粗粒料填筑地基安置房墙体裂缝成因分析

2022-12-03钱财富张今阳

治淮 2022年11期

关键词：角点窗台墙体

钱财富张今阳

（安徽省·水利部淮河水利委员会水利科学研究院蚌埠 233000）

某房屋自建成后，墙体出现不同程度的裂缝，住户对安置房安全产生一定担忧。根据裂缝开展特性，初步判定与基础变形有关。为准确找出墙体裂缝产生的原因，为工程下阶段处理提供依据，开展相关检测与分析工作。

1 工程概况

1.1 场地情况

某场地原为山坡缓地及冲沟地貌，地表高程为57.0～74.0m，高差较大，场地地形地貌为复杂场地。场地未发现崩塌、泥石流、滑坡等地质灾害现象，场地稳定性条件较好。

1.2 地基设计情况

根据规划该场地挖高填低整平强夯处理，回填土深度不一，回填土最厚达到7.0m。整平后场地北部高程约65.7m，南部高程约63.7m，呈北高南低趋势，部分为岩石裸露形式的岩土组合地基，场地总面积4.3 万m2。

设计为粗粒料强夯回填，回填最厚达到约7.0m。主要强夯施工参数：回填土区夯击遍数一遍即填土区顶面起夯，夯点间距3.5m×3.5m。施工中单击夯击能1000～1500kN·m，单点击数不少于5 击，强夯停锤标准为沉降量小于5cm。夯锤质量为1500kN，直径2.5m。强夯回填土施工中小于4.0m 单击夯击能为1000～1200kN·m，大于4.0m 采用单击夯击能为1200～1500kN·m。设计强夯地基修正后的承载力特征值fak≥120kPa。

1.3 裂缝开展时间

场地整平后，用于农民安置区，建二层住宅。房屋主体结构完工或建成后，部分安置户发现墙体出现不同程度的裂缝。

2 裂缝调查

2.1 裂缝调查内容

裂缝调查内容主要包括裂缝走向、长度和宽度及其他外露缺陷、损伤、变形等。

2.2 裂缝开展情况

现场挑选了几户代表性裂缝进行了检测，具体如下：

120 号户：内纵墙1-2/D 有从轴①～②的斜向裂缝，裂缝宽度f=0.3～0.5mm，靠轴①有1 条短的斜裂缝。一层墙体1-4/C 内墙面门洞和两窗洞的上部有近似水平裂缝，f=0.10～0.70mm，墙体的两侧面有对应开展，长约700mm；轴3-4/C 窗洞口下角点处有2 条斜裂缝，f=0.35～0.50mm，轴1-2/C 外墙面窗洞口下角点处有斜裂缝及近似呈竖向的锯齿缝，f=0.15～0.70mm。一层墙体1-3/E 窗洞下角有稍微倾斜裂缝，两侧面对应开展，f=0.20～0.60mm，长度约720mm。二层墙体轴1-2/C 窗洞上角有水平裂缝，下角有斜向裂缝，两侧面对应开展，f=0.10～0.20mm。

107 号户：一层墙体3-4/B 窗洞角处有水平裂缝，裂缝宽度f=0.10mm、斜裂缝，裂缝宽度f=0.05～0.10mm，两侧面对应开展。经局部剥开检查，砌体的灰缝面有微裂缝。一层墙体轴1-4/G 门窗洞边有水平和斜裂缝0.05～0.10mm，经局部剥开检查为外粉刷层裂缝，门窗上有水平缝0.05mm。二层墙体轴1-4/G 窗洞的下角有斜裂缝0.05mm，另有1 条短的竖缝0.05mm。

76 号户：一层墙体3-4/B 窗洞下有1 条近似呈竖直向裂缝，缝上端稍宽，下端细，局部剥开检查，有一块砖面上有裂缝f=0.05～0.10mm，上下砖块和砌缝均未见裂缝。

109 号户：一层墙体3-4/B 窗洞下角有斜向裂缝f=0.05～0.10mm，局部剥开灰缝面有微裂缝f=0.05mm，两侧面有对应缝开展，窗洞下边缘有2 条竖缝f=0.05mm。一层墙体1-4/E 窗洞边有多条竖向裂缝、水平缝和斜裂缝，多数f=0.05mm，局部剥开检查为外粉刷层裂缝。二层墙体1-4/E 窗洞下边角有斜裂缝和竖向裂缝f=0.05～0.15mm，局部剥开检查为外粉刷层裂缝。

122 号户：墙体（1～2 层）1/C-E 窗洞角有水平缝和斜缝f=0.05mm，局部剥开为表面粉刷层裂缝，墙面有不规则形裂缝f=0.05mm。墙体（1～2 层）1-4/E 窗洞下边角有多条裂缝和斜向缝f=0.05～0.10mm，局部剥开为表面粉刷层裂缝。

123 号户：一层墙体3-4/C 窗洞下角有斜裂缝，两侧面对应开展f=0.05～0.10mm。一层墙体1-2/C 窗洞底边有2 条竖向裂缝f=0.05mm，局部剥开检查，砖和砂浆交界面有微裂缝f=0.03mm。

153 号户：（1）一层墙体1-2/E 窗洞上下角各有1 条斜裂缝f=0.05mm，局部剥开检查为表面粉刷层裂缝。二层墙体1/C-E 墙面有水平竖向和斜向裂缝f=0.05mm，局部剥开检查为表面粉刷层裂缝。

