某糧食平房倉(cāng)大面積不均勻堆載對(duì)墻體裂縫影響分析

卓林，李艷

（1.安徽省大禹水利工程科技有限公司 安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站，安徽 合肥 230088 2.安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站，安徽 合肥 230088）

砌體結(jié)構(gòu)中墻體沉降裂縫是由地基基礎(chǔ)沉降（或不均勻沉降）引起的，而導(dǎo)致沉降或不均勻沉降的原因有臨近建筑抽排地下水、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不當(dāng)、地基基礎(chǔ)施工不當(dāng)、大面積不均勻堆載等。地基不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫主要為斜裂縫、正八字形裂縫，他們隨沉降的穩(wěn)定而穩(wěn)定，隨沉降的發(fā)展而發(fā)展。對(duì)待這種裂縫，一般在裂縫穩(wěn)定以后處理[1]。本文通過工程實(shí)例分析了大面積不均勻堆載對(duì)墻體裂縫的影響。

1 工程實(shí)例

1.1 工程概況

某糧站平房倉(cāng)長(zhǎng)60m，寬25m，檐口相對(duì)標(biāo)高8.60m。屋面采用鋼屋架體系屋蓋，屋架支座下布置有鋼筋混凝土構(gòu)造柱，構(gòu)造柱下采用混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，獨(dú)立基礎(chǔ)之間用條形基礎(chǔ)相連?；A(chǔ)埋置深度約1.0m，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)底寬2.0m×3.6m，墻下條形基礎(chǔ)底寬2.0m。4.80m標(biāo)高層以下粘土磚墻體厚620mm，以上標(biāo)高層粘土磚墻體厚490mm。墻體內(nèi)有五個(gè)標(biāo)高層布置圈梁，圈梁高240mm。4-5軸間7.62m標(biāo)高層處門過梁混凝土內(nèi)沒有設(shè)置鋼筋，造成該標(biāo)高層圈梁內(nèi)鋼筋不連通。砌筑砂漿強(qiáng)度等級(jí)為M5。

圖1 平房倉(cāng)平面布置圖

1.2 場(chǎng)地地質(zhì)條件

根據(jù)工程勘察資料，場(chǎng)地內(nèi)埋深16.0m以上淺地基土自上而下可分為三個(gè)工程地質(zhì)層：第①層耕土層；第②層粉質(zhì)粘土層 fak=100kPa，E=3.44MPa；第③層細(xì)砂層fak=180kPa，E=15.00MPa。本工程基礎(chǔ)坐落在第②層粉質(zhì)粘土層，地下水穩(wěn)定水位埋深1.2m～1.5m。

1.3 倉(cāng)內(nèi)堆糧及裂縫發(fā)展情況

從倉(cāng)庫(kù)北山墻開始堆放小麥約800t（小麥散裝堆放，東西方向堆滿整個(gè)車間跨度25m，北山墻向南約3.0m范圍最高堆放達(dá)5.0m，向南堆放約12m～15m，）后發(fā)現(xiàn)4至5軸間大門及7.62m標(biāo)高層處門過梁和圈梁連接處及以上墻體出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。

10日后從倉(cāng)庫(kù)南部開始堆放小麥，當(dāng)收購(gòu)到1000t時(shí)發(fā)現(xiàn)7～8軸間大門及7.62m標(biāo)高層處門過梁和圈梁連接處及以上墻體出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。隨后將南北堆放的小麥向中間攤平，堆放高度降低至3.0m左右，然后在中間堆放小麥，基本將倉(cāng)庫(kù)內(nèi)小麥攤平均勻堆放，倉(cāng)內(nèi)小麥達(dá)到3000t時(shí)，堆糧高度基本保持在3m左右，墻體裂縫基本保持穩(wěn)定，沒有進(jìn)一步發(fā)展。

1.4 大面積地面荷載作用對(duì)臨近基礎(chǔ)的影響

依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）[2]附錄N按分層總和法對(duì)平房倉(cāng)堆糧約800t時(shí)1/1/A點(diǎn)、2/A點(diǎn)的地基附加沉降量進(jìn)行復(fù)核計(jì)算。

①1/1/A點(diǎn)：糧食堆載高度H=5.0m，等效均布地面荷載qeq=47.8kPa，基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)邊緣中點(diǎn)地基附加沉降量sg=45.8mm，基礎(chǔ)中心點(diǎn)地基附加沉降量s’g=25.9mm，基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)邊緣中點(diǎn)相對(duì)于基礎(chǔ)中心點(diǎn)的沉降差Δsg=19.9mm，1/1/A點(diǎn)相對(duì)于3/A點(diǎn)局部?jī)A斜值分為0.051。

②2/A點(diǎn)：糧食堆載高度H=3.3m，等效均布地面荷載qeq=34.2kPa，基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)邊緣中點(diǎn)地基附加沉降量sg=32.8mm，基礎(chǔ)中心點(diǎn)地基附加沉降量s’g=17.8mm，基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)邊緣中點(diǎn)相對(duì)于基礎(chǔ)中心點(diǎn)的沉降差Δsg=17.8mm，1/1/A點(diǎn)相對(duì)于3/A點(diǎn)局部?jī)A斜值分為0.055。

