砖混结构墙体裂缝鉴定分析及处理

1 工程概况 天津市某住宅楼为南北向六层砖混结构，建筑面积为 3215．89m‘，建筑长39．4m，宽 12．3m。内墙为240mm，外墙为370mm，烧结普通砖强度等级为Mlllo，烧结普通砖砌体砌筑砂浆强度：基础部分为　MS的水泥砂浆，首层、二层为M10，三层、四层为　M7．5，五层、六层为MS的混合砂浆。在一、三、五。六层楼板下设置圈梁。基础底板、圈梁、构造柱、楼梯板混凝土设计强度等级均为C20。基础形式为条形基础，条形基础下回填lin厚石屑分层夯实； 屋面保温层为180mm厚1：10水泥蛙石保温层。 该住宅楼主体工程于一九九六年竣工，一九九七年交付使用。由于在使用过程中发现该住宅楼墙体多处出现不同程度裂缝。由建设单位于二OO一年十月委托我们对该住宅楼工程进行安全性鉴定。  2 结构检测　 2．1 墙体裂缝分布情况 该住宅楼南北向两端一层至六层纵墙沿窗口出现45”斜裂缝，该楼六层南北纵墙沿窗口均出现45”斜裂缝，并且在房屋顶部横纵墙出现水平裂缝。裂缝分布情况，经统计在住宅楼l－3层每层出现3－4处裂缝，4－5层每层出现6－7处裂缝，6层出　现20余处裂缝，其中有7处横墙顶部出现水平裂缝，裂缝沿厚度贯穿墙体且裂缝宽度随楼层增加而宽度加大，六层裂缝最大宽度为smm。  2．2 主体工程检测 　　依据现行标准，对砌筑用砂浆采用回弹法、对混凝土强度采用回弹法与钻芯法进行检测，及对固梁、构造柱、楼梯板钢筋保护层、钢筋间距、钢筋数量进行检测，现场检测结果表明： 　　　（1）随机抽取39道墙体采用回弹法对砌筑砂【荣强度进行了检测，检测结果一至三层砖砌体砌筑I砂浆强度平均值均达到设计要求的80％以上，而DN至六层砖砌体砌筑砂浆强度平均值仅达到设计要求的50％，且砌筑砂浆强度最小值为1刀Mpa。 　　（2）随机抽取4根混凝土圈梁＊ 根混凝土构造柱进行混凝土强度检测，检测结果图梁混凝土强度均达到设计要求C20以上，第三、四层构造柱混凝土强度达到设计要求的83％与95％，其余四层构造柱混凝土强度达到设计要求的60％。 （3）对圈梁、构造柱、楼梯板各随机抽取10处测定其钢筋保护层、钢筋间距、钢筋数量。结果表明均符合设计要求。 2．3 基础工程检测 　　依据现行标准，对基础底板尺寸偏差、混凝土强度进行检测及对建筑物进行百日沉降观测，现场检测结果表明： 　　（1）随机检测六处基础底板尺寸及埋深，其检测结果符合设计要求。 　　（2）随机抽取一组三块混凝土芯样混凝土强度检测。基础底板芯样混凝土强度换算代表值达到设计要求的162％。 　　（3）对该楼百日沉降观测，该楼两端百日沉降量为　 1．6－2．Lmm，中部百日沉降量为 1．1－1．Zmm，两端百日沉降量大于中部百日沉降量，该楼103天的平均沉降量为回．6mm，平均沉降速率为0．016mln／do2．4 屋面工程检测 　　随机抽取三处进行水泥砂浆找平层、水泥蛙石保温层厚度、保温材料含水率检测，结果表明： 　　（1）该楼屋面水泥砂浆找平层、水泥蛙石保温层厚度符合设计要求。 （2）保温材料含水率为40．9％，超过《屋面工程施工及验收规范》要求。 3 鉴定分析 3．1 墙体裂缝原因分析 依据现场观测结果，该住宅楼上部（四、五、六层）两端裂缝出现较多，尤其顶层裂缝多达20余费，委托设计单位参考附近的房屋工程地质勘察资　料来确定地基容许承载力［R］。据施工方介绍，当　初开槽后发现东西两单元地基情况不一致。东单　元地基土为较坚硬的砂砾层，西单元为较松软的夹　砂灰土和冲积淤泥。东单元较坚硬未做任何技术　处理，西单元较松软且土质较差进行了约20cm厚　的换土处理，换上采用了天然戈壁并进行了打夯处理，但如此较大面积的换上处理采用的是小型蛙式打夯机，而且未做击实试验和回填土密度检测，仅凭个别技术人员盲目的个人感觉作为报验依据取代科学试验直接进人了下一道工序。