3 基础检测与分析

3.1 地基检测结果

主要结果见表1～表4。

表1 压实系数检测结果表

3.2 地基检测结果分析

（1）该场地回填土地基经强夯处理后，通过试坑干密度测试，其压实系数满足规范要求；从重型圆锥动力触探测试结果可知，其地基碎石土基本处于稍密状态，并且地层中4.0m 以上深度的N63.5 击数大于5 击。在地层深度4.0m 以下局部击数小于5击，仍存在松散层。

（2）一般情况下新近回填土均存在填土地基的不均匀、湿陷性和多变性。此次通过各种方法检测结果得到：回填土料颗粒大小不均匀性，部分含有大块石；强夯施工存在着压实不均匀性；回填土填筑深度大小存在不均匀性。另地基中存在岩石埋深不一，且部分岩石裸露；部分回填土深度达到7.0m左右；回填土存在不同的附加湿陷量等。

表2 颗粒大小试验结果表

（3）通过现场浅层平板载荷试验，在240kPa 作用下浸水后附加沉降量在0.29～2.65mm 之间，经计算虽然ΔFs240kPa/b ＜0.023 湿陷土判定要求，但其附加湿陷量占总沉降量3.7%～23.4%之间，因而，该回填土地基存在浸水后产生附加沉降量不均匀。

（4）经现场浅层平板静荷试验，并结合重型动力触探试验，该场地属低压缩性土，地基承载力标准值大于120kPa，满足现有建筑物承载力要求。

4 裂缝成因分析

120 号户：一层内纵、横墙1-2/D 斜裂缝，轴②侧高，轴①侧低，这是地基土不均匀沉降变形引起的墙体开裂。一层北纵墙1-3/E 窗角斜裂缝是不均匀类裂缝，窗洞角水平裂缝是剪切类裂缝，砖墙砌体与窗过梁间有相对位移而引发的砌体水平裂缝。一层墙体1-2/C 窗角斜裂缝是不均匀沉降类裂缝，在窗角处因应力集中而窗角点处缝较宽。该窗角还有锯齿状裂缝，这与砌筑质量有一定关系。二层墙体1-2/C 窗角斜裂缝与不均匀沉降有一定的关系。另外在墙体砌筑方面也存在一定问题，窗洞上角水平裂缝是剪切类裂缝。

107 号户：窗洞边水平裂缝是剪切类裂缝，局部剥开检查这类裂缝多为外粉刷层裂缝，这是因为两层粉刷间的收缩变形外层受里层粉刷层约束而引发的表层开裂。窗洞下的水平裂缝是粉刷层间相互约束而产生表层裂缝。窗洞角的斜裂缝是墙体因温缩和沉降变形而引发的墙体开裂，局部剥开检查为粉刷表层裂缝。

76 号户：一层墙体3-4/B 窗台中间的一竖直裂缝特征是上端缝宽，下端缝细，这种裂缝是由于地基土变形，地基反压力以及窗间墙对窗台的作用，使窗台墙向上弯曲，在墙体中间附近出现弯曲拉应力，而引发窗台墙的竖向裂缝。

表3 重型圆锥动力触探试验结果表

表4 浅层平板载荷试验主要试验指标表

109 号户：一层窗台墙3-4/B 窗台的竖直裂缝是由于地基变形，地基反压力及窗间墙对窗台的作用而引发窗台墙的竖向裂缝。窗角点处的斜裂缝是窗间墙给窗台墙的压力作用，在窗角处产生剪切应力，在角点处有较大的应力集中，而引发窗洞下角点的开裂（斜向居多）。一层窗洞1-4/E 的裂缝，角点处斜裂缝和竖直向裂缝产生的原因，窗角点处的斜裂缝是窗间墙给窗台墙的压力作用，在窗角处产生剪切应力，在角点处有较大的应力集中。二层1-4/E窗洞裂缝为粉刷层层面间约束变形裂缝，经局部剥开检查，为粉刷层表面裂缝。

122 号户：墙体1/C-E 表面分布不规则的裂缝，局部剥开为粉刷层表面裂缝，这类裂缝是墙面外粉刷层干缩裂缝，因两粉刷层面间（或粉刷层与砖墙面间）的变形相互约束而引发的粉刷层开裂。1-4/E墙体裂缝是表面粉刷层裂缝，裂缝产生的原因同墙体1/C-E 表面分布不规则的裂缝。窗角上的斜裂缝是应力集中而引发的，这与地基土的不均匀沉降变形有关系。

123 号户：一层墙体3-4/C 窗角斜裂缝是由窗间墙的压力作用，在窗角产生较大的剪应力集中而引发的裂缝。一层墙体1-2/C 竖直裂缝是地基反力和窗台墙的压力作用而引发的窗台墙裂缝，砖块和砌筑灰缝砂浆表面有裂缝f=0.03mm，缝较细，对墙体整体性没有影响。

153 号户：一层墙体窗角斜裂缝是窗间墙压力作用在角点的剪应力集中而引发的斜裂缝。墙面缝较细且是表面粉刷层裂缝，对砖砌体的整体性没有影响。二层墙体1/C-E 的不规则裂缝，局部剥开检查为粉刷层表面裂缝是外粉刷层面干缩性裂缝且缝较细，对砖砌体的整体性没有影响。

综上所述，该工程房屋部房屋裂缝主要原因为：（1）由于填土中有较大块石存在，地下埋设及基础开挖过程中对地基产生扰动。（2）降雨引起的地表水浸入，使地基产生附加沉降。（3）建筑物结构设计及施工中与地基适应性不协调。（4）强夯施工的地基压实不均匀，强夯法处理回填土地基会由于原回填土不均匀而产生一定的不均匀性。目前房屋因不均匀沉降所发生裂缝，大部分由地基上部土层不均匀沉降产生的，如果不采取相应措施，随着时间延长，裂缝数量及宽度均要增加。