砌體結構工程質量事故與處理

第四章砌體結構工程質量事故與處理【學習要求】（1） 了解砌體裂縫產生的原因；（2） 熟悉剛度不足與穩(wěn)定性不足事故的處理方法及選擇；（3） 掌握砌體裂縫通病的性質鑒別方法、砌體裂縫的處理方法及強度不足事故的處理方法；（4） 了解常用砌體結構加固技術。由磚、石或砌塊組成，并用砂漿黏結而成的砌體，稱為砌體結構。由于砌體結構材料來源廣泛、施工可以不用大型機械，手工操作比例大，相對造價低廉，因而得到廣泛應用。許多住宅、辦公樓、學校、醫(yī)院等單層或多層建筑大多采用轉、石或砌塊墻體與鋼筋混凝土樓蓋組成的混合結構體系。雖然施工技術比較成熟，但質量事故仍屢見不鮮。砌體結構工程的質量事故，從現(xiàn)象上來看，主要有砌體開裂、砌體酥松脫皮、砌體倒塌等。引起事故的原因是多方面的，現(xiàn)綜述如下。一、設計方面主要原因（1） 設計馬虎，不夠細心。（2） 整體方案欠佳，尤其是未注意空曠房屋承載力的降低因素。（3） 有的設計人員注意了墻體總的承載力的計算，但忽視了墻體高厚比和局部承壓的計算。（4） 未注意構造要求。重計算、輕構造是沒有經驗的工程師的不良傾向。二、施工方面主要原因（1） 砌筑質量差。（2） 在墻體上任意開洞，或腳手眼未及時填補或填補不實，過多地削弱了斷面。（3） 有的墻體比較高，橫墻間距又大，在其未封頂時，未形成整體結構，處于長懸臂狀態(tài)。（4） 材料質量把關不嚴。第一節(jié)砌體常見裂縫的分析與處理砌體工程中最常見的事故是裂縫，它是非常普遍的質量事故之一。砌體中發(fā)生裂縫的原因主要包括：地基不均勻沉降、地基不均勻凍脹、溫度變化引起的伸縮、地震等災害作用以及砌體本身承載力不足等5個方面。一、砌體裂縫產生的原因分析（一）地基不均勻沉降引起的裂縫當?shù)鼗l(fā)生不均勻沉降后，沉降大的部分砌體與沉降小的部分砌體會產生相對位移，從而使砌體中產生附加的拉力或剪力，當這種附加內力超過砌體的強度時，砌體中便產生相對裂縫。這中裂縫一般都是斜向的，且多發(fā)生在門窗洞口上下。這種裂縫的特點是：（1） 裂縫一般呈傾斜狀，說明系因砌體內主拉應力過大而使墻體開裂；（2） 裂縫較多出現(xiàn)在縱墻上，較少出現(xiàn)在橫墻上，說明縱墻的抗彎剛度相對較?。唬?） 在房屋空間剛度被削弱的部位，裂縫比較集中。為防止地基不均勻沉降在墻體上產生的各種裂縫而采取的措施有：（1） 合理設置沉降縫將房屋劃分成若十個剛度較好的單元，或將沉降不同的部分隔開一定距離，其間可設置能自由沉降的懸挑結構。（2） 合理地布置承重墻體，應盡量將縱墻拉通，盡量做到不轉折或少轉折。避免在中間或某些部位斷開，使它能起到調整不均勻沉降的作用，同時每隔一定距離設置一道橫墻，與內外縱墻連接，以加強房屋的空間剛度，進一步調整沿縱向的不均勻沉降。（3） 加強上部結構的剛度和整體性，提高墻體的穩(wěn)定性和整體剛度，減少建筑物端部的門、窗洞口，設置鋼筋混凝土圈梁，尤其是要加強地圈梁的剛度。（4） 加強對地基的檢測，發(fā)現(xiàn)有不良地基應及時妥善處理，然后才能進行基礎施工。（5） 房屋體形應力求簡單，橫墻間距不宜過大。（6） 合理安排施工順序，宜先建較重單元，后建較輕單元。