當dang建jian築zhu物wu地di基ji產chan生sheng的de不bu均jun勻yun沉chen降jiang超chao過guo一yi定ding限xian度du時shi,建jian築zhu物wu牆qiang體ti就jiu會hui產chan生sheng開kai裂lie。起qi初chu,牆qiang體ti的de開kai裂lie為wei發fa絲si狀zhuang裂lie縫feng,不bu易yi察cha覺jiao之zhi後hou,隨sui著zhe地di基ji不bu均jun勻yun沉chen降jiang加jia劇ju,牆qiang體ti的de開kai裂lie加jia長chang,增寬,最後使裂縫貫穿牆體,以致危及建築物的安全使用。
建築物牆體開裂的事故多數是由於地基不均勻沉降所致,具體有下列幾個原因:
(1)地基中存在局部高壓縮性軟弱土層,或軟弱土層雖然分布在整個建築物地基中,但厚薄不均,相差懸殊。
(2)置於軟弱地基上的建築物由於鄰近。工程產生的附加應力擴散已有建築物,引起不均勻沉降,導致牆體開裂。
(3)施工不符合規範要求,形成質量隱患,造成事故。如基槽開挖後被水浸泡嚴重,擾動地基上的原狀結構,又未采取妥善處理措施。
考kao慮lv到dao建jian築zhu物wu牆qiang體ti開kai裂lie事shi故gu較jiao多duo,事shi故gu一yi旦dan發fa生sheng,不bu僅jin影ying響xiang觀guan感gan,而er且qie對dui使shi用yong者zhe心xin理li影ying響xiang不bu好hao,嚴yan重zhong的de事shi故gu危wei及ji建jian築zhu物wu結jie構gou安an全quan,因yin此ci值zhi得de我wo們men重zhong視shi。
事故調查應注意的主要內容
(1) 設置情況:設計單位資質情況,設計圖紙的深度,設計構造是否合理,結構計算簡圖和計算方法及結果是否正確。
(2) 地基基礎情況:地基實際狀況,基礎構造尺寸和勘察報告,設計要求是否一致,必要時應開挖檢查,
(3)結構實際狀況:包括結構布置,結構構造,連接方式方法,構件狀況和支撐係統。
(4) 結構上各部作用荷載的調查:主要指結構上土的作用及其效應,以及作用效應組合的調查分析,必要時進行實測統計。
(5) 施工情況:包括施工方法,施工規範執行情況,施工進度和速度,施工中有無停歇,施工荷載的統計分析等到。
(6) 建築多形觀測:沉降觀測記錄,結構或構件變形觀測記錄等。
(7) 裂縫觀測:裂縫形狀與分布特征,裂縫寬度、長度、深度以及裂縫的發展變化規律等。
(8) 使用調查:若事故發展在使用階段,則要調查建築物用途是否改變,荷載是否增大,已有建築物附近是否有新建工程,地基狀況是否變化。
1 事故處理實例
某工程為一教學樓,建築物南北軸向56.38m,東西軸向32.38m。建築物高度為28m,教學樓南北兩端各為一大教室,麵積是37×24m⒉,混合結構,縱牆承重。
該工程於1998年高性能計,2000年建成使用,2002年發現牆體開裂,之後,裂縫日趨嚴重,最終成為危房,停止使用,於2004年對該項工程加固處理。
2 教學樓開裂情況描述
jiaoshishiyongshi,gongchengwanhao,dierniankaishifaxianzaidisancenghedisicengloudimianyuzhibandajiechuyouliefeng,zaixilimianfaxianzishangerxiaqiangtichuizhixiangduanlie。zhihou,jiaoxueloudeliefengzengduo,biankuan。jingtongji,zhuanqiangliefengdonglimian13條,西立麵25條,最大的一條裂縫位於樓房中部,離北端23~24m處,裂縫長度超過6.5m,寬度20m,室內外貫穿整個大樓中部所有內外牆,混凝土梁和樓板等到部位多次出現斷裂。
3 處理方法
該工程設計時,沒有係統地勘察,缺乏必要的地質資料,在事故發生後,為分析其原因,研究處理方案要重新進行勘察。
打鑽孔13個,一般孔深為8~9m上下,最深的為19.4m,同時取原狀土進行土的物理、力學性能檢測,查明地基土分為以下土層:
(1)表層為人工填土,黃褐色,疏鬆,厚度為2.0~3.5m。
(2)第二層為粉質粘土,褐灰色,軟弱。
(3)第三層為有機土,灰黑色,軟弱,550℃燒灼失量5%~15%,厚度是0.5~1.4m
(4)第四層為泥炭,黑色,含有大量未分解的植物,燒灼失量高達15~35%,天然密度很小,天然含水量高,比重低,天然孔隙比高,標準壓縮係數均超過高壓縮性塑性指數極高,此層厚度不均勻,兩端薄,中間厚,東南角無此泥炭層。
(5)第五層為砂礫石,密實,厚度為0.8~1.5m。
(6)第六層為粉質粘土,黃褐色,密實,埋藏在8.0~16.8m之間。
(7)第七層為砂礫石,密實,厚度超過2,0m,未穿透,埋藏在16.8~17.5m以下。
4 教學樓事故分析
4.1 客觀原因