究竟西单元软弱地基土有多厚，容许承载力有多大？回填土密实度能否满足容许承载力设计要求，均无从保证？ 3 事故原因剖析及定量分析初探 3.1 事故原因剖析 　　从现场调查与检测的情况分析，我们认为主要是由于东西二单元的地基土种类的不同从而导致了地基土物理力学性能的显著差异，加之处理的不规范、不到位以及地下水的渗透造成地基土的软化和基础混凝土的腐蚀导致不均匀沉降引发严重开裂事故。具体分析如下： 　　（1）由于建设方的盲目节约资金以及设计方的不尊重实际、不遵循设计原则错误地参考了附近地质资料，还有施工管理的不完善、不科学导致了个别人的主观臆断，从而导致了地基与基础处理的不到位、不规范，最终引发了地基的不均匀沉降。 （2）由于该楼紧接南边山墙处的后院为花池绿化带，绿化带中钻有一井，并由该井泵水进行长期不限时的滥灌，使绿化带饱和水不断通过地表往山墙及基础渗透，加之水位随季节温度的变化而不断变化，进一步加速了地下水的流动从而加剧了西部地基的软化以至混凝土的腐蚀。进而导致了更为严重的不均匀沉降。 3．2 定量分析初探 　　虽然施工单位只要求为其找出事故原因以便进行妥善处理而未要求进行定量分析，但我认为仅有一个笼统的定性分析其说服力是远远不够的。而且施工方也难以发现施工质量水平与实际使用质量要求会存有多大的差距，也难以领会科学数据的真正内涵，因此有必要进行相关的定量分析。 　　根据施工方对事故发生后房屋标高的复核情况我们可得到大致均等三个部位的沉降量（以东单元东端为参考）分别为 157mm、129mm、28mm通过计算斜率分别为11．80％。、9．70％％c、2．09％c，由于东中部位倾斜率极为相近，可将其变形看作大致的直线形状，同时相应的变形协调力也可视为直线分布。我们可以近似地将该楼看作一个弹性体，视外纵墙为一根长40m，嵌固区13．4m。悬臂区26．6m。高17．Sin、宽0，37m的悬臂梁。在西端最大值为qn的三角形的荷载作用下的弯曲。 变形和内力分析示意图如下：（单位：mm）而。＿x为将房屋按弹性体计算出的最大应力值，而实际发生的最大应力应乘以应力松弛系数月，根据沉降快慢情况p可在0．3－1．0范围内取值，一般来说，突发性沉降产值取1．0，施工期间发生沉降可取0．5，沉降在竣工后数月发生产可取0．3，因此该楼的实际最大应力r’m。＝0．3 xom。＝0．3 xg．0＝3．O（＊Pa），此应力发生在。’m。X＞人，c。（混凝土抗裂强度）或。’m。（砖砌体弯曲抗拉强度）时，圈梁或砖砌体将发生开裂。由以上计算结果我们不难看出。 4 处理建议和经验教训 4．1 处理建议 　　（1）对原有地基和基础进行扩宽加固处理，以调整地基附加应力，增强建筑物的刚度和整体性，防止不均匀沉降的继续发展； 　　（2）对后院绿化带与山墙连接处做深层防渗挡士墙以防水分继续渗透造成地基土的软化和基础混凝土的腐蚀； 　　（3）在进行地基加固处理和防渗挡土墙工作之后，将该楼所有裂缝进行封闭处理。4．2 经验教训 　　（l）万丈高楼平地起，可见地基和基础对建筑工程质量的至关重要，因此在进行设计施工前，工程地质勘察必不可少，决不能轻易地以附近工程地质资料为依据。 　　（2）加强技术交底完善施工管理程序，以回填土不做击实试验和密实度检测为戒引以启迪，在工程技术的各个环节均应尊重科学数据，杜绝无技术交底、无技术把关程序盲目找个人经验感觉作为报验依据的现象。 　　（3）在规划及设计时应严格遵循相关设计规程将绿化带设计在距房屋至少3．Sin以外尽可能远处并加砌深层防渗挡土墙以防水分渗透造成的破坏。

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