛性，可在房屋墻體一側(cè)或兩側(cè)增設(shè)鋼筋混凝土圈梁。圈梁用的凝土強度等級為C15～C20，截面至少120mm×180mm，配筋可采用4φ10～4φ14，鋼筋φ6@200～250，每隔1.5m～2.5m(應有牛腿或螺栓)錨固件等伸進墻內(nèi)與墻拉結(jié)好，并承受圈梁自重。澆筑圈梁時應將墻面鑿毛、潤水，以加強粘結(jié)。2.對于房屋德局部破裂，先查清其破裂原因，對未影響承重及安