磚混結(jié)構(gòu)條形基礎(chǔ)及地基問題分析

白艷峰

中國建筑科學(xué)研究院有限公司，中國·北京 100000

1 引言

隨著社會的進步，混凝土結(jié)構(gòu)的房屋和鋼結(jié)構(gòu)的房屋逐步替代磚混結(jié)構(gòu)房屋。但是現(xiàn)階段磚混結(jié)構(gòu)也有它存在的意義，主要磚混結(jié)構(gòu)的優(yōu)點主要表現(xiàn)在：①由于磚是最小的標準化構(gòu)件，對施工場地和施工技術(shù)要求低，可砌成各種形狀的墻體，各地都可生產(chǎn)。②它具有很好的耐久性、化學(xué)穩(wěn)定性和大氣穩(wěn)定性。③可節(jié)省水泥、鋼材和木材，不需模板，造價較低。④施工技術(shù)與施工設(shè)備簡單。⑤磚的隔音和保溫隔熱性要優(yōu)于混凝土和其他墻體材料，因而在住宅建設(shè)中運用得最為普遍。

缺點：墻體時間較長容易產(chǎn)生裂縫，這種結(jié)構(gòu)是最簡單也最常見，造價低廉，采用墻體和樓板承重。整體性相對于混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)較差，最突出的致命缺點就是抗震性能低，根據(jù)抗震烈度，層數(shù)6 層以下。具體層數(shù)要求詳見下表[1]。

某工程概況：本工程為6 層住宅磚混結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)構(gòu)安全等級二級，結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為50年，建筑抗震設(shè)防類別為丙類，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為丙級，工程所在地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為7 度，設(shè)計基本地震加速度為0.15g，設(shè)計地震分組為第二組；場地類別為III 類，設(shè)計特征周期為0.55s。采用條形基礎(chǔ)形式，詳見大樣。地基為濕陷性黃土，采用3 ∶7 灰土換填地基。換填深度3.5m 左右。壓實系數(shù)不小于0.97。

基礎(chǔ)施工完成后，一棟樓的基礎(chǔ)出現(xiàn)裂縫，一棟樓的基礎(chǔ)開裂且隨著時間裂縫變寬，縫寬達到0.4～1mm 超出規(guī)范要求[2]。裂縫出現(xiàn)平面位置，如圖1 所示。

圖1

2 問題原因分析

①地基處理不均勻，3 ∶7 灰土拌合不均勻?qū)е隆Ｊ┕て陂g，雨季施工排水不及時。出現(xiàn)有的土層灰多出現(xiàn)遇水膨脹現(xiàn)象明顯，有的土層灰較少，遇水下陷的現(xiàn)象明顯，通過試驗數(shù)據(jù)表明分析，3 ∶7 灰土必須分層（每層厚度250～300mm）[3]碾壓，拌合均勻。

壓實系數(shù)λc 為土的控制干密度ρd 與最大干密度ρdmax 的比值；土的最大干密度宜采用擊實試驗確定（λc ＜1.0）,壓實系數(shù)數(shù)據(jù)出現(xiàn)大于1.0，說明灰土中存在過多的石灰遇水膨脹所致。同時，灰土中石灰用量在一定范圍內(nèi)，其強度隨灰土用量的增大而提高，但當(dāng)超過一定限值后，強度則增加很小，且有逐漸減小的趨勢（見表1）。

表1 灰土拌合比例表

②飽和粘性土的次固結(jié)沉降是指超靜孔隙水壓力消散為零，在有效應(yīng)力基本不變的情況下，隨時間繼續(xù)發(fā)生的沉降量。一般在恒定應(yīng)力狀態(tài)下，土中的結(jié)合水黏滯流動的形態(tài)緩慢移動，造成水膜厚度相應(yīng)的發(fā)生變化，使土骨架產(chǎn)生徐變的結(jié)果。次固結(jié)沉降可理解為因土骨架及土粒的壓縮徐變而產(chǎn)生變形。導(dǎo)致基礎(chǔ)發(fā)生裂縫。下面數(shù)據(jù)是未增加任何荷載的情況下，1 周時間，基礎(chǔ)發(fā)生沉降數(shù)據(jù)報告（見表2）。

表2 沉降觀測記錄表

③同時也有部分條形基礎(chǔ)出現(xiàn)了裂縫，所有裂縫均呈中間較寬、向端部逐漸收斂狀，裂縫寬度介于0.2～1.6mm，裂縫主要分布形態(tài)分為三種：①混凝土條基的中部；②條基角部向構(gòu)造柱綁扎鋼筋外延伸；③條基的端部。分析原因及試驗結(jié)論為混凝土材料干縮變形所致，為非受力性貫穿裂縫裂縫。

