摘要：砌體結(jié)構(gòu)因具有投資節(jié)省、施工方便、易于就地取材、耐久性好等優(yōu)勢(shì)，所以為城市和農(nóng)村建筑所普遍采用。但在砌體結(jié)構(gòu)建筑物中，墻體裂縫多有發(fā)生，這些裂縫會(huì)影響結(jié)構(gòu)的外觀和使用功能，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響到墻體的承載力和穩(wěn)定性，甚至引起倒塌事件。使墻體開(kāi)裂的原因很多，但地基不均勻沉降引起墻體開(kāi)裂多為常見(jiàn)。因此，開(kāi)展對(duì)地基不均勻沉降引起的墻體開(kāi)裂問(wèn)題的研究并找到切實(shí)有效地處理方法，具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。

　　關(guān)鍵詞：砌體結(jié)構(gòu)；墻體開(kāi)裂；地基不均勻沉降；卸荷加固；

　　Abstract: because of masonry structure has investment saving, construction is convenient, easy to use local materials, advantages such as durability, so in urban and rural building the universal use. But in masonry structure of buildings, wall cracks often occur, the cracks will affect the structure of appearance and functions, will affect the wall of serious bearing capacity and stability, and even cause collapse. Make wall the cracking reason for the many, but foundation caused by uneven subsidence walling for more common. Therefore, the research on foundation caused by uneven settlement of the wall, the study of cracking and find effective treatment methods, and has important theoretical significance and application value.

　　Keywords: masonry structure; Walling; The foundation of uneven settlement; Unloading reinforcement

　　1某五層教學(xué)樓墻體嚴(yán)重開(kāi)裂事故簡(jiǎn)介

　　本文研究的實(shí)際工程為某稅務(wù)學(xué)校的一棟教學(xué)樓。該教學(xué)樓為一字型、內(nèi)廊式的五層結(jié)構(gòu)，建筑面積6326m2，建筑物長(zhǎng)72.74m，寬16.04m，總高18m。一層有14.4×9 m2的大廳，其余與二、三、四、五層均為10.2m開(kāi)間教室。該建筑物采用縱墻承重體系，截面尺寸為250×500mm的承重梁支撐在厚490mm、240mm的內(nèi)、外縱墻上。教學(xué)樓進(jìn)廳處設(shè)有六根鋼筋混凝土柱，除該處為柱下鋼筋混凝土單獨(dú)基礎(chǔ)外，縱、橫墻墻下均為毛石條形基礎(chǔ)。

　　2003年8月份該教學(xué)樓開(kāi)始施工，2004年9月份交工，在施工期間砌至三層標(biāo)高時(shí)，發(fā)現(xiàn)一、二層窗臺(tái)下磚墻產(chǎn)生裂縫，經(jīng)設(shè)計(jì)、施工單位商議，用50×50mm角鋼將窗間垛四周加固，但由于沒(méi)有對(duì)癥下藥，05年一月份開(kāi)始，內(nèi)、外縱墻裂縫繼續(xù)開(kāi)展，08年裂縫發(fā)展近五十多處，被某市建委列為現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)監(jiān)測(cè)和需要立即加固處理房屋。根據(jù)裂縫測(cè)量有如下的規(guī)律：

　�。�1）豎向裂縫沿墻身貫通，個(gè)別長(zhǎng)達(dá)12m，裂縫位置基本對(duì)稱，裂縫寬度上寬下窄。

　　兩道外縱墻左側(cè)第一、第五窗間墻處有四道裂縫，第一窗間墻處裂縫從一

　　層通至五層，第五窗間墻處裂縫自三層通至五層，裂縫在個(gè)別部位將490 mm墻體延橫截面斷開(kāi)，右側(cè)在第十一、十五窗間墻處有裂縫兩道與左側(cè)位置基本對(duì)稱。

