【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

Brick-concrete structure engineering accident analysis and processing

FangShiMao

School of Naval Architecture and Civil Engineering, Zhejiang Ocean University A07 civil 2 class  070303229

[Abstract] masonry structure housing in small and medium-sized cities in the proportion of large buildings, a wide distribution, and the general masonry structure crack due to not endanger the use, often ignored by people. But these cracks in a long time not stable, reduces the buildings aseismic capacity, during an earthquake damage to a wall, even wall collapsed, must pay attention to solve. Based on a particular area of masonry building a tilt accident causes, analyses the reasons and puts forward the tilt of the corresponding treatment measures. Put yourself in masonry structure crack causes and prevention and cure of plain suggestion.

[Key Words] masonry structure crack, Foundation settlement; The whole stiffness; The expansion joints; The temperature cracks

 

 

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(fù)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(lái)源廣泛，施工設(shè)備和施工工藝較簡(jiǎn)單，可以不用大型機(jī)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(duì)造價(jià)低廉，因而得到廣泛應(yīng)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(jì)、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?xí)�影響到建筑物的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性，也會(huì)給房屋使用者造成較大的心理壓力和負(fù)擔(dān)。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(duì)此必須認(rèn)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(jì)上對(duì)房屋的構(gòu)造處理不當(dāng)，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(duì)房屋的設(shè)計(jì)和構(gòu)造處理不當(dāng)而引起了裂縫

有一些砌體結(jié)構(gòu)的房屋的設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)用時(shí)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(jì)算；或者雖然作了計(jì)算，但因少算或漏算荷載，使實(shí)際設(shè)計(jì)的砌體承載力不足；也有的雖然進(jìn)行了墻體總的承載力計(jì)算，但忽視了墻體高厚比和局部承壓的計(jì)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(lèi)裂縫的出現(xiàn)，很可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的失效[1]。

預(yù)防措施：

　�。�1）細(xì)心認(rèn)真地設(shè)計(jì)。對(duì)擬建砌體結(jié)構(gòu)的房屋，要做到力學(xué)模型準(zhǔn)確，傳力清楚；荷載統(tǒng)計(jì)無(wú)誤；大梁下砌體要設(shè)梁墊并進(jìn)行驗(yàn)算；加強(qiáng)對(duì)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(cè)裂縫的寬度及長(zhǎng)度的發(fā)展情況，并及時(shí)采取相應(yīng)的有效措施，如灌縫，封閉等，必要時(shí)要進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固，如粘鋼、碳纖維等[2]。

2．2  地基不均勻沉降引起了裂縫

當(dāng)?shù)鼗�發(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(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移，從而使砌體中產(chǎn)生附加的拉力或剪力，當(dāng)這種附加內(nèi)力超過(guò)砌體的強(qiáng)度時(shí)，砌體中便產(chǎn)生相對(duì)裂縫。這中裂縫一般都是斜向的，且多發(fā)生在門(mén)窗洞口上下。這種裂縫的特點(diǎn)是：

（1）裂縫一般呈傾斜狀，說(shuō)明系因砌體內(nèi)主拉應(yīng)力過(guò)大而使墻體開(kāi)裂；

（2）裂縫較多出現(xiàn)在縱墻上，較少出現(xiàn)在橫墻上，說(shuō)明縱墻的抗彎剛度相對(duì)較��；

（3）在房屋空間剛度被削弱的部位，裂縫比較集中[3]。

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(gè)剛度較好的單元，或?qū)⒊两挡煌�的部分隔開(kāi)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(yīng)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(kāi)，使它能起到調(diào)整不均勻沉降的作用，同時(shí)每隔一定距離設(shè)置一道橫墻，與內(nèi)外縱墻連接，以加強(qiáng)房屋的空間剛度，進(jìn)一步調(diào)整沿縱向的不均勻沉降。

　　（3）加強(qiáng)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(mén)、窗洞口，設(shè)置鋼筋混凝土圈梁，尤其是要加強(qiáng)地圈梁的剛度。

　�。�4）加強(qiáng)對(duì)地基的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)有不良地基應(yīng)及時(shí)妥善處理，然后才能進(jìn)行基礎(chǔ)施工[4]。

