地基不均勻沉降引起的磚房開裂及其處理

劉 峰

(大同市建筑設計研究院，山西大同 037000)

1 工程概況

某車隊辦公樓位于市兒童公園院內，該樓為二層磚混結構，鋼筋混凝土預制板樓屋蓋，底層為車庫、二層為辦公用房。該樓二層辦公用房多處橫墻出現墻頂角部斜裂縫，屋面預制板板縫貫通開裂，南側外縱墻窗間墻中上部沿灰縫出現水平裂縫。上述裂縫明顯屬于結構性裂縫，已嚴重影響到建筑結構的整體安全。

2 現場調查、查勘情況

2.1 建筑物四周場地情況

該建筑物坐北朝南，樓前南側場地整體硬化，場地排水由北向南，坡向有利、排水順暢;東西兩側均與其他建筑物緊貼;北側場地為自然土場地，坡向呈北高南低，尤其臨近建筑物北墻外側場地最低，易積水，室外無散水做法。

2.2 建筑結構及工程地質情況

該建筑物無工程地質勘察報告和施工圖。據車隊工作人員反映，該樓建設于20世紀90年代初，設計時即為二層樓，但由于當時資金緊缺等原因，上下兩層建成時間相差了好幾年。底層車庫施工質量較好，圈梁、構造柱等抗震構造構件均設置完備;二層辦公用房施工質量較差，圈梁、構造柱等抗震構造構件均未設置，后于1997年進行了抗震加固，在多數墻頂增設了鋼拉桿代替圈梁。現場在建筑物北墻外側挖了探坑，顯示建筑物基礎形式為墻下條形磚砌基礎，地基土為原狀黃土夾砂，基礎埋深從室外地面算起約1.5 m，地基土潮濕。建筑物二層屋面防水做法普遍損壞，屋頂漏水較嚴重。

2.3 裂縫開展情況

據車隊工作人員反映，裂縫始發現于2003年，當時裂縫較為細微，后裂縫逐步發展加寬。裂縫分布具體位置詳見平面圖1標示，有以下三種裂縫形態:1)④軸～⑦軸間屋面預制板在離開南縱墻一塊板處板縫拉開，縫寬0 mm～8 mm，其中⑤間～⑥間最為嚴重，從⑤～④及從⑥～⑦縫寬由寬漸細。2)④軸，⑤軸，⑥軸橫墻上部靠近南外縱墻處出現斜向裂縫，從對應板縫開裂位置約45°斜向下至南外縱墻內皮止，縫寬1 mm～10 mm。上述兩種裂縫均為貫通裂縫。3)南外縱墻窗間墻上部出現水平裂縫，縫寬0.5 mm～1.0 mm，未貫通墻身，從內皮開裂，向外漸細，至墻中閉合。2006年4月22日現場踏勘后，為了進一步了解裂縫的開展情況，于次日在幾處嚴重裂縫處粘貼了石膏餅并囑車隊同志每天進行觀察和記錄，至5月8日兩周時間內未見裂縫繼續開展，5月8日降雨，5月9日石膏餅出現斷裂。

3 裂縫成因分析

綜合上面種種因素，造成該樓產生裂縫的主要原因是地基基礎的不均勻沉降。該樓北縱墻外側場地低洼，易積水，且無散水做法，黃土地基受雨水長期浸泡，導致該樓北部地基基礎下沉量較大，而南部排水順暢，基礎無沉降或沉降量較小，使整個樓座南北兩部分地基基礎出現沉降差，再加上磚砌條形基礎協調地基變形的能力差，從而導致上部結構墻體裂縫的產生。

一層車庫圈梁、構造柱等抗震構造構件均設置完備，二層無圈梁、構造柱，結構整體剛度二層明顯較一層差，形成結構薄弱環節，導致在基礎出現不均勻沉降時，墻體裂縫首先在二層發生，現場調查也表明，二層墻頂無鋼拉桿加固的部位裂縫開展也較設鋼拉桿的部位嚴重一些。由此可見在砌體結構中設置圈梁、構造柱等結構構件，能顯著改善砌體的延性和整體性，提高結構的整體安全性。尤其對軟土地基上的磚房，增設基礎圈梁來抵抗基礎的不均勻沉降能起到很好的效果。

圖1 墻體、樓板裂縫分布圖

4 加固處理方案

4.1 地基加固處理

采用灰土樁擠密法［4］對建筑物北部地基進行加固處理。灰土樁平面布置如圖2所示，采用沖擊法成孔，對地基分兩次擴孔擠密。先用沖擊錘在土中沖擊成一直徑0.18 m～0.20 m的土孔(一次擠密)，然后填入灰土，再用夯錘夯擴密實，使灰土樁的樁徑達到約0.30 m(二次擠密)。設計樁徑0.30 m，樁距0.70 m，樁長2.4 m，樁孔填料采用3∶7灰土。灰土樁加固地基詳圖見圖3。施工順序要求由外到里，由兩頭到中間，同一基礎兩側對稱進行，樁孔灰土的壓實系數不低于0.95。成樁工藝:沖擊錘桿重約0.25 t～0.3 t，落距1.0 m～2.0 m，由電動卷揚機帶動，反復沖擊，在土中造成直徑0.18 m～0.20 m的小樁孔;然后向孔內填入灰土，每次填約土孔0.25 t～0.3 t，每層虛填土層厚度0.8 m～1.0 m，再用沖擊錘夯實8次～12次，夯至厚度約0.4 m。

4.2 墻體裂縫加固處理

墻體裂縫加固處理如圖4所示。

圖2 基礎加固平面圖

圖3 墻下條基三七灰土樁地基加固剖面

1)裂縫內部灌漿［3］:將所有裂縫內部松散成分吹洗干凈，用“微膨脹水泥漿”(用建筑膠加水調和)加壓注入，用特種結構膠封閉裂縫。

圖4 鋼筋網加固墻體立面圖

2)開裂墻體全部用電鉆在墻上打眼(梅花形布置)，放置Φ6@500拉結鋼筋，墻面兩側掛雙向Φ4@250焊接鋼筋網片，用壓縮空氣清洗吹凈墻面，并充分浸濕保持墻面濕潤，外抹1∶1水泥砂漿20 mm厚。

［1］JGJ 117-1998，民用建筑修繕工程查勘與設計規程［S］.

［2］JGJ 79-2002，建筑地基處理技術規范［S］.

［3］董吉士.房屋維修加固手冊［M］.北京:中國建筑工業出版社1987:218.

［4］孫瑞虎.房屋建筑修繕工程［M］.北京:中國鐵道出版社，1998:30-31.