nJHl_hak?也JJ.rInL■」■L"LnJHl_hak?也JJ.rInL■」■L"L一，I一■,■H一_二~|一匚一Ru皿畫EVM曲.Ru-MLL』ffl網咽既Bxffirr~irr~irmnr^rfiBffifElStTr"!rr-^n-"!nuAriFT"IIrr^kn—inj.1EHEEH-通回皿邢即，plffl■一一r■-二■；l_J_LJIM—I-wffifflffifflw1ZL?H?d=lr，工A工hhi【HL1匚ul，一--*■■一【EffiEMXKffllfflwIE眥欺明kffl威郵邸囹期理昭Hgq而bed^~T~Tnu—R4i^H41nnHSHU=e二-nnli潟上彳上nunuAunumMH工mfflffi5S圖4-1地基不均勻沉降引起的裂縫鑒定，地基不好，二級濕餡性黃土——處理，質量不高；濕餡性黃土一一浸水后土的結構破壞而發(fā)生顯著附加變形的土地下水管泄漏，地基水浸泡。處理——基礎靜壓樁，承載力大、使用年限長，施工速度快；目前采用的PHC管樁：預應力高強度混凝土管樁，因此具有較強的抗彎能力；密實性好，因此抗?jié)B性和耐腐性強。（二）地基凍脹引起的裂縫地基土上層溫度降到0°C以下時，凍脹性土中的上部水開始凍結，下部水由于毛細管作用不斷上升到凍結層中形成冰晶，體積膨脹并向上隆起。H口口口口VZ//////7H口口口口VZ//////7////////圖4-2地基凍脹引起的裂縫防止凍脹引起裂分的主要措施：（1） 基礎的埋置深度一定要置于冰凍線以下。（2） 在某些情況下，當基礎不能埋到冰凍線以下時，應采取換土（換成非凍脹土）等措施消除土的凍脹。（3） 用單獨基礎，采用基礎梁承擔墻體重量，其兩端支承于單獨基礎上。（三）溫度差引起的裂縫熱脹冷縮是絕大多數(shù)物體的基本物理性能，砌體也不例外。由于溫度變化不均勻使砌體產生不均勻收縮，或者砌體的伸縮受到約束時，則會引起砌體開裂。由于房屋過長，室內外溫差過大，因鋼筋混凝土樓蓋和墻體溫度變形的差異，有可能使外縱墻在門窗洞口附近或樓梯間等薄弱部位發(fā)生向豎向貫通墻體全高的裂縫，這種裂縫有時會使樓蓋的相應部位發(fā)生斷裂，形成內外貫通的周圈裂縫。另外，當房屋空間高大時，墻體因受彎在截面薄弱處（如窗間墻）會出現(xiàn)水平裂縫。圖4-3中列舉了一些常見的因溫度變化而引起的裂縫。□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□口口口口口口門口口口口tib□□□□□□□口口□□□□□□□□□口口□□□□□口口口口口口□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□口口口口口口門口口口口tib□□□□□□□口口□□□□□□□□□口口□□□□□口口口口口口□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□aI?口口□□□□□□□□：nnnnnnnnnn□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□nnnnnnnnnnn圖4-3常見的因溫度變化而引起的裂縫j一i 叫1111111111[11口it口11111111口11111□LdL-』L-ll[I| ||||||||IIIIIIIIII IIIIIII防止收縮和溫度變化引起裂縫的主要措施有:在墻體中設置伸縮縫。