某公寓樓地基不均勻沉降引起的墻體開裂

摘要：砌體結構裂縫產生的原因很多，既有地基沉降、溫度差異、干燥收縮的原因，也有設計不合理，施工質量低劣，材料不合格等方面的原因。本文主要指出了地基不均勻沉降引起的墻體開裂。

關鍵詞：磚混 裂縫 地基基礎 沉降

0 引言

多層磚混結構建筑物，由于其墻體由脆性材料組成，決定了它的整體剛度較差，在采取整體加強結構措施后，其抗震性能才有較大改善。這類建筑一般上部結構設計都能遵循設計規范，單就上部結構而言，出現問題較少，而對地基不處理或處理不當，基礎選型不當出問題，則為常見。地基與基礎應適應上部結構的要求，三者應視為整體，協同工作，不可單純重視上部結構，忽視地基基礎。

1 工程概況及裂縫表現形式

某公寓樓由宿舍樓、浴室及多功能廳組成，其中浴室及多功能廳為單層磚混結構，宿舍樓為五層磚混結構，由地基不均勻沉降引起的墻體開裂主要有以下表現形式。

1.1 公寓樓因室外側地基沉降較大，使一層樓背面外縱墻向外側傾斜，室內橫墻與外縱墻相交處的橫墻上出現向外縱墻升高的斜裂縫。

1.2 公寓樓外墻一層窗臺中部出現垂直裂縫，縫口上寬下窄。

1.3 公寓樓中部地基沉陷較大，使房屋中部從墻腳到窗臺出現水平裂縫或者斜裂縫，縫口下寬上窄。

1.4 公寓樓端頭、樓角或某一部分地基不均勻下沉，則墻體發生從墻腳起向下沉較大，一邊升高的斜裂縫，斜裂縫一般通過窗口的兩個對角，呈階梯形。

1.5 公寓樓沿與高層橫墻相連的內縱墻上出現向層高斜向升高的裂縫。

2 地基不均勻下沉的原因

2.1 設計原因

2.1.1 對膨脹土地基礎處理或基礎方案設計不合理，使公寓樓縱向兩端膨脹土地基浸水上脹，或中部膨脹土地基浸水下沉，會造成地基不均勻下沉。

2.1.2 公寓樓縱向尺寸太長，或地基的壓縮性差異較大的情況，而設計時未設沉降縫，使公寓樓中部和兩端的沉降縫，使公寓樓中部和兩端的沉降差異很大，也容易出現質量問題。

2.1.3 條形基礎面積設計偏小。某些多層磚混公寓樓的條形基礎，在進行基礎寬度計算時，未考慮縱橫交叉處基礎重疊的面積，而是簡單地采用沿墻的線荷載計算基礎底寬。這樣設計的基礎面積偏小，且地基承載力越低，樓層數越多，縱橫墻交叉處基礎面積的重疊就越多，越不安全，越容易造成地基不均勻沉降。

2.2 地質條件復雜

2.2.1 作為建筑物地基持力層的第一層土為素填土層；第二層土為粉質黏土。兩層均屬黃土狀粉質黏土，屬高壓縮性土層，并具濕陷性。兩層土在場地內的分布不均，最薄處為2.5m，最厚處達8.0m，厚度差異大。

2.2.2 其力學性質受含水量大小影響較明顯，含水量增加，強度降低，在荷載作用下會產生相對較大的沉降，在整個建筑物受力范圍內將產生較明顯的不均勻沉降。

2.3 地基處理方案選擇不合理

2.3.1 地基處理采用碎石樁和灰土樁復合地基，上部1.5m采用灰土樁，下部采用碎石樁。碎石樁是散體材料組成的樁，其強度的發揮須有周圍土體強度保證，雖然當初選用了灰土樁及灰土墊層作為防水和持力介質。但當其周圍土體受水浸泡，碎石樁作為一個滲水通道將水滲透到其周圍土體，碎石樁復合土層強度降低，產生較大的變形，從而使上部土體隨之發生下沉，這是地基發生不均勻沉降的內在因素。

