濕陷性黃土地區某病害建筑不均勻沉降變形分析★

楊 旭 　 劉 魁 　 甄平福

(信息產業部電子綜合勘察研究院，陜西 西安　710054)

隨著國家西部大開發戰略的實施和陜西經濟的快速發展，基礎設施以及工業、民用建筑大量興建，尤其是在濕陷性黃土地區，建筑物病害的問題屢有發生[1]，輕者造成建筑物開裂，嚴重者影響正常使用甚至造成不必要的人民生命財產安全[2,3]。

本文擬通過對渭北地區濕陷性黃土場地某病害建筑進行現場勘察和沉降觀測，通過對勘察資料和沉降觀測資料的分析，查找病害建筑破壞的原因，為濕陷性黃土地區類似病害建筑提供可供參考的案例，盡量避免類似悲劇的重演[4,5]。

1　病害建筑物概況

事故建筑物位于富平縣莊里鎮，該辦公樓建于1978年，在2000年左右房屋整體發生向北傾斜，于2002年進行了傾斜原因調查和勘察工作，在此基礎上建筑物地基進行了加固，近年來該樓再次發生傾斜變形。

根據現場調查，建筑物變形縫東、西兩側變形縫處裝飾磚柱頂端已經發生嚴重開裂、錯位現象，裂縫寬度約100 mm，磚柱底部已經與散水及主體結構脫節，并且已經拉裂變形，具體見圖1～圖4。

從圖1可以看到，病害建筑南側立柱破壞嚴重，目測立柱整體向東偏移200 mm，可明顯看到立柱已經與主樓脫離，圖2為墻體開裂圖，從側面證明了主樓整體向北東方向偏移，偏移距離目測為200 mm。

2　工程地質概況

根據病害建筑物的情況，對其進行了現場鉆探，共布設了8個鉆孔，孔深均為27.50 m～28.50 m，均為取樣孔，現場鉆探見圖5，圖6，鉆探孔布設見圖7。

根據鉆探資料，場地地層主要為素填土、黃土、古土壤、卵石和細砂，其中卵石和細砂埋深在27 m左右，此次勘察期間未見地下水。

場地屬于自重濕陷性黃土場地，濕陷等級為Ⅱ級(中等)～Ⅳ級(嚴重)，濕陷帶下限16.40 m～22.50 m，相應標高77.54 m～84.19 m[6]。

3　沉降觀測

3.1　沉降觀測點的布置

為了進一步的查明病害建筑沉降變形情況，對病害建筑進行沉降觀測。沉降觀測的點位布置易于控制且能夠反映事故建筑物狀態的位置，主要布置于柱點、墻角、主要軸線[7],沉降觀測布置點位如圖7所示。

3.2　沉降觀測點數據

對病害辦公樓進行了連續105 d的連續沉降觀測，觀測結果見表1。

3.3　沉降觀測點數據曲線分析

將沉降觀測點的累計沉降量按同軸線上點進行比對統計，并畫出各點隨時間的累計沉降量曲線見圖8～圖13。

表1　1號～13號觀測點位隨時間累積沉降量表

監測點12345678910111213軸線3111114222222t/ds/mms/mms/mms/mms/mms/mms/mms/mms/mms/mms/mms/mms/mm70.110.060.210.180.310.280.250.390.300.270.130.100.03140.190.130.340.290.510.490.440.720.610.490.220.210.08210.280.220.450.410.710.660.661.070.870.680.360.310.14280.400.500.510.780.960.820.771.341.211.030.620.450.33350.570.810.621.191.321.091.021.771.631.370.890.640.57420.600.921.412.021.541.401.212.001.922.111.660.730.71490.610.972.252.931.721.741.432.412.233.052.290.800.81560.771.092.663.271.952.011.722.742.393.522.640.890.92630.791.093.584.212.922.992.733.272.944.293.241.361.85700.831.114.394.983.383.483.124.013.994.663.731.692.54770.861.114.665.193.924.103.715.114.865.514.092.083.46840.871.135.165.743.964.114.146.295.636.144.982.993.50910.891.136.196.794.774.955.056.766.576.795.443.794.39980.891.146.567.085.785.896.248.037.347.646.264.505.081050.911.177.007.676.696.837.699.308.208.346.905.015.89

3.4　沉降觀測點分析結論

1)通過對圖8即北側軸線(東西方向)各沉降點分析，可以發現1號觀測點和2號觀測點沉降變化不大，3號～6號沉降點沉降量較大，沉降速率基本一致，最大沉降量在監測期間接近8 mm。

2)通過對圖9即南側軸線(東西方向)各沉降點分析，可以發現8號～13號沉降觀測點沉降速率基本一致，整體都在下沉。

3)通過對圖10分析，即南北方向上1號監測點和13號監測點進行分析，可以發現1號監測點沉降量較小，13號監測點沉降量較大，累計沉降接近6 mm。

4)通過對圖11分析，即南北方向上2號監測點和12號監測點進行分析，可以發現2號監測點沉降量較小，12號監測點沉降量較大，累計沉降5.01 mm。

5)通過對圖12分析，即南北方向上5號沉降點和9號沉降點進行分析，可以發現這兩個沉降點的累計沉降量基本接近，說明其沉降速率和沉降方向一致。

6)通過對圖13分析，即南北方向上的7號沉降點和8號沉降點進行分析，可以發現這兩個沉降點的累計沉降量基本接近，說明其沉降速率和沉降方向一致。

綜上所述，通過對沉降觀測點的數據進行分析比較，發現病害建筑物總體上西北方向的沉降量較東南方向上的小，建筑物整體向南東方向傾斜。

4　病害建筑物不均勻變形分析

4.1　地層分析

根據鉆探資料和土工試驗資料分析，病害建筑所布設的8個鉆探孔中，在1 m～10 m范圍內，土體的物理力學性質差距較大，在辦公樓西側和北側，土體的含水量相對東側和南側較小，壓縮模量較東側和南側各孔的大，這也符合現場調查和沉降觀測分析結果。

4.2　不均勻沉降變形分析

病害辦公樓位于渭北濕陷性黃土地區，場地地下水埋深較深，一般在地表以下40 m左右，根據現場實地調查、鉆探以及沉降觀測分析，判定辦公樓不均勻沉降的主要原因是大樓內部的自來水管和暖氣管漏水造成的，由于大樓東側和南側的管線漏水，導致地基土長期浸泡在水中，土的物理力學性質發生了變化，在上部荷載的作用下[8,9]，東側和南側的地基土產生沉降，使得建筑物向東和南這兩個方向傾斜，傾斜的結果使得建筑物四周的散水開裂，為雨水沿著散水的裂縫入滲到地基土中創造了條件，更進一步的加劇了辦公樓的變形。病害辦公樓沉降變形過程見圖14，圖15。

5　結語

該病害辦公樓位于濕陷性黃土場地，由于建筑物內部管道漏水導致地基土的物理力學性質發生改變，從而使得建筑物發生不均勻沉降，沉降進一步發展導致建筑物四周的散水開裂，雨水滲入進一步加速了建筑物的破壞，最終使得建筑整體破壞喪失使用功能。故對濕陷性黃土地區已建的多層建筑，應定期的進行防水檢查，避免不必要的損失。

參考文獻：

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[4]關文章.濕陷性黃土工程性能新篇[M].西安:西安交通大學出版社,1992.

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