將過長的房屋伸縮縫應設在因溫度和收縮變形可能引起應力集中、砌體產生裂縫可能性最大的地方。屋面設保溫隔熱層。屋面的保溫隔熱層或剛性面層及砂漿找平層應設分隔縫，分隔縫的間距不宜大于6m,并與女兒墻隔開，其縫寬不小于30啞.屋面施工宜避開高溫季節(jié)。樓(屋)面板下設置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁，并沿內外墻拉通，房屋兩端圈梁下的墻體宜適當設置水平鋼筋。遇有較長的現(xiàn)澆屋面混凝土挑檐、圈梁時，可分段施工，預留伸縮縫，以避免砼伸縮對墻體的不良影響。在施工中要保證伸縮縫的合理做法，使之能起作用。

（四）地震作用引起的裂縫與鋼結構和混凝土結構相比，砌體結構的抗震性是較差的?？拐鹪O防烈度為6度時，地震對砌體結構就有破壞性，對設計不合理或施工質量差的房屋就會引起裂縫。當遇到7至8度地震時，砌體結構的墻體大多會產生不同程度的裂縫，標準低的一些砌體房屋還會還會發(fā)生倒塌。地震引起的墻體裂縫大多呈X形，是由于墻體受到反復作用的剪力所引起的。除此之外還會產生水平裂縫和垂直裂縫和豎直裂縫，甚至整個縱墻外傾或倒塌。如圖4-3是常見的X形裂縫。圖4-4常見地震X形裂縫對于此類問題常采用的措施主要有以下幾種：（1） 應按《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）的要求設計圈梁，注意圈梁應閉合，遇有洞口時要滿足搭接要求。圈梁截面高度按設計規(guī)范來，遇到地基不良或空曠房屋等還應適當加強。（2） 設置構造柱。按規(guī)范設置構造柱，構造柱應與圈梁連接，下邊不設單獨基礎，但應伸出室外地面500mm或錨入地下。（五）砌塊房屋的裂縫本節(jié)著重討論變形裂縫的成因和表現(xiàn)形式。1）小型砌塊砌體的力學性能特點小型砌塊砌體與磚砌體相比，力學性能有著明顯的差異。在相同的塊體和砂漿強度等級下，小型砌塊氣體的抗壓強度比磚砌體的高許多（見表4-4）。砌體抗壓強度設計值（單位：Mpa）表4-1磚塊強度等級砂漿強度等級砂漿強度M10M7.5M5M2.50MU154.894.774.573.98338MU103263.183.042.65226MU7.52.442.392.281.991.69MU5—1.591.521.321.13MU3.5——l.Ofi0.930.79砌體抗拉、抗剪強度設計值(單位：Mpa) 表4-2砌塊房屋裂縫特點砌塊房屋裂縫防治對砌塊裂縫的處理方法有以下幾種常見的：加固補強法:一般是由于墻體裂縫之影響建筑物的正常使用，墻體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，主要用于磚柱或小墻肢，把角鋼錨固在磚柱的兩側,把原有的水泥砂漿面層剔鑿，重新抹上一遍，使角鋼與磚柱形成一個整體；⑵鋼筋網修補法:對于墻體中較多裂縫,但不影響墻體的剛度，可以先在墻體裂縫處用鋼釘鑲上鋼絲網，然后用水泥砂漿進行涂抹