2.3.2 其外部因素是建筑物的工作環境。浴室、廁所是用水頻繁且量大的場所，一旦建筑防水層發生滲漏，將引起下層碎石樁地基下沉，而下層地基土下沉又加劇建筑防水層的破壞和滲水，引發連鎖性破壞，從裂縫發生部位及分布特征說明了這一點。同時在該單身公寓樓外側墻體有裂縫區段，布設有排水管溝，常年有水，這些區段亦是因管溝滲水，使地基強度降低，造成不均勻沉降，導致墻體開裂。

2.4 結構剛度的影響

建筑上部剛度對抵抗地基不均勻沉降有著不可替代的重要作用。該公寓浴室單層磚混結構，層高4.5m，最大空間9.0m×12.0m。多功能廳單層磚混結構，層高6.8m，最大空間為13.2m×16.5m，二者結構空曠，其上部剛度與單身宿舍樓相比要小，其抵抗不均勻變形的能力相對較差，故其墻體開裂比較嚴重。

3 地基不均勻沉降采取的措施

3.1 建筑物的體型應力求簡單

復雜的體型常常是削弱。建筑物整體剛度和加劇不均勻沉降的重要因素。平面形狀復雜的建筑物，縱、橫單元交叉處基礎密集，地基中由各單元荷載產生的附加應力互相重疊，必然出現比別處大的沉降。建筑物高低變化太大，地基各部分所受的荷載輕重不同，自然也容易出現過量的不均勻沉降。

3.2 控制長高比例，合理布置墻體

長高比大的砌體承重房屋，其整體剛度差，縱墻很容易因撓曲過度而開裂。合理布置縱、橫墻，是增強砌體承重結構房屋整體剛度的重要措施之一。一般房屋的縱向剛度較弱，地基不均勻沉降的損害主要表現為縱墻的撓曲破壞。內、外縱墻的中斷、轉折，都會削弱建筑物的縱向剛度。地基不良時，應盡量使內、外縱墻都貫通。縱、橫墻的聯結形成了空間剛度。縮小橫墻的間距，可有效地改善房屋的整體性，從而增強了調整不均勻沉降的能力。

3.3 設置沉降縫

用沉降縫將建筑物(包括基礎)分割為兩個或多個獨立的沉降單元，可有效地防止地基不均勻沉降產生的損害。分割出的沉降單元，原則上要求具備體型簡單、長高比小、結構類型不變以及所在的地基比較均勻等條件。

3.4 附盡詳細的地質勘察

對地質資料掌握不多，依據不足，其地基軟硬范圍未劃清，光依靠城區地質普查資料和現場了解一些情況，顯然是不夠的。對地基地處理的方案，要認真推敲，確定技術正確、經濟合理的處理方案，使處理后的地基，硬軟程度基本一致，以避免產生過大的不均勻沉降。

3.5 地基處理的適應性

地基處理應適應基礎及上部結構選型，而上部結構須能適應地基變形。地基、基礎及上部結構是共同工作的，孤立地考慮一個方面，勢必造成地基、基礎與上部結構工作不協調，從而削弱建筑物的整體性。地基、基礎與上部結構三部分，雖然各自功能不同，研究、設計方法各異，但對一個建筑物來說，這三部分是彼此聯系、相互制約的整體，目前要把三者統一起來，進行計算，是相當復雜的問題。但在地基處理時，應從三者共同工作的整體概念出發，全面考慮、優選出地基、基礎及上部結構的最佳結構方案。

3.6 應重視地基浸水軟化

在進行地基處理時，有很多水滲出。查其原因，主要是下水道滲水，散水與墻連接處亦滲透雨水，這就更助長了地基浸水軟化，地基承載力降低。室內下水道滲水、室外散水滲透雨水是值得引起重視的問題。一些新建工程，由于室內下水道滲水，或室外下水道距建筑物較近，滲水引起地基軟化、基礎下沉、墻體裂縫，后果是嚴重的。