　　兩道內(nèi)縱墻由于承受大廳上部教室傳來(lái)的荷載， B軸左側(cè)有一條寬2mm，長(zhǎng)12m的大裂縫，此裂縫將墻體拉開(kāi)，位于走廊處可清楚看到教室內(nèi)的活動(dòng)。右側(cè)裂縫的貫通長(zhǎng)度稍輕，位置與外縱墻開(kāi)裂位置相同。

　　（2）內(nèi)、外縱墻的窗框、門框兩側(cè)均有斜裂縫延伸，裂縫特點(diǎn)是距貫通裂縫近處，裂縫較長(zhǎng)而寬，距貫通裂縫遠(yuǎn)處，斜裂縫細(xì)而短。由于裂縫開(kāi)裂日益增多，使得教學(xué)樓內(nèi)的師生感到不安，校領(lǐng)導(dǎo)更擔(dān)心發(fā)生樓塌人亡的重大事故，因而急迫要求對(duì)教學(xué)樓進(jìn)行加固改造。因此，必須通過(guò)計(jì)算得到墻體開(kāi)裂的根本原因，對(duì)癥下藥，從而解決加固設(shè)計(jì)、施工如何進(jìn)行的難題。

　　2 教學(xué)樓卸荷加固設(shè)計(jì)方案確定

　　從墻體開(kāi)裂的原因分析中可以看出，基礎(chǔ)底面壓力過(guò)大、結(jié)構(gòu)剛度差是產(chǎn)生事故的根源，因此解決的辦法是減小基礎(chǔ)底面壓力和增加結(jié)構(gòu)剛度。根據(jù)這個(gè)思想可采取擴(kuò)大毛石基礎(chǔ)底面積的措施，但這將涉及內(nèi)、外縱墻近330延長(zhǎng)米的加寬。埋深大、基礎(chǔ)寬必然要求時(shí)間長(zhǎng)、投資大，這將會(huì)影響學(xué)校的正常教學(xué)。經(jīng)過(guò)數(shù)次方案比較，最后確定采用增設(shè)卸荷柱，并由該框架柱將部分結(jié)構(gòu)荷載傳給新設(shè)置的柱下條形基礎(chǔ)，從而減小原有條形基礎(chǔ)基底壓力，使墻身原有基礎(chǔ)沉降變形與相鄰基礎(chǔ)沉降變形差值減小。同時(shí)增設(shè)內(nèi)框架提高結(jié)構(gòu)剛度，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)調(diào)整不均勻沉降的能力。二者的組合是最經(jīng)濟(jì)、最合適的辦法，具體設(shè)計(jì)由兩部分組成。

　　2.1 增設(shè)卸荷柱為內(nèi)外縱墻基礎(chǔ)卸荷

　　原教學(xué)樓墻下條形基礎(chǔ)所承受的結(jié)構(gòu)內(nèi)力是由上部結(jié)構(gòu)自重之和產(chǎn)生，如果將部分樓板荷載轉(zhuǎn)移給新設(shè)結(jié)構(gòu)--卸荷柱，則外縱墻傳給原基礎(chǔ)的荷載減小，地基沉降值隨之減小，原超過(guò)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007-2002）局部?jī)A斜允許值的事實(shí)也就不復(fù)存在，卸荷柱設(shè)置在樓板承重梁下，其高度為從一層地面

　　至四層地面，是將一、二、三層樓板的部分樓面荷載經(jīng)過(guò)卸荷柱傳給新設(shè)基礎(chǔ)，

　　柱的截面尺寸為300×400mm。

　　由于卸荷柱自一層至四層均設(shè)置在樓板承重梁下，因此首先要解決卸荷柱與樓板承重梁結(jié)點(diǎn)如何設(shè)計(jì)的問(wèn)題，其具體設(shè)計(jì)方法如下:卸荷柱在承重梁截面兩側(cè)密貼穿過(guò)與承重梁上樓板的底面相接觸，支撐樓板的支座由承重梁與頂端共同組成，支座從350mm增加到650mm。由于支座面積增大，減小了兩端對(duì)墻體的局部擠壓作用，減輕內(nèi)、外縱墻由梁傳來(lái)的豎向荷載值，達(dá)到墻體卸荷效果。