4.1.1 該工程位於地質情況複雜地段,建築物西部與西北部地基軟弱層厚達6~7m,youqidisicengnitancengjiweishusongruanruo,chaoguoyasuoxing,jiweihanjian,jianzhuwudongnanbuwucinihuiceng,dijijiaojianshi,jianzhuwuweiyuruanyingxiangcharucixuanshudebutongdijishang,biranchanshengguodadebujunyunchenjiang,zheshidaozhiloufangyanzhongkailiedezhuyaokeguanyuanyin。
4.1.2 南北兩端教室開間大,空曠,整體剛度小,難以抵抗嚴重不均勻沉降引起的附加應力。
4.2 主觀原因
4.2.1 勘察資料不詳,盲目設計,這是發生事故的根源。
4.2.2 形成一種錯誤觀念,以為軟弱地基處理失誤,隻要把容許承載力設計值由120KPa降低至80KPa就可以滿足要求,即采取加大基礎底麵寬度來解決軟弱地基問題。所以,各開間基礎寬度設計很不統一,有北麵向外牆基礎的寬度B1=1.40m,東側外牆基礎B2=1.90m,西側外牆基礎寬由南往北采用B3=2.Om,B4=2.20m,B5=2.76m,B6=2.5m ,B72.65m.
一幢麵積不大的樓房,采用七種不同密度的基礎,不僅是施工不方便,而且不能真正解決地基嚴重不均勻沉降問題。
4.2.3 軟(ruan)弱(ruo)地(di)基(ji)未(wei)經(jing)加(jia)困(kun)處(chu)理(li),上(shang)部(bu)結(jie)構(gou)設(she)計(ji)也(ye)沒(mei)有(you)采(cai)取(qu)必(bi)要(yao)的(de)結(jie)構(gou)加(jia)強(qiang)措(cuo)施(shi),在(zai)已(yi)知(zhi)地(di)基(ji)軟(ruan)弱(ruo)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),竟(jing)然(ran)未(wei)設(she)置(zhi)大(da)截(jie)麵(mian)頂(ding)圈(quan)梁(liang)和(he)底(di)圈(quan)梁(liang)。圈(quan)梁(liang)沒(mei)有(you)做(zuo)成(cheng)封(feng)閉(bi)形(xing)式(shi),到(dao)西(xi)部(bu)樓(lou)梯(ti)間(jian),圈(quan)梁(liang)被(bei)切(qie)斷(duan),此(ci)外(wai)圈(quan)梁(liang)的(de)受(shou)力(li)鋼(gang)筋(jin)配(pei)置(zhi)不(bu)足(zu),地(di)基(ji)不(bu)均(jun)勻(yun)沉(chen)降(jiang),使(shi)二(er)層(ceng)圈(quan)梁(liang)拉(la)裂(lie),裂(lie)縫(feng)寬(kuan)度(du)達(da)10mm,鋼筋扭曲變形,事實說明,上部結構設計剛度太低,強度不夠。
4.2.4 建(jian)築(zhu)物(wu)地(di)基(ji)軟(ruan)弱(ruo)土(tu)的(de)分(fen)布(bu)範(fan)圍(wei)不(bu)了(le)解(jie),隨(sui)意(yi)設(she)計(ji)建(jian)築(zhu)物(wu)平(ping)麵(mian)。實(shi)際(ji)軟(ruan)弱(ruo)土(tu)沿(yan)斜(xie)長(chang)方(fang)向(xiang)分(fen)布(bu),平(ping)麵(mian)與(yu)立(li)麵(mian)分(fen)布(bu)不(bu)均(jun)勻(yun),實(shi)測(ce)教(jiao)學(xue)樓(lou)整(zheng)體(ti)傾(qing)斜(xie),而(er)西(xi)南(nan)與(yu)東(dong)北(bei)角(jiao)發(fa)生(sheng)扭(niu)轉(zhuan)。
5 工程加固處理方案比較
5.1 加固地基方案
由於考慮到軟弱地基為有機土和泥炭,化學漿液很難與之化合膠結,放棄該方法。
5.2 打鋼板樁法
考慮建築物建成時間不長,仍在繼續下沉,除了軟弱土受到荷載產生垂直壓縮外,還可能發生側向擠出,沿教學樓外圍四角打一圈鋼板樁,要吧防止側向變形,因鋼板樁施工難,故不采用該方案。
5.3 現澆混凝土樁托梁法
該方案要用∮=330鑽(zuan)頭(tou),人(ren)工(gong)旋(xuan)轉(zhuan)取(qu)出(chu)鑽(zuan)孔(kong)內(nei)土(tu),然(ran)後(hou)下(xia)套(tao)管(guan),澆(jiao)築(zhu)混(hun)凝(ning)土(tu),待(dai)混(hun)凝(ning)土(tu)達(da)到(dao)標(biao)號(hao)後(hou),再(zai)用(yong)工(gong)字(zi)鋼(gang)托(tuo)梁(liang)將(jiang)樁(zhuang)與(yu)原(yuan)基(ji)礎(chu)連(lian)接(jie)牢(lao)固(gu),加(jia)固(gu)後(hou),上(shang)部(bu)結(jie)構(gou)荷(he)載(zai)的(de)50%由混凝土樁承受。