、找平；填充材料法:對于一些裂縫，經過幾個冬夏季交換,裂縫的寬度不再變化，可采用環(huán)氧樹脂與水泥砂漿，用一定的比例配成水泥砂漿膠，堵在裂縫處，然后再用水泥砂漿加107膠抹裂縫表面與原面層找平；新舊墻體連接時，沿新舊墻體兩側沿高度每隔五皮磚剔鑿一道長1000啞、深3啞的灰逢，埋入2①6的鋼筋，鋼筋的端部加直鉤，直鉤伸入磚墻豎縫中，然后，用1:2膨脹水泥砂漿灌縫，灌縫前應將新舊墻體裂縫處用水濕潤，再用水泥砂漿將縫修補平整，并按時澆水養(yǎng)護;采取以上措施處理后，實踐證明墻體裂縫能得到有效的控制。日常工程施工中，杜絕墻體裂縫的困難很大，有時即使嚴格按照

規(guī)范施工,也很難保證砌體不出現(xiàn)裂縫，這就要求設計單位、建設單位、監(jiān)理單位、施工單位及建設主管部門齊抓共管，從結構、材料、施工等環(huán)節(jié)入手，嚴格按照國家標準規(guī)范設計、施工，一旦裂縫出現(xiàn)，制定切實可行的處理原則，確保處理工作的安全實施。（六）因承載力不足產生的裂縫如果砌體的承載力不能滿足要求，那么在荷載作用下，砌體將產生各種裂縫，甚至出現(xiàn)壓碎、斷裂、崩塌等現(xiàn)象，使建筑物處于極不安全的狀態(tài)。這類裂縫的產生，很可能導致結構失效，應該加強觀測，主要觀察裂縫寬度和長度隨時間的發(fā)展情況，在觀測的基礎上認真分析原因，及時采取有效措施，避免重大事故的發(fā)生。對因承載力不足而產生的裂縫，必須進行加固處理。圖4-5所示為一些因承載力不足引起的裂縫。錮筋混凝土大梁——氣 七 錮筋混凝土大梁——氣 七 /- ~/4-5因承載力不足引起的裂縫。

: ： IIIILI匚I二 二 I：II：III:T1匚TT：T二、砌體裂縫的性質鑒別\ %*巾佃1*1I II:I下面主要以工程實踐經驗為基礎，從裂縫位置、形態(tài)特征、開裂時間、發(fā)展變化、建筑特征、使用條件和建筑變形方面介紹三類裂縫的鑒別方法。（1） 溫度變形（2） 地基不均勻沉降（3） 承載能力不足三、砌體裂縫的處理方法及選擇砌體結構出現(xiàn)裂縫后，是否需要處理，要符合國家標準中相關的規(guī)定。建筑物出現(xiàn)裂縫后，首先要正確區(qū)別受力和變形兩類不同性質的裂縫。當確認為變形裂縫時，應根據(jù)建筑物使用要求、周圍環(huán)境條件及預計可能造成的危害，做適當處理。若變形裂縫已經穩(wěn)定了，一般僅做恢復建筑功能的局部修補，不做結構性修補。對明顯的受力裂縫均應認真分析，其中尤其應重視受壓砌體的豎向裂縫、梁或梁墊下的斜向裂縫、柱身的水平裂縫以及墻身出現(xiàn)明顯的交叉裂縫。只有在取得足夠的依據(jù)時，才可不做處理。（一）砌體結構裂縫的鑒別砌體結構中常見的溫度裂縫，一般不會危及結構安全，通常都不必加固補強；但若裂縫是由于砌體承載能力不足引起的，則必須及時采取措施加固或卸荷。因此，根據(jù)裂縫的特征鑒定裂縫的不同性質是十分必要的。砌體結構裂縫的鑒別方式見表4-3。 表4-3砌體結構裂縫的鑒別方式方式P-I 容依據(jù)裂縫形態(tài)鑒別（1） 溫度裂縫最常見的是斜裂縫（正八字形裂縫、倒八字形裂縫、X形裂縫），其中又以正八字形裂縫最為多見；其次是水平裂縫和豎向裂縫。