地基不均匀沉降引起的砖房开裂及其处理

2012-11-06刘峰

山西建筑 2012年36期

刘峰

(大同市建筑设计研究院，山西大同 037000)

1 工程概况

某车队办公楼位于市儿童公园院内，该楼为二层砖混结构，钢筋混凝土预制板楼屋盖，底层为车库、二层为办公用房。该楼二层办公用房多处横墙出现墙顶角部斜裂缝，屋面预制板板缝贯通开裂，南侧外纵墙窗间墙中上部沿灰缝出现水平裂缝。上述裂缝明显属于结构性裂缝，已严重影响到建筑结构的整体安全。

2 现场调查、查勘情况

2.1 建筑物四周场地情况

该建筑物坐北朝南，楼前南侧场地整体硬化，场地排水由北向南，坡向有利、排水顺畅;东西两侧均与其他建筑物紧贴;北侧场地为自然土场地，坡向呈北高南低，尤其临近建筑物北墙外侧场地最低，易积水，室外无散水做法。

2.2 建筑结构及工程地质情况

该建筑物无工程地质勘察报告和施工图。据车队工作人员反映，该楼建设于20世纪90年代初，设计时即为二层楼，但由于当时资金紧缺等原因，上下两层建成时间相差了好几年。底层车库施工质量较好，圈梁、构造柱等抗震构造构件均设置完备;二层办公用房施工质量较差，圈梁、构造柱等抗震构造构件均未设置，后于1997年进行了抗震加固，在多数墙顶增设了钢拉杆代替圈梁。现场在建筑物北墙外侧挖了探坑，显示建筑物基础形式为墙下条形砖砌基础，地基土为原状黄土夹砂，基础埋深从室外地面算起约1.5 m，地基土潮湿。建筑物二层屋面防水做法普遍损坏，屋顶漏水较严重。

2.3 裂缝开展情况

据车队工作人员反映，裂缝始发现于2003年，当时裂缝较为细微，后裂缝逐步发展加宽。裂缝分布具体位置详见平面图1标示，有以下三种裂缝形态:1)④轴～⑦轴间屋面预制板在离开南纵墙一块板处板缝拉开，缝宽0 mm～8 mm，其中⑤间～⑥间最为严重，从⑤～④及从⑥～⑦缝宽由宽渐细。2)④轴，⑤轴，⑥轴横墙上部靠近南外纵墙处出现斜向裂缝，从对应板缝开裂位置约45°斜向下至南外纵墙内皮止，缝宽1 mm～10 mm。上述两种裂缝均为贯通裂缝。3)南外纵墙窗间墙上部出现水平裂缝，缝宽0.5 mm～1.0 mm，未贯通墙身，从内皮开裂，向外渐细，至墙中闭合。2006年4月22日现场踏勘后，为了进一步了解裂缝的开展情况，于次日在几处严重裂缝处粘贴了石膏饼并嘱车队同志每天进行观察和记录，至5月8日两周时间内未见裂缝继续开展，5月8日降雨，5月9日石膏饼出现断裂。

3 裂缝成因分析

综合上面种种因素，造成该楼产生裂缝的主要原因是地基基础的不均匀沉降。该楼北纵墙外侧场地低洼，易积水，且无散水做法，黄土地基受雨水长期浸泡，导致该楼北部地基基础下沉量较大，而南部排水顺畅，基础无沉降或沉降量较小，使整个楼座南北两部分地基基础出现沉降差，再加上砖砌条形基础协调地基变形的能力差，从而导致上部结构墙体裂缝的产生。

一层车库圈梁、构造柱等抗震构造构件均设置完备，二层无圈梁、构造柱，结构整体刚度二层明显较一层差，形成结构薄弱环节，导致在基础出现不均匀沉降时，墙体裂缝首先在二层发生，现场调查也表明，二层墙顶无钢拉杆加固的部位裂缝开展也较设钢拉杆的部位严重一些。由此可见在砌体结构中设置圈梁、构造柱等结构构件，能显著改善砌体的延性和整体性，提高结构的整体安全性。尤其对软土地基上的砖房，增设基础圈梁来抵抗基础的不均匀沉降能起到很好的效果。

图1 墙体、楼板裂缝分布图

4 加固处理方案

4.1 地基加固处理

采用灰土桩挤密法［4］对建筑物北部地基进行加固处理。灰土桩平面布置如图2所示，采用冲击法成孔，对地基分两次扩孔挤密。先用冲击锤在土中冲击成一直径0.18 m～0.20 m的土孔(一次挤密)，然后填入灰土，再用夯锤夯扩密实，使灰土桩的桩径达到约0.30 m(二次挤密)。设计桩径0.30 m，桩距0.70 m，桩长2.4 m，桩孔填料采用3∶7灰土。灰土桩加固地基详图见图3。施工顺序要求由外到里，由两头到中间，同一基础两侧对称进行，桩孔灰土的压实系数不低于0.95。成桩工艺:冲击锤杆重约0.25 t～0.3 t，落距1.0 m～2.0 m，由电动卷扬机带动，反复冲击，在土中造成直径0.18 m～0.20 m的小桩孔;然后向孔内填入灰土，每次填约土孔0.25 t～0.3 t，每层虚填土层厚度0.8 m～1.0 m，再用冲击锤夯实8次～12次，夯至厚度约0.4 m。