某墻體裂縫的分析與處理

李仰賢 朱 鋒 侯慶瑜

1 概述

1.1 概況

某住宅樓為主體6層磚混結構，采用振沖碎石樁復合地基、鋼筋混凝土條形基礎。該工程建成于2006年7月，已投入使用。由于部分墻體出現裂縫現象，2008年8月，該公司委托我中心對該工程墻體裂縫進行鑒定。

1.2 基本情況調查

該建筑東西長約70 m，共5個單元，在東 2單元，3單元間設置伸縮縫一道。

1.3 地質情況調查

通過查閱委托方提供的有關資料綜合分析，該工程場地為一古沖溝，自上而下依次為:①雜填土:二十世紀七八十年代人工堆積，厚度極不均勻，為2 m～12 m，兩側較薄，中間較厚;②黏土:厚度較薄，為0.2 m～0.8 m;③石灰巖:該層巨厚，勘察未揭穿，石灰巖距自然地面兩側較淺、中間較深。由于原地基條件不佳，設計采用振沖碎石樁復合地基加固處理，要求處理后地基承載力特征值為160 kPa，振沖碎石樁于2006年7月～8月施工，根據振沖碎石樁施工資料分析，該工程場地情況和勘察報告基本吻合。2006年9月經復合地基靜力載荷試驗，復合地基承載力特征值為176.2 kPa，滿足設計要求。據調查了解，東西兩側在基礎施工時均開挖到石灰巖層，即東西兩側的混凝土條形基礎的地基為天然地基(石灰巖)。

2 現場檢測情況

現場檢查發現，該建筑墻體裂縫主要位于縱墻，大部分為貫穿性裂縫，從南立面和北立面整體看，裂縫為正“八”字形斜裂縫，裂縫主要位于東西兩側，其中東側裂縫較為嚴重，下部較上部嚴重。建筑南立面裂縫形態見圖1。

3 原因分析及相關規范

3.1 原因分析

該工程東西兩側采用石灰巖天然地基，中間部分采用振沖碎石樁復合地基。根據地質報告和有關規范資料，石灰巖的彈性模量為21 000 MPa～41 000 MPa，未處理前雜填土的壓縮模量為4 MPa～12 MPa，按照振沖碎石樁間距 1.2 m、樁徑 0.8 m、正三角形布置計算，處理后的復合土層壓縮模量為9 MPa～27 MPa，石灰巖天然地基和振沖碎石樁復合地基地基土的壓縮性有明顯差異，造成有較大沉降量差。根據以上勘察的裂縫所處位置、走向、形態，查閱有關資料、計算，經綜合分析認為，該工程上述縱墻斜裂縫主要是因為地基不均勻沉降引起。

3.2 相關規范的規定

GB 50007-2002建筑地基基礎設計規范規定:

1)第6.2.1條建筑地基(或被沉降縫分隔區段的建筑地基)的主要受力層范圍內，如遇下列情況之一者，屬于土巖組合地基:a.下臥基巖表面坡度較大的地基;b.石芽密布并有出露的地基;c.大塊孤石或個別石芽出露的地基。2)第6.2.6條在地基壓縮性相差較大的部位，宜結合建筑平面形狀、荷載條件設置沉降縫。沉降縫寬度宜取30 mm～50 mm，在特殊情況下可適當加寬。3)第7.3.2條建筑物的下列部位，宜設置沉降縫:a.建筑平面的轉折部位;b.高度差異或荷載差異處;c.長高比過大的砌體承重結構或鋼筋混凝土框架結構的適當部位;d.地基土的壓縮性有顯著差異處;e.建筑結構或基礎類型不同處。

該工程采用振沖碎石樁復合地基，地基屬于土巖組合地基，地基壓縮性相差較大，且未在相應位置設置沉降縫。

4 沉降觀測及分析

觀測工作時間為2008年9月～2009年4月，累計觀測時間為6個月。根據觀測數據整理計算，截止到 2009年 4月14日，建筑沉降最后119 d的沉降速率為0.022 mm/d，處于《建筑變形測量規程》規定中“最后100 d的沉降速率小于 0.01 mm/d～0.04 mm/d時可認為已進入穩定階段”的“0.01 mm/d～0.04 mm/d”的上限與下限之間。為確保建筑安全，并結合本建筑場地地基土質情況，該公司對該樓再次進行沉降延期觀測工作，再次觀測工作時間為2009年4月～2009年8月。