　　此卸荷柱在每根梁的兩端支座處成對(duì)設(shè)置，柱下鋼筋混凝土地基梁與卸荷框柱現(xiàn)澆為一體，從而增加結(jié)構(gòu)剛度，地基梁放置在新設(shè)的毛石混凝土基礎(chǔ)上。新基礎(chǔ)與舊基礎(chǔ)各自獨(dú)立沉降，新基礎(chǔ)按軟塑亞粘土承載力設(shè)計(jì)，基底壓力值較小，由于卸荷柱承擔(dān)部分樓面荷載，縱墻荷載減小，從而調(diào)整舊基礎(chǔ)的基底壓力值。

　　2.2增設(shè)框架加強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度

　　針對(duì)裂縫貫通位置在走廊設(shè)置四榀內(nèi)框架，走廊框架寬2.7m，高14.4m(至五層地面)，柱截面200×400mm，樓板底部增設(shè)聯(lián)系梁400×400mm四根，框架通過(guò)植筋施工方案與內(nèi)橫墻基礎(chǔ)圈梁相連，自身形成空間剛度較強(qiáng)體系，達(dá)到增加結(jié)構(gòu)剛度的目的，提高結(jié)構(gòu)調(diào)整不均勻沉降的能力。卸荷柱的箍筋在不同高度處穿過(guò)縱墻與框架柱鋼筋綁在一起形成整體。

　　3.結(jié)論

　　基于對(duì)開(kāi)裂的砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，使其能夠繼續(xù)正常使用，本文提出了卸荷法，并對(duì)其改善地基不均勻沉降引起開(kāi)裂的情況進(jìn)行了研究。本文的主要內(nèi)容包括三個(gè)方面：一是計(jì)算開(kāi)裂建筑物基礎(chǔ)各點(diǎn)的沉降量，進(jìn)而分析墻體開(kāi)裂的原因；二是根據(jù)既有建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以提出卸荷加固設(shè)計(jì)方案；三是對(duì)加固后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳力途徑及荷載分配的研究，進(jìn)而完成內(nèi)框架和卸荷柱內(nèi)力與配筋計(jì)算及其下基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算加固后基礎(chǔ)的沉降量，并通過(guò)沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證卸荷加固方法是根治砌體結(jié)構(gòu)開(kāi)裂事故的有效方法。由上述工作所得的結(jié)論如下：

　　（1）根據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和地基各點(diǎn)沉降量，從這些數(shù)據(jù)以及墻體裂縫的形狀、分布規(guī)律確認(rèn)，該建筑物是由于中部沉降大，端部沉降小，引起地基不均勻沉降，造成了墻體的嚴(yán)重開(kāi)裂。

　�。�2）基礎(chǔ)底面壓力過(guò)大、結(jié)構(gòu)剛度差是產(chǎn)生墻體開(kāi)裂的根源，因此解決的辦法是減小基礎(chǔ)底面壓力和增加結(jié)構(gòu)剛度。經(jīng)過(guò)數(shù)次方案比較，最后認(rèn)為增設(shè)內(nèi)框架轉(zhuǎn)移部分結(jié)構(gòu)荷載、設(shè)置新基礎(chǔ)減少原有基礎(chǔ)基底壓力、增設(shè)內(nèi)框架提高結(jié)構(gòu)剛度的方法來(lái)減小地基的不均勻沉降是最經(jīng)濟(jì)、最有效的辦法。

　　（3）地利用力學(xué)中線剛度與所受荷載比例關(guān)系，解決了新舊結(jié)構(gòu)共同結(jié)點(diǎn)上荷載如何分配的難題，建立了新設(shè)卸荷柱、內(nèi)框架與原有砌體結(jié)構(gòu)相輔相成完成縱橫墻承重傳力體系。