斜裂縫形狀有一端寬一端細和中間寬兩端細兩種,一般呈對稱分布。水平裂縫，多數(shù)呈斷續(xù)狀，中間寬兩端細。豎向裂縫，多因縱向收縮產生，縫寬變化不大。（2） 沉降裂縫最常見的是斜向裂縫（正八字形裂縫、倒八字形裂縫），其次是豎向裂縫，水平裂縫較少見。斜向裂縫大多數(shù)出現(xiàn)在縱墻上窗口兩對角處，在緊靠窗口處縫較寬，逐漸向兩邊和上下縮小，走向往往是由沉降較小的一邊向沉降較大的一邊逐漸向上發(fā)展，建筑物下部裂縫較多，上部較少。豎向裂縫.不論是房屋上部或窗臺下，還是貫穿房屋全高，均有可能出現(xiàn)，其形狀一般是上寬下細°（3） 荷載裂縫形狀為中間寬兩端細，受壓構件裂縫方向與應力一致，受拉構件裂縫與應力垂直.受彎構件裂縫在構件的受拉區(qū)外邊緣較寬，在受壓區(qū)則不明顯依據(jù)裂縫的成因整別（1） 溫度裂縫往往與建筑物的豎向變形（沉降）無關，一般只與橫向（長或寬）變形有關。（2） 沉降裂縫一般出現(xiàn)在沉降曲線上曲率較大處，且與上部結構剛度有關。（3） 荷載裂縫的位置，完全與受力相對應，往往與橫向或豎向變形無明顯關系依據(jù)裂縫的位置鑒別（二）砌體結（1） 溫度裂縫多數(shù)出現(xiàn)在房屋頂部附近，以兩端最為常見，在縱墻和橫墻上都有可能出現(xiàn)。而出現(xiàn)在房屋頂部附近的豎向裂縫可能是溫度裂縫，也可能是沉降裂縫。（2） 沉降裂縫多出現(xiàn)在底層.大窗臺上的豎向裂縫多數(shù)也是沉降裂縫。對等高的長條形房屋,沉降裂縫大多出現(xiàn)在兩端附近；其他形狀的房屋，沉降裂縫都在沉降變化劇烈處附近。沉降裂縫一般都出現(xiàn)在縱墻上，橫墻上較為少見。構裂縫的處理原則海?大多數(shù)皿"壓強"足矗成的超載裂縫需要處理的裂縫砌體結構裂縫是否需要處理和如何處理，主要取決于裂縫的性質及其危害程度。對以下情況的裂縫，應及時采取措施加以處理。（1） 明顯的受壓、受彎等荷載裂縫。（2） 縫寬超過1.5mm的變形裂縫。（3） 縫長超過層高1/2、縫寬大于20mm的豎向裂縫，或產生縫長超過層高1/3的多條豎向裂縫。（4） 梁支座下的墻體產生明顯的豎向裂縫。（5）門窗洞口或窗間墻產生明顯的交叉裂縫、豎向裂縫或水平裂縫。常見砌體裂縫的處理原則一般情況下，溫度裂縫、沉降裂縫和荷載裂縫的處理原則是：溫度裂縫一般不影響結構安全，通過觀測判斷最寬裂縫出現(xiàn)的時間，用保護或局部修復方法處理即可。對沉降裂縫，要先對沉降和裂縫進行觀測，對那些逐步減小的裂縫，待地基基本穩(wěn)定后做逐步修復或封閉堵塞處理；若地基變形長期不穩(wěn)定，沉降裂縫可能會嚴重惡化而危及結構安全，這時應進行地基處理。荷載裂縫一般因承載能力或穩(wěn)定性不足而危及結構安全，應及時采取卸荷或加固補強等處理方法，并應立即采取防護措施。（三）砌體結構裂縫的處理方法灌漿修補（1） 原理。灌漿修補是一種用壓力設備把水泥漿液壓入墻體的裂縫內，使裂縫黏合起來的修補方法。（2） 修補工藝。灌漿法修補裂縫可按下述工藝進行：1） 清理裂縫，使其成為一條通縫。2） 確定灌漿嘴位置，布嘴間距宜為500mm，裂縫交叉點和裂縫端均應布設。