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(huì)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(huì)產(chǎn)生裂縫。

2.3.1  屋蓋系統(tǒng)溫度變化時(shí)使墻體產(chǎn)生的裂縫

這類(lèi)裂縫較典型和普遍的是建筑物（特別是縱向較長(zhǎng)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(duì)稱(chēng)性，但有時(shí)僅一端有輕微者僅在兩端1～2個(gè)開(kāi)間內(nèi)出現(xiàn)，嚴(yán)重者會(huì)發(fā)展到房屋兩端1/3縱長(zhǎng)范圍內(nèi)，并由頂層向下幾層發(fā)展。此類(lèi)裂縫對(duì)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(guò)其材料抗拉強(qiáng)度的結(jié)果。一般來(lái)說(shuō)，在陽(yáng)光照射下，屋面板溫度可高達(dá)60～70℃，而其下的砌體僅為30～35℃，溫差引起的砌體主拉應(yīng)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(wú)相應(yīng)措施，則上述裂縫在所難免。當(dāng)屋面向兩端熱脹時(shí)，會(huì)使下部砌體出現(xiàn)正 “八”字裂縫，當(dāng)冷縮時(shí)，就會(huì)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(guò)長(zhǎng)，室內(nèi)外溫差過(guò)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(mén)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(shí)會(huì)使樓蓋的相應(yīng)部位發(fā)生斷裂，形成內(nèi)外貫通的周圈裂縫。另外，當(dāng)房屋空間高大時(shí)，墻體因受彎在截面薄弱處（如窗間墻）會(huì)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(dāng)材料隨時(shí)間發(fā)生收縮變形和自然界溫度發(fā)生變化時(shí)，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(huì)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(yīng)力，當(dāng)這種附加應(yīng)力過(guò)大時(shí)會(huì)在墻體上產(chǎn)生局部豎向裂縫[5]。

防止收縮和溫度變化引起裂縫的主要措施有：

　�。�1）在過(guò)長(zhǎng)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(yīng)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(yīng)設(shè)分隔縫，分隔縫的間距不宜大于6m，并與女兒墻隔開(kāi)，其縫寬不小于30㎜。屋面施工宜避開(kāi)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(dāng)設(shè)置水平鋼筋[6]。

2．4  施工質(zhì)量不合格，建筑材料使用不當(dāng)引起了裂縫

砌塊本身的質(zhì)量不合格，砂漿強(qiáng)度不夠，這些都會(huì)造成整個(gè)砌體的強(qiáng)度不夠，而造成砂漿強(qiáng)度偏低的原因是使用了不合格的水泥，施工配合比不準(zhǔn)確，施工過(guò)程中不安設(shè)計(jì)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(guò)對(duì)諸多開(kāi)裂砌體的統(tǒng)計(jì)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(dāng)，構(gòu)造柱設(shè)置不合理，梁墊設(shè)計(jì)不合理等造成砌體的開(kāi)裂。

預(yù)防措施：

　�。�1）做好建筑材料使用前的各種檢測(cè)，不合格及資料不全的建筑材料嚴(yán)禁使用。

　　（2）加強(qiáng)對(duì)操做工人上崗證的管理，持證上崗。

　�。�3）加大施工檢查力度，嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制度”[7]。

3  砌體結(jié)構(gòu)事故分析與處理實(shí)例

3.1  工程概況

某工程概況3號(hào)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(yù)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?jī)A斜與裂縫，少部分已經(jīng)倒塌，其余墻體也有很多細(xì)小裂縫。下面我做了一個(gè)簡(jiǎn)要統(tǒng)計(jì)，分析其引發(fā)原因。

在勘查事故原因時(shí)，我們應(yīng)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(gè)原因集合引發(fā)”。所以我們?cè)谔幚頃r(shí)，要集合所有可能總結(jié)原因，在以后預(yù)防中都認(rèn)真處理。

從觀察分析可知，此砌體結(jié)構(gòu)墻體開(kāi)裂比較嚴(yán)重，開(kāi)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(shí)，配筋不正確，由此引發(fā)了砌體結(jié)構(gòu)事故。

