某库房墙体开裂及地面下陷现状检测及加固

2011-06-13徐培红

山西建筑 2011年33期

徐培红

1 工程概况

某盐业公司塑料厂原材料库为单层砖混空旷房屋，建于1995年8月，建筑平面呈矩形，长36 m，宽15 m，建筑面积540 m2。该建筑采用砖墙承重，设砖混凝土组合壁柱，柱距6 m，柱上支承钢筋混凝土薄腹梁，上铺设混凝土预制大型屋面板，墙下采用钢筋混凝土条形基础，檐口处及室外地坪处各设置混凝土圈梁。建筑平面图见图1。材料库北纵墙以外为一露天篮球场，自2009年7月份起，在该篮球场上堆放了大量食盐，食盐堆长30 m，宽18.5 m，高2.6 m，总重约1650 t。该材料库自2009年10月就发现了墙体开裂及地面下陷情况，但不如目前情况严重，厂方发现该情况后，怀疑北墙外花池渗水导致下陷。将食盐堆移开后发现篮球场地面出现了约200 m2的下陷情况，呈锅底状，下陷最深处达十几厘米。针对此情况，厂方采取了拆除花池，并在地面下陷处铺设1.1 m厚灰土垫层的方法进行了处理，后又将食盐堆恢复原状。近期，伴随近日雨季雨量较大，墙体裂缝和地面下陷现象逐渐发展，并有加重趋势。

图1 原材料库平面图

本文针对该原材料库出现墙体开裂及地面下陷情况，对该材料库现状进行了检测，分析开裂及下陷原因，并制定加固处理方案。

2 现场调查及库房结构现状检测结果

2.1 场地地质情况调查

根据岩土工程勘察报告可知:场地非自重湿陷、地基湿陷等级为Ⅰ级(轻微)。场地土为中软场地土，建筑场地类别为Ⅲ类，为可进行建设的一般场地。材料库建设场地地基土应具有湿陷性，当受到水浸时易出现下陷。

2.2 库房上部结构现状检测结果

根据现场检测，该库房北、东、西墙均出现开裂，以北墙开裂最为严重，北墙上裂缝多出现在窗洞角部，裂缝呈斜向走势，裂缝宽度介于0.5 mm～4.0 mm之间(见图2)。

图2 北墙体裂缝示意图

根据现场检测，靠近北侧的室内地面出现明显下陷，水磨石地面沿铜条处通长开裂，明显存在3条通长裂缝，裂缝宽度自南向北逐渐加宽，最靠北侧的地面裂缝宽度达10 mm～15 mm，且明显可见该裂缝北侧水磨石地面下陷，下陷部位最大高差为5 cm。地面开裂现状示意图见图3。

另由窗口角点沉降差的观测结果可知各窗口之间存在明显的不均匀沉降情况，北墙基础的局部倾斜最大值为32/6000=0.005，超过《建筑地基基础设计规范》表5.3.4规定的0.003的限值，表明建筑物确实发生了地基不均匀沉降现象。北墙表现为整体下沉，中部两柱(Ⓓ/④，Ⓓ/⑤)的沉降量最大。经观测可知目前墙体尚未出现规律性的外闪或内倾现象。

图3 地面开裂现状示意图

2.3 基础现状检测结果

现场在库房外壁柱(Ⓓ/④，Ⓓ/⑤)之间进行基础开挖检测，开挖后发现在壁柱之间的条形钢筋混凝土基础已经发生断裂，裂口上部砖墙亦发生开裂，基础断裂宽度约7 mm。墙体裂缝宽度约0.5 mm。室外地面采用素土回填，而未采用灰土回填。

3 原因分析及影响

根据现场检测结果，材料库目前现状为典型的地基不均匀沉降现象。地基不均匀沉降导致基础断裂、上部墙体开裂、室内地面下陷。

发生地基不均匀沉降的原因为:材料库北侧篮球场上食盐的堆放，阻碍了雨水的迅速排走，积水顺原有花池土进入墙下基础，室外地面未采用灰土回填，无法阻挡水体浸入，地基土含水率提高，承载力下降，诱发地基不均匀沉降。篮球场曾出现锅底状下陷，地面开裂，成为外部水体进入地下的入口，导致浸水面积增大，所采取的花池拆除、灰土换填等处理工作，并没有改善地基土的含水率，故在食盐堆载恢复及仓库存储原料时，地面荷载增大，地基土持续压缩变形、排水固结，发生进一步的沉降，成为目前现状。

目前材料库墙体开裂及地面下陷情况尚不会影响到南侧生产车间的房屋结构。

4 加固处理方案

由于地基不均匀沉降造成了该库房墙体开裂，地面下陷，墙体下沉，条形基础断裂等情况，因此进行加固处理时应遵循先加固地基，后加固基础，最后加固上部结构的基本原则，进行基础和上部结构加固前，应确认加固后的地基沉降是否已经稳定。

4.1 墙体裂缝处理方案

根据上部结构墙体裂缝现状，对宽度较小的裂缝(≤1.5 mm)可不必进行处理，或仅作封闭处理后重新进行饰面装修;对宽度较大的裂缝(≥1.5 mm)，应将原有饰面砖及抹灰层除去，在裂缝处墙体两面铺设铅丝网片(规格为80×80)，然后采用M10水泥砂浆抹面，厚度为20 mm。铅丝网片宽度为400 mm，跨裂缝每边为200 mm，长度为裂缝长度两端各加200 mm。

4.2 基础断裂处理方案

采用加大截面法对基础断裂部位进行处理。处理部位为轴线④～轴线⑤之间基础断裂部位，处理长度为8 m，见图4。新增基础混凝土采用C25混凝土，纵筋采用HRB335，箍筋采用HPB235。

图4 基础加大截面断面图

4.3 地基加固处理方案

在库房北墙、东墙、西墙周围设置生石灰桩，墙外侧设置两排，墙内侧设置一排。利用生石灰吸水膨胀的原理，降低土体中的含水率，固结目前软弱地基土。桩孔径300，桩间距1.0 m，梅花形布置，处理深度为自原条形基础底面以下5 m，采用洛阳铲人工成孔，桩上部300 mm采用体积比2∶8的灰土覆盖，该部分石灰料采用熟石灰。

生石灰桩体填料采用生石灰(CaO)，掺入10%～15%的中粗砂，生石灰粒径不大于70 mm，每次填料高度不大于400 mm，分层夯实。

生石灰桩的施工工艺应按照JGJ 79-2002建筑地基处理技术规范中的有关规定执行。

墙体外侧1.8 m范围内换填3∶7灰土，换填深度同基础埋深。将底部原土夯实后，上铺300 mm厚3∶7灰土，务必分层夯实，灰土上做100 mm厚C10混凝土散水及硬化层，面上加5 mm厚1∶1水泥砂浆随打随抹光，向外坡4%。散水及硬化层应每隔10 m设置一道伸缩缝，散水与外墙之间设20 mm宽缝，采用沥青胶泥嵌缝。施工时严格按照有关规范进行。

墙体内侧将下陷一侧水磨石面层以下填土夯实后，恢复水磨石面层即可。