該工程規模小,經計算得,需要在室內打下230根混凝土樁,材料與施工費用大,此方案因施工難,費用高而不采用。
5.4 分縫方案
jianyugaigongchengzhongbuyichanshengyitiaochuizhifangxiangdedaliefeng,yinshilidao,liyongzhetiaoliefengzuoyongjiuchenjiangfeng,jianggaigongchengfenweinanbeilianggedandujianzhuwu,zijichuqizhongxinzuoliangdaohengqiang。kaolvyongjiuchenjiangfengdeweizhiyuruanruodijinitandefenbubingbuyizhi,yinci,fenhoukenenghaihuichuxianxinliefeng,tongshichaichudaliefengchuwaiqiangfuza,shigongkunnan,erqiexiaoguonanyiyuliao,meiyouqueshibawo,gubucaiyong。
5.5 減荷方案(拆除該建築的二層)
由於第五層裂縫破壞最為嚴重,五層外窗間的磚牆還有水平裂縫,且第五層牆整體剛度差,如果拆除可減少總荷重9000KN,相當於減少壓應力36KPa。
這一方案技術上確把握,施工簡單方便,但是拆除第五層後,把使用麵積減少,影響到使用功能,該方案行不通。
5.6 增加房屋整體剛度方案
考kao慮lv到dao該gai工gong程cheng已yi建jian成cheng多duo年nian,地di基ji沉chen降jiang已yi基ji本ben夠gou定ding,隻zhi要yao建jian築zhu物wu整zheng體ti剛gang度du足zu夠gou大da,能neng夠gou對dui地di基ji剩sheng餘yu的de不bu均jun勻yun沉chen降jiang引yin起qi的de結jie構gou內nei力li進jin行xing調tiao查zha,於yu是shi設she計ji增zeng加jia教jiao學xue樓lou三san道dao圈quan梁liang和he牆qiang,以yi增zeng加jia建jian築zhu物wu整zheng體ti剛gang度du。
三道圈梁的位置。四、五和頂層各做一道圈梁。圈梁的截麵尺寸與配筋,應吸取原設計不足,應加大截麵,增加配筋。
6 結束語
目(mu)前(qian),建(jian)築(zhu)物(wu)牆(qiang)體(ti)由(you)於(yu)地(di)基(ji)產(chan)生(sheng)的(de)不(bu)均(jun)勻(yun)沉(chen)降(jiang)超(chao)過(guo)一(yi)定(ding)限(xian)度(du)時(shi)就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)開(kai)裂(lie)。這(zhe)一(yi)事(shi)故(gu)發(fa)生(sheng)頻(pin)繁(fan),如(ru)果(guo)不(bu)進(jin)行(xing)及(ji)時(shi)有(you)效(xiao)的(de)處(chu)理(li),隨(sui)著(zhe)地(di)基(ji)不(bu)均(jun)勻(yun)沉(chen)降(jiang)加(jia)劇(ju),牆(qiang)體(ti)的(de)開(kai)裂(lie)加(jia)長(chang),增(zeng)寬(kuan),最(zui)後(hou)使(shi)裂(lie)縫(feng)貫(guan)穿(chuan)牆(qiang)體(ti),以(yi)致(zhi)危(wei)及(ji)建(jian)築(zhu)物(wu)的(de)安(an)全(quan)使(shi)用(yong)。我(wo)們(men)隻(zhi)有(you)根(gen)據(ju)具(ju)體(ti)的(de)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)分(fen)析(xi)事(shi)故(gu)的(de)原(yuan)因(yin),提(ti)出(chu)有(you)效(xiao)的(de)解(jie)決(jue)辦(ban)法(fa),才(cai)能(neng)遏(e)止(zhi)事(shi)故(gu)的(de)惡(e)化(hua)造(zao)成(cheng)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)財(cai)產(chan)損(sun)失(shi)。
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