砌體結構工程事故的分析與處理

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【摘要】 砌體結構的房屋在中小城市建筑物中占的比例較大，分布較廣，而砌體結構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。提出自己對砌體結構裂縫產生的原因及其防治的淺顯建議。

【關鍵詞】 砌體結構裂縫；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)在混凝土結構和鋼結構發(fā)展十分迅速，但是由于其成本高，施工工藝復雜，大型設備較多，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，而砌體結構的材料來源廣泛，施工設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，并且由于設計、施工以及建筑材料等多方面原因引發(fā)的砌體結構的質量事故也較多，其中砌體出現(xiàn)裂縫是非常普遍的質量事故之一。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構強度、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  砌體結構事故產生的原因及防治措施 引起砌體結構墻體裂縫的因素很多，大體上有設計上對房屋的構造處理不當，地基的不均勻沉降，收縮和溫度的變化，施工質量不合格、使用的建筑材料不合格等。 2．1  對房屋的設計和構造處理不當而引起了裂縫 有一些砌體結構的房屋的設計圖紙應用時未經校核；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)，很可能導致結構的失效[1]。 預防措施： 　　（1）細心認真地設計。對擬建砌體結構的房屋，要做到力學模型準確，傳力清楚；荷載統(tǒng)計無誤；大梁下砌體要設梁墊并進行驗算；加強對圈梁的布置和構造柱的設置，以提高砌體結構的整體安全性。 　?。?）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，必要時要進行結構加固，如粘鋼、碳纖維等[2]。 2．2  地基不均勻沉降引起了裂縫 當地基發(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產生相對位移，從而使砌體中產生附加的拉力或剪力，當這種附加內力超過砌體的強度時，砌體中便產生相對裂縫。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小； （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生的各種裂縫而采取的措施有： 　?。?）合理設置沉降縫將房屋劃分成若干個剛度較好的單元，或將沉降不同的部分隔開一定距離，其間可設置能自由沉降的懸挑結構。 　?。?）合理地布置承重墻體，應盡量將縱墻拉通，盡量做到不轉折或少轉折。避免在中間或某些部位斷開，使它能起到調整不均勻沉降的作用，同時每隔一定距離設置一道橫墻，與內外縱墻連接，以加強房屋的空間剛度，進一步調整沿縱向的不均勻沉降。 　?。?）加強主體結構的剛度和整體性，提高墻體的穩(wěn)定性和剛度，減少建筑物端部的門、窗洞口，設置鋼筋混凝土圈梁，尤其是要加強地圈梁的剛度。 　?。?）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生裂縫，由于溫度變化不均勻使砌體因不均勻收縮產生裂縫，或由于鋼筋混凝土圈梁與磚墻伸縮量不同也會產生裂縫。 2.3.1  屋蓋系統(tǒng)溫度變化時使墻體產生的裂縫 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個開間內出現(xiàn)，嚴重者會發(fā)展到房屋兩端1/3縱長范圍內，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，未設變形縫、隔熱層的房屋就更易發(fā)生。產生的直接原因是混凝土結構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生不均勻收縮產生的裂縫 由于房屋過長，室內外溫差過大，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和線膨脹系數的不同，會在房屋的墻體及樓蓋結構中引起因約束變形而產生的附加應力，當這種附加應力過大時會在墻體上產生局部豎向裂縫[5]。 防止收縮和溫度變化引起裂縫的主要措施有： 　　（1）在過長房屋墻體中設置伸縮縫。將伸縮縫設在因溫度和收縮變形可能引起應力集中、砌體產生裂縫可能性最大的地方。 　　（2）屋面設保溫隔熱層。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)。 　?。?）樓（屋）面板下設置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁，并沿內外墻拉通，房屋兩端圈梁下的墻體宜適當設置水平鋼筋[6]。 2．4  施工質量不合格，建筑材料使用不當引起了裂縫 砌塊本身的質量不合格，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，施工過程中不安設計留槎及放置拉結筋等，不少砌體結構由于使用渣磚而產生裂縫，由于渣磚的原材料及生產工藝與普通粘土磚不同，其線膨脹系數與粘土磚亦不同。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生裂縫。不少砌體結構由于墻體布置不當，構造柱設置不合理，梁墊設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。 　?。?）加強對操做工人上崗證的管理，持證上崗。 　?。?）加大施工檢查力度，嚴格執(zhí)行“三檢制度”[7]。 3  砌體結構事故分析與處理實例 3.1  工程概況 某工程概況3號住宅樓位于該市某住宅區(qū)內,為五層砌體結構,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,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原因，在以后預防中都認真處理。 從觀察分析可知，此砌體結構墻體開裂比較嚴重，開裂較寬，房屋傾斜，地基以部分沉陷，結構不合理，粘結不結實，配筋不正確，由此引發(fā)了砌體結構事故。 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 ，可在房屋墻體一側或兩側增設鋼筋混凝土圈梁。 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) 錨固件等伸進墻內與墻拉結好，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。 2. 對于房屋德局部破裂，先查清其破裂原因，對未影響承重及安全的，可將破裂墻體局部拆除，并按提高砂漿強度一級用整磚填砌。  3. 對于其他細小裂縫在進行裂縫修補前，根據砌體構件的受力狀態(tài)和裂縫的特征等因素，確定了造成砌體裂縫的原因，針對性地進行裂縫修補或采用相應的加固措施。 （1）先利用鋼結構加固方法，組織裂縫擴張。鋼結構加固的主要方法有：減輕荷載、改變結構計算圖形、加大原結構構件截面和連接強度、阻止裂紋擴展等。 （2）再以純水泥漿補強， 其施工順序為：   步驟一：清理裂縫，使裂的通道貫通無堵塞； 步驟二：用加有促凝劑的1:2水泥砂漿嵌縫，以避免灌漿時，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 ，同時將裂縫周邊的砌體潤濕；   步驟五：灌入 3:7或 2:8的純水泥漿；   步驟六：將裂縫補強處局部養(yǎng)護[8]。 3  結束語 在應對砌體結構事故時，我們應該始終秉持的預防為主，處理為輔的設計態(tài)度，合理設計，認真施工，了解就、砌體結構與各影響因素的關系，合理利用材料，組織地基，設置沉降縫，伸縮縫。通過分析砌體結構事故原因，找到正確的預防措施,避免事故發(fā)生或者減少發(fā)生。所以在以后的設計工作中，我們要始終貫徹預防為主的原則,加強設計、施工及使用方面的管理，確保結構安全和避免不必要的損失[9]。 [參考文獻] [1] 黃立山.砌體結構裂縫的成因及控制措施[J].安徽建筑,2003. 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