3．2  事故處理方案

1. 通過(guò)認(rèn)識(shí)了解到墻體開(kāi)裂比較嚴(yán)重，所以在修復(fù)過(guò)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(qiáng)度等級(jí) 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(yīng)有牛腿或螺栓) 錨固件等伸進(jìn)墻內(nèi)與墻拉結(jié)好，并承受圈梁自重。澆筑圈梁時(shí)應(yīng)將墻面鑿毛、潤(rùn)水，以加強(qiáng)粘結(jié)。

2. 對(duì)于房屋德局部破裂，先查清其破裂原因，對(duì)未影響承重及安全的，可將破裂墻體局部拆除，并按提高砂漿強(qiáng)度一級(jí)用整磚填砌。 

3. 對(duì)于其他細(xì)小裂縫在進(jìn)行裂縫修補(bǔ)前，根據(jù)砌體構(gòu)件的受力狀態(tài)和裂縫的特征等因素，確定了造成砌體裂縫的原因，針對(duì)性地進(jìn)行裂縫修補(bǔ)或采用相應(yīng)的加固措施。

（1）先利用鋼結(jié)構(gòu)加固方法，組織裂縫擴(kuò)張。鋼結(jié)構(gòu)加固的主要方法有：減輕荷載、改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形、加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接強(qiáng)度、阻止裂紋擴(kuò)展等。

（2）再以純水泥漿補(bǔ)強(qiáng)， 其施工順序?yàn)椋? 

步驟一：清理裂縫，使裂的通道貫通無(wú)堵塞；

步驟二：用加有促凝劑的1:2水泥砂漿嵌縫，以避免灌漿時(shí)，漿體外溢；  

步驟三：用電鉆或手錘在裂縫偏上端制成灌漿洞孔，或灌漿嘴；  

步驟四：用1:10的稀水泥漿；中洗裂縫一遍，并檢查裂縫通道的流通情況 ，同時(shí)將裂縫周邊的砌體潤(rùn)濕；  

步驟五：灌入 3:7或 2:8的純水泥漿；  

步驟六：將裂縫補(bǔ)強(qiáng)處局部養(yǎng)護(hù)[8]。

3  結(jié)束語(yǔ)

在應(yīng)對(duì)砌體結(jié)構(gòu)事故時(shí)，我們應(yīng)該始終秉持的預(yù)防為主，處理為輔的設(shè)計(jì)態(tài)度，合理設(shè)計(jì)，認(rèn)真施工，了解就、砌體結(jié)構(gòu)與各影響因素的關(guān)系，合理利用材料，組織地基，設(shè)置沉降縫，伸縮縫。通過(guò)分析砌體結(jié)構(gòu)事故原因，找到正確的預(yù)防措施,避免事故發(fā)生或者減少發(fā)生。所以在以后的設(shè)計(jì)工作中，我們要始終貫徹預(yù)防為主的原則,加強(qiáng)設(shè)計(jì)、施工及使用方面的管理，確保結(jié)構(gòu)安全和避免不必要的損失[9]。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 黃立山.砌體結(jié)構(gòu)裂縫的成因及控制措施[J].安徽建筑,2003.

[2] 許淑芳.砌體結(jié)構(gòu)[M].北京:科學(xué)出版社,2004.

[3] 劉立新.砌體結(jié)構(gòu)[M].武漢:武漢工業(yè)大學(xué)出版社,2003.

[4] 江見(jiàn)鯨,王元清,龔曉南,崔京浩.北京:建筑工程事故分析與處理[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2006.

[5] 崔干祥.工程事故分析與處理[M].科學(xué)出版社,2002.

[6] 羅福干.建筑結(jié)構(gòu)缺陷事故的分析及防治[M].清華大學(xué)出版社，2002.

[7] 江見(jiàn)鯨,陳希哲,崔京浩.建筑工程事故與預(yù)防[M].北京:中國(guó)建材工業(yè)出版社,1995.

[8] 周炳章.砌體房屋抗震設(shè)計(jì)[M].北京:地震出版社,1991.

[9] GB 50068-2001 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2001