某商住楼地基不均匀沉降案例

地基不均匀沉降而引起的房屋开裂现象是不容忽视的。这些裂缝不仅影响建筑物的美观，甚至给结构安全造成危害。本文在深入分析某市一商住楼地基不均匀沉降事故的原因的基础上，分别从勘察、设计和施工等方面提出了一些预防不均匀沉降的措施。旨在加强对沉降危害的认识，以期引起相关部门和机构的重视，暴露其病根和病源，以对其进行有效的诊断和医治。

(相关资料图)

一、工程概况：

某市一商住楼长65m，宽11.9m，层数为六层。房屋总高度22m，底层为商店，二层以上为住宅，共四个单元，总建筑面积为4495m2。基础形式按照荷载的不一样而将它分为钢筋混凝土独立基础和刚性条形基础两种类型，刚性条形基础处设地圈梁。基础埋深3.8m。主体为砖混结构。楼盖和屋盖均为120mm厚现浇板。

二、事故回放：

该工程验收的过程中检测出来第三单元楼体外墙有一条垂直的细小裂缝，相关的人员被要求对其加强观察，质监部门立即暂缓核定该工程质量等级。在之后的几个月时间里该裂缝没有显著的扩展状况出现，因此批准了用户搬进去开始居住。然而一年之后裂缝部位开始恶化，开始不断的扩展，涉及到建筑物的多个部位，例如：圈梁、墙体、楼面、屋顶、女儿墙等。鉴于工程裂缝继续加快加剧的情况，在第二年的年底由建设局及有关技术人员组成了裂缝事故小组，要求用户迅速搬离。同时，邀请市、省两级质监部门对该楼进行技术鉴定。沉降为：（1）地圈梁和底层联系梁多处裂缝，裂缝大部分是垂直裂缝，一小部分区段出现有斜裂缝。地圈梁裂缝宽度的范围是0.1~10mm，大多数贯穿地圈梁截面。联系梁裂缝宽度的范围是0.15~10mm，大部分都已伸到梁高的2/3以上。（2）内外墙裂缝就比较多了，各种形状的都有，比如说倒“八”字、垂直、斜向等，宽度范围是0.5~10mm。楼面面层起壳、楼板缝间开裂情况比较常见。（3）因该楼室外回填土厚度达3m左右，与此同时，楼房完成之后，其周遭的路段都被改造了，所以沉降观察点被重置了好几次，沉降观测数据只能是阶段性的非系统数据，导致其监测结果只能作为参考，不能作为依据来使用。在分析了处在各个阶段的监测结果之后，发现这样的情况：建筑房屋两边沉降量较大，中间沉降量较小，南端沉降量较大点与中间沉降量较小点之间的沉降量差值大200mm左右。

三、原因分析：

1、勘察方面

设计和施工需要按照实际情况来进行的，所以说工程地质勘查报告的作用就比较大了。有了这样的报告才能对地基、土层性质、地下水和土工试验情况了解清楚，才能够使得设计更加和实际相吻合并结合设计要求。就该楼地基平面作分析之后发现，该平面上有三个厚度小于20m的溶洞，洞中软粘土分布不均匀。做好岩溶地区的工程地质勘查，务必要了解有关溶洞的深度和分布区域，与此同时，检测出洞内土质的物理化学指标并探明地下水所处的状况。但是在这个楼房的地基压缩层内，以上的这些勘察要求都不能满足。根据现在具备的数据可以发现，较稳定的地基上覆层仅2.5~4.8m，下卧层为高压缩性软粘土，厚度大小不一，而且有些部分已经缺失，勘察没有准确地检测出溶洞边界线以及软粘土的相关物理力学指标，为设计取值带来了不利因素。但是造成该建筑产生不均匀沉降的主要因素是厚薄不匀的软粘土的压缩沉降。

2、设计方面

设计过程之中要是没有充分研究勘察资料，就无法准确地验算出建筑物地基下存在的软弱下卧层变形。设计方面的主要问题表现在：建筑物结构选型不够合理，建筑物纵向刚度没有达到相应的要求，以及在地基不均匀的状况下没有实时采取措施处理不均匀沉降。

3、施工方面

为了避免出现地面堆载导致建筑物产生附加沉降的情况出现的话，要注意的是不要在小、轻型建筑物旁边放置很多像建筑材料、土方等重物。

4、环境方面

在楼房竣工半年后，距楼房南侧6米因河道改造开挖了一条截面为5.5m*6m的小河，该河床底标高低于基础底标高1.5m左右，河水位低于地下水位。平时有地基中细小颗粒被水带走的现象，致使该楼在河道改建后短期内不均匀沉降现象迅速加剧，除此之外，建筑物竣工半年之后，由于周围的道路被改修，其四周被回填了3米左右高度的填土，这样不仅加大基础的附加应力，而且还加快了地基的变形速度。

四、防止地基不均匀沉降措施：

1、地质报告要真实可靠

工程地质勘察报告必须能够准确地反应实际情况，具备相应的科学性。因为这样的报告是设计人员设计的数据来源。无法体现真实情况的工程地质勘察报告就会误导设计人员，为设计人员的分析、判断的准确性造成很大的障碍，这直接影响到工程地质的质量高低。由此说来，选择有资质的勘察单位，使用业务水平比较高的和责任心比较好的地质勘察人员是保证工程地质勘察报告高质量完成的必要条件。