厚度大于360mm的墻體，兩面都應設灌漿嘴。在設灌漿嘴處，墻體先鉆出孔徑大于灌漿嘴外徑的孔，孔深為30?40mm，孔內應沖洗干凈，并用純水泥漿涂刷，然后用1：2水泥砂漿固定灌漿嘴。3） 用1：2水泥砂漿嵌縫，以形成一個可以灌漿的空間。嵌縫時，應注意將原磚墻裂縫附近的粉刷層剔除，用新砂漿嵌縫。4） 待封閉層砂漿達到一定強度后，先在每個灌漿嘴中灌入適量的水，然后進行灌漿。灌漿順序自上而下，當附近灌漿嘴溢出或進漿嘴不進漿時方可停止灌漿。灌漿壓力控制在0.2MPa左右，但不宜超過0.25MPa。發(fā)現(xiàn)墻體局部冒漿時，應停灌約15min，或用水泥臨時堵塞，再進行灌漿。在靠近基礎或樓板處灌入大量漿液仍未飽灌時，應增大漿液濃度或停灌12h后再灌。5） 拆除或切斷灌漿嘴，抹平孔眼，沖洗設備。填縫修補磚砌體填縫修補的方法有水泥砂漿填縫和配筋水泥砂漿填縫兩種，通常用于墻體外觀維修和裂縫較淺的結構，主要用于溫度裂縫和不影響結構穩(wěn)定及安全的沉降裂縫。（1） 水泥砂漿填縫的修補工序為：先將裂縫清理干凈，用勾縫刀、抹子、刮刀等工具將1：3的水泥砂漿或比砌筑砂漿高一級的水泥砂漿或摻有108膠的聚合水泥砂漿填入磚縫內。（2） 配筋水泥砂漿填縫的修補方法，是每隔45皮磚在磚縫中嵌入細鋼筋，然后按水泥砂漿填縫的修補工序進行。局部更換當磚墻裂縫較寬但數(shù)量不多時，可以采用局部更換砌體的辦法，即將裂縫兩側的磚拆除，然后用M7.5或M10砂漿補砌。更換的順序是自下而上，每次拆除4~5皮磚，經清洗后砌入新磚。整體加固法當裂縫較寬且墻身變形明顯，或內外墻拉結不良時，僅用封堵或灌漿措施難以取得理想的效果，這時可采用鋼拉桿加固法，或用鋼筋混凝土腰箍及鋼筋桿加固法。剔縫埋入鋼筋法沿裂縫方向嵌入鋼筋，相當于加一個“銷”將裂縫兩側砌體銷住。具體做法為：

在墻體兩側每隔5皮磚剔鑿一道長Im（裂縫兩側各0.5m）、深50mm的磚縫，埋入①6鋼筋一根，端部彎直鉤并嵌入磚墻豎縫，然后用強度等級為Ml0的水泥砂漿嵌填嚴實，如圖4-6所示。施工時，要注意先加固一面，砂漿達到一定強度后再加固另一面，注意采取保護措施使砂漿正常水化。墻兩面均要剔醛圖4-6剔縫埋入鋼筋法拆磚重砌法對裂縫較嚴重的砌體可采用局部拆磚重砌法，如圖4-7所示。在裂縫位置拆除250mm（跨裂縫兩側）長磚墻，用比原設計等級高一級的砂漿重新砌筑，新老砌體按規(guī)范要求結合密實。注意拆除墻體時，應采取措施保障安全。圖4-7拆磚重砌法變換結構類型當承載能力不足導致砌體裂縫時，常采用這類方法處理。最常見的是柱承重改為加砌一道墻變?yōu)閴Τ兄?，或用鋼筋混凝土代替砌體等。除了上述方法之外，砌體結構的加固還有壓力灌漿、把裂縫轉為伸縮縫、托梁加固、外包加固等方法。第二節(jié)砌體結構工程質量事故原因分析一、事故原因與分類強度不足事故砌體強度不足，有的變形，有的開裂，嚴重的甚至倒塌。對待強度不足的事故，尤其需要特別重視沒有明顯外部缺陷的隱患性事故。造成砌體強度不足的主要原因有：設計截面太?。凰?、電、暖、衛(wèi)和設備留洞留槽削弱斷面過多；材料質量不合格；施工質量差，如砌筑砂漿強度低下、砂漿飽滿度嚴重不足等。穩(wěn)定性不足事故這類事故是指墻或柱的高厚比過大或