由計(jì)算結(jié)果可以看出：

1/1/A處和2/A處由于大面積堆載引起的基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)邊緣中點(diǎn)相對(duì)于3/A基礎(chǔ)局部?jī)A斜值分為0.051和0.055，超出了建筑物地基變形允許值0.003的要求。

根據(jù)規(guī)范要求，當(dāng)建筑物變形過大時(shí)，就會(huì)影響建筑物的正常使用，或者引起建筑物開裂，嚴(yán)重傾斜甚至破壞。

1.5 墻體裂縫成因分析

本工程的持力層第②層粉質(zhì)粘土層為高壓縮性土，此土層為軟弱土層，且土層較厚，抗剪強(qiáng)度低，壓縮性高，壓縮性不一致，在自重應(yīng)力和大面積不均勻堆載產(chǎn)生的附加應(yīng)力作用下條形基礎(chǔ)容易產(chǎn)生不均勻沉降。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，小麥堆放過于集中，地基土在大面積地面堆載作用下產(chǎn)生壓縮變形，由于地面荷載作用不均勻，引起地基產(chǎn)生過大的沉降差，導(dǎo)致地基發(fā)生不均勻沉降。當(dāng)小麥?zhǔn)召?gòu)至800t時(shí)主要堆放在北側(cè)的①軸～③軸間，而向南以外地方?jīng)]有堆載，基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)邊緣的局部?jī)A斜率遠(yuǎn)大于建筑物地基變形允許值，即在此工況下基礎(chǔ)產(chǎn)生明顯的不均勻沉降?；A(chǔ)內(nèi)側(cè)邊緣中點(diǎn)相對(duì)于基礎(chǔ)中心點(diǎn)的沉降差為17.8mm～19.9mm，造成基礎(chǔ)邊緣和中心點(diǎn)的不均勻受壓，導(dǎo)致基礎(chǔ)向內(nèi)側(cè)傾斜，是引起圈梁外側(cè)裂縫較寬，內(nèi)側(cè)裂縫較窄的原因。裂縫開展的性態(tài)、時(shí)間和開展次序均與平房倉(cāng)內(nèi)堆放小麥的時(shí)間和次序相吻合。

綜上所述，該平房倉(cāng)墻體與圈梁產(chǎn)生裂縫的主要原因是由于基礎(chǔ)的不均勻沉降引起的，其次墻體整體剛度在門窗洞口處有較大的減弱，加劇了門窗洞口處的沉降，進(jìn)而產(chǎn)生斜向裂縫，A軸7.32m標(biāo)高層圈梁內(nèi)的鋼筋不連通加劇了墻體和圈梁的開裂。

1.6 地基不均勻沉降導(dǎo)致的墻體裂縫處理方法

①在堆糧過程中應(yīng)嚴(yán)格按照作業(yè)規(guī)程操作，不宜過于集中堆載。

②對(duì)倉(cāng)內(nèi)糧食均勻堆放后，加強(qiáng)對(duì)平房倉(cāng)的沉降觀測(cè)，對(duì)觀測(cè)資料進(jìn)行分析，以確定沉降是否趨于穩(wěn)定。如果不均勻沉降仍在發(fā)展，裂縫較嚴(yán)重且繼續(xù)開展，應(yīng)本著先加固地基后處理裂縫的原則進(jìn)行。

③對(duì)墻體和不連通的圈梁進(jìn)行加固處理，以確保墻體和圈梁的整體性。

④待倉(cāng)內(nèi)糧食清空后，對(duì)室內(nèi)地坪進(jìn)行處理，增加其剛度，以減輕地基基礎(chǔ)的不均勻沉降。

⑤當(dāng)沉降趨于穩(wěn)定后，對(duì)墻體裂縫進(jìn)行處理，對(duì)于縫寬在0.5mm～2.0mm且裂縫深度開展較淺的裂縫，宜采用填縫法進(jìn)行處理。剔除墻體表面抹灰層，然后沿裂縫開鑿U型槽，槽內(nèi)用改性環(huán)氧砂漿或改性環(huán)氧膠泥填縫。裂縫處理后宜觀察一段時(shí)間，裂縫不繼續(xù)開展后再進(jìn)行抹灰粉刷。對(duì)于門洞上方裂縫寬度大于2mm且開展深度較深的裂縫，應(yīng)在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下將貫通縫按斜縫長(zhǎng)方向局部砌體鑿除后用微膨脹混凝土填實(shí)[3]。

2 結(jié)論

大面積堆載不僅會(huì)使地基產(chǎn)生豎向沉降，而且附帶的地基側(cè)向變形同樣可以導(dǎo)致鄰近建筑物地基產(chǎn)生受力和變形，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致工程事故[4]。因此大面積堆載的廠房在施工過程中應(yīng)加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的剛度，提高墻體抗剪強(qiáng)度。其次地面堆載應(yīng)均衡，應(yīng)根據(jù)使用要求、堆載特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)類型和地質(zhì)條件確定允許堆載量和堆載范圍。