沉降觀測點位分布見圖2。

沉降觀測成果見圖3。

從2009年4月5日～2009年8月4日共進行了5次觀測，觀測時長121 d，共取得70個高程數據。對高程數據進行整理計算，121 d中該樓建筑平均沉降量為0.50 mm，平均每天沉降為0.50 mm÷121 d≈0.004 1 mm/d。在本次觀測中沉降量最大的觀測點為 1，3，4，7，8，9，12 號點，121 d 內沉降 1 mm，平均每天沉降為1 mm÷121 d≈0.008 3 mm/d，也低于沉降穩定速率要求(0.01 mm/d～0.04 mm/d)。其余觀測點在本次觀測期內沉降0 mm。

根據中華人民共和國建設部頒發的JGJ 8-2007建筑變形測量規程規定，“當觀測工程最后 100 d的沉降速率小于0.01 mm/d～0.04 mm/d時可認為已進入穩定階段”。本工程最后121 d的沉降速率為0.004 1 mm/d，小于變形觀測規程規定的0.01 mm/d～0.04 mm/d。振沖碎石樁復合地基具有壓縮性，但隨著時間的增長，壓縮變形量應該逐漸減少，該工程已建成兩年多，裂縫雖然較寬，但該樓建筑沉降已進入穩定階段。

5 裂縫處理方案

該工程采用鑿槽和騎縫粘貼碳纖維布(1 000 mm)兩層的方法進行處理，做法如下:

1)騎縫剔除墻體抹灰層1 100 mm寬，每邊550 mm，在墻體表面沿裂縫走向騎縫鑿出槽深和槽寬分別不小于20 mm和15 mm的 U形槽溝，然后用找平膠(修補膠)充填，鑿槽時注意盡量不要鑿至多孔磚的磚孔，如鑿至磚孔，該磚孔用找平膠(修補膠)充填;2)找平膠(修補膠)固化后，打磨平整，多孔磚應露出新面，清除疏松墻體和砌筑砂漿、油污、浮塵;3)用滾筒將碳纖維配套底膠均勻涂刷于構件表面，指觸干燥時，立即進入下一工序;4)用找平膠(修補膠)將墻體表面凹陷部位和灰縫找平，指觸干燥時，立即進入下一工序;5)涂刷碳纖維膠粘劑于粘貼部位，將裁好的碳纖維布貼于需粘貼部位，粘貼部位為騎縫滿貼碳纖維布1 000 mm，采用專用滾筒順纖維方向分別從中間部位開始單向多次滾壓，擠除氣泡，使膠液充分浸透碳纖維布，滾壓時不得損傷碳纖維布;6)指觸干燥時，重復5)步驟;7)在最后一層碳纖維布表面均勻涂刷膠粘劑一道，立即在膠粘劑表面撒干砂，砂粒徑3 mm左右，或膠粘劑固化后刷質量可靠的界面劑一道，然后抹灰。抹灰采用M15微膨脹水泥砂漿，并認真養護;8)恢復裝飾層。加固采用質量可靠的碳纖維及配套膠，碳纖維布的規格為300 g/m2，抗拉強度標準值不低于3 000 MPa。施工要求嚴格遵照CECS 146∶2003碳纖維片材加固混凝土結構技術規程執行。施工完畢后，按相關要求進行檢測檢驗。為保證施工質量，加固處理由有專項資質的專業隊伍施工。處理完成至今，墻面未再出現裂縫，效果良好。

6 結語

1)下臥基巖表面坡度較大的地基應慎用復合地基;2)在地基土壓縮性相差較大的部位，宜結合建筑平面形狀、荷載條件設置沉降縫;3)建筑結構或基礎類型不同處宜設置沉降縫。

[1] 該工程設計圖紙、變更等有關資料.

[2] 該工程振沖碎石樁地基加固工程竣工報告.

[3] 該工程巖土工程勘察報告(詳勘).

[4] 該工程振沖碎石樁復合地基靜力載荷試驗報告.

[5] 該工程沉降測量報告.

[6] GB 50007-2002，建筑地基基礎設計規范[S].

[7] GB 50009-2001，建筑結構荷載規范[S].

[8] GB 50003-2001，砌體結構設計規范[S].

[9] GB 50021-2001，巖土工程勘察規范[S].

[10] JGJ 79-2002，建筑地基處理技術規范[S].

[11] JGJ 8-2007，建筑變形測量規程[S].

[12] GB 50367-2006，混凝土結構加固技術規范[S].

[13] CECS 146∶2003，碳纖維片材加固混凝土結構技術規程[S].

[14] 楊素霞.現澆混凝土裂縫原因分析及防治[J].山西建筑，2008，34(1):151-152.