3 裂縫修復(fù)方法

3.1 采用材料

該混凝土強度等級為C30，宜采用高強度高分子聚合抗拉纖維布及其浸漬膠密封、加固有裂縫部分的混凝土。

3.2 加固工藝流程及操作步驟

工藝流程可以歸納為混凝土表面處理→刷抹底膠→粘貼纖維布→表面養(yǎng)護→涂刷纖維專用膠。

3.2.1 混凝土表面處理

①將混凝土構(gòu)件表面的殘缺、破損部分清除干凈。

②對經(jīng)過剔鑿、清理和露筋的構(gòu)件殘缺部分，進行修補、復(fù)原。

③裂縫修補：縫寬小于0.2mm 的裂縫，用浸漬膠進行表面涂刷密封；大于 0.2mm 的裂縫用浸漬膠灌縫。

④打磨：將構(gòu)件表面凸出部分（混凝土構(gòu)件交接部位、模板的接槎等）打磨平整，修復(fù)后的構(gòu)件表面盡量平順。

⑤清洗打磨過的構(gòu)件表面，并使其充分干燥。

3.2.2 缺陷部位涂刷底膠

將配好的底膠（粘結(jié)劑），均勻涂刷于缺陷部位的混凝土表面。并向裂縫內(nèi)灌注浸漬膠，盡量使裂縫內(nèi)部充滿浸漬膠。

3.2.3 粘貼高強度高分子聚合抗拉纖維布

粘貼高強度高分子聚合抗拉纖維布材料之前，首先應(yīng)確認粘貼表面干燥。氣溫在5℃以下，相對濕度大于5%時，未采取有效措施不得施工。為防止高強度高分子聚合抗拉纖維布受損，在高強度高分子聚合抗拉纖維布材料運輸、儲存、裁切和粘貼過程中。應(yīng)用鋼直尺與壁紙刀按規(guī)定尺寸切斷高強度高分子聚合抗拉纖維布材料，每段長度一般以不超過2m 為宜。為防止材料在保管過程中損壞，材料的裁切數(shù)量應(yīng)按當(dāng)天的用量裁切為準。

其施工工藝要點如下：

①粘貼浸漬膠和固化劑應(yīng)按規(guī)定的比例稱量準確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻。一次調(diào)和量應(yīng)以在可使用時間內(nèi)用完為準。

②粘貼時，使高強度高分子聚合抗拉纖維布和浸漬膠之間不要有空氣?？捎脤Ｓ霉ぞ哐乩w維方向滾壓多次，使浸漬膠滲浸入高強度高分子聚合抗拉纖維布中。

3.2.4 在高強度高分子聚合抗拉纖維布浸漬出膠并尚未開始固化時，在表面干粘粗砂

①粗砂事先應(yīng)水洗除泥除粉，并干燥至全干狀態(tài)。②干粘粗砂的目的是與裝飾層牢固結(jié)合。

3.2.5 養(yǎng)護

粘貼纖維材料后，20℃環(huán)境溫度條件下自然養(yǎng)護72 小時達到初期凝固，應(yīng)保證固化期間不受外界干擾和碰撞。

3.2.6 小結(jié)

這種處理方法只針對混凝土構(gòu)件的一般外觀缺陷進行修復(fù)。

4 裂縫加固方法

①在對既有房屋地基基礎(chǔ)加固施工方面，應(yīng)根據(jù)既有房屋地基基礎(chǔ)的情況，選擇合適的加固施工方法進行加固處理，下面房屋地基加固的主要方法：

當(dāng)既有地基土質(zhì)良好時，房屋加固公司通過加大基礎(chǔ)底面積來提高地基的承載力。當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)較軟弱、承載力不足時，采用樁基礎(chǔ)承受增層荷載，即在樁體強度達到設(shè)計要求后，在其上施工新加大的基礎(chǔ)承臺，按規(guī)定將樁與基礎(chǔ)連接，并應(yīng)根據(jù)具體情況驗算基礎(chǔ)沉降。

當(dāng)既有房屋的地基為鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)時，房屋采用錨桿靜壓樁加固已達到增層荷載要求，若是原基礎(chǔ)的寬度或厚度不能滿足壓樁要求時，壓樁前應(yīng)先加寬或加厚原基礎(chǔ)，再進行壓樁施工。另外樹根樁、旋噴樁等加固方法也可以采用。

當(dāng)若原基礎(chǔ)剛度和整體性較好或有鋼筋混凝土地梁時，房屋采用抬梁或挑梁承受新增層結(jié)構(gòu)荷載，不需對原基礎(chǔ)進行加固施工。梁的截面尺寸及配筋應(yīng)通過計算確定。梁可置于原基礎(chǔ)或地梁下，當(dāng)采用預(yù)制的抬梁時，梁、樁和基礎(chǔ)應(yīng)緊密連接，并應(yīng)驗算抬梁或挑梁與基礎(chǔ)或地梁間的局部受壓承載力。

②地基基礎(chǔ)加固處理是十分重要的，地基對上層建筑是否牢固具有無可替代的作用，地基基礎(chǔ)加固也是一項十分復(fù)雜的技術(shù)工作。在既有建筑地基基礎(chǔ)加固施工時，一定要根據(jù)現(xiàn)場實際情況，仔細分析具體存在的問題，合理地確定既有建筑地基基礎(chǔ)加固的方案，以達到解決的目的，以保障安全使用。基礎(chǔ)上方增加130mm 混凝土（通過計算確定），鋼筋采用12@200（雙向），（需要滿足計算和構(gòu)造要求），采用10 鋼筋植入到舊混凝土中，讓新舊交接處連接整體。滿足基礎(chǔ)承載力和沉降要求（見圖2）。

圖2

5 結(jié)語

基礎(chǔ)、墻體裂縫有可能是工程建設(shè)的時候形成的，也可能是日后維修保養(yǎng)不當(dāng)造成的。對于已經(jīng)出現(xiàn)的墻體裂縫，觀察裂縫的形狀跟走向、有無發(fā)展趨勢，分析裂縫產(chǎn)生的原因，確定裂縫的性質(zhì)。判斷裂縫對房屋結(jié)構(gòu)安全有無影響。如果不影響安全，則作簡單處理即可。如影響大，則要采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段加固處理。如確實無修繕價值，則要盡快拆除。