2、从设计上增强房屋的基础刚度和整体刚度

多层建筑物的平面形状要尽可能地不要有复杂的开间、过多的阴角，明显的高差或者是荷载差异，而是要追求简单、规则整齐。在软土地区建筑物容易出现裂缝这样的情况，主要是由于该建筑物具有高度差异或荷载差异。要避免出现不均匀沉降这样的情况，主要措施就是减轻建筑物自重。

结构设计的过程中要增强建筑物的整体性，提高建筑物的抗弯刚度，以便尽可能的避免裂缝的出现，而且在裂缝出现之后还可以阻止裂缝的恶化。达到这样的目的，主要采取的措施就是设置圈梁和钢筋混凝土构造柱的时候，在建筑物的墙体里设置圈梁和构造柱。

3、施工单位质量保证体系要健全，质量管理要到位

做好原材料的进场验收，确保材料合格。计量器具要进行检测，并派专人对计量工作进行监控。

墙体砌筑要按规定标准设置，砌体砌筑形式要根据所砌部位的受力性质和砖的规格来确定。一般采用砌筑法，以提高砌筑墙体的整体性；当利用半砖时，应将半砖分散砌于墙中，同时也要满足搭接1/4砖长的要求。砖墙砌筑前，应对操作工人进行技术交底，并事先按标准加工好拉结筋。

构造柱马牙搓是否达到相关的要求直接关系到墙体整体性和抗震性好坏。确保构造柱马牙搓的高度不高于标准砖5皮，多孔砖3皮。不得在转角及抗震设防地区临时间断处留直搓；并不在任何地方留阴搓。

施工时，施工单位务必依据设计要求及规范标准埋设专用水准点和沉降观测点。在主体结构施工的时候，每结构层沉降观测一次以上；主体结构封顶后，沉降观测每个月至少一次。检查结果务必要通过复测，并将其列入工程质量评估的相关内容中。

五、地基不均匀沉降治理措施：

1、原地基和基础扩宽加固

对原有地基和基础进行扩宽加固处理，以调整地基附加应力，增强建筑物的刚度整体性，防止不均匀沉降的继续发展。

2、结构修复加固

在经过结构矫正复位和地基处理后，应采取适宜的方法，及时对上部结构损坏部分进行加固、修补，恢复建筑物正常使用功能，以实现安全承载的目的。上部结构处理包括裂缝的处理和砌体承载力的处理。

（1）裂缝的处理

对因不均匀沉降，在砌体和钢筋混凝土结构中产生裂缝的修补，将主要根据裂缝的部位、宽窄等情况，采用各种不同的材料予以修补。

在修补砖墙裂缝前，应先搞清开裂的原因，观察裂缝是否稳定。观察的常用方法是在裂缝上涂一层石膏或石灰，经一段时间后，若石膏或石灰不开裂，说明裂缝已经稳定。对于除荷载裂缝以外、且已经稳定的裂缝可以采用如下方法修补。

A、填缝修补

填缝修补的方法有水泥砂浆填缝和配筋水泥砂浆填缝两种。

水泥砂浆填缝的修补工序为：先将裂缝清理干净，用勾缝刀、抹子、刮刀等工具将1：3的水泥砂浆或比砌筑砂浆强度高一级的水泥砂浆或掺有107胶的聚合水泥砂浆填入砖缝内。

配筋水泥砂浆填缝的修补方法，是每隔4~5皮砖在砖缝中先嵌入细钢筋，然后再按水泥砂浆填缝的修补工序进行。

砌体填缝修补的方法，通常用于墙体外观维修和裂缝较浅的场合。

B、灌浆修补

灌浆修补是一种用压力设备把水泥浆液压入墙体的裂缝内，使裂缝粘合起来的修补方法。由于水泥浆液的强度远大于砌筑砖墙的砂浆强度，所以用灌浆修补的砌体承载力可以完全恢复。

实际上，灌浆修补法不仅可以修实砖墙的裂缝，还可以用于因施工不慎，在混凝土结构物的骨科间存在空隙而不能用表面抹浆或填细石混凝土修补的较深的蜂窝或孔洞。

水泥灌浆修补方法具有价格低、材料来源广、结合体的强度高和工艺简单等优点，在工程实际中得到较广泛的应用。

C、局部更换和加强墙体

当墙裂较宽但数量不多时，可以采用局部更换墙体的办法，即将裂缝两侧的砖拆除，然后用M7.5或M5砂浆补砌（图2.9）。局部修补的另一种方法是拉结法，即洞裂缝设置素混凝土或钢筋混凝土楔（图2.10）。

当裂缝细而密时，可以采用局部钢筋网外抹水泥砂浆加固。

（2）砌体的承载力及稳定的加固

当砌体裂缝经实测鉴定后确认其承载力或稳定性不足时，应及时进行加固。通常，在加固施工前应卸除外荷载。若卸除外荷载有困难时，应设置临时预应力支持，以减小后加构件的应力滞后。砖墙承载力及稳定性加固方法有扶壁柱法和钢筋网水泥法。砖柱加固方法，有增大截面法和外包角钢法。

A、扶壁柱法加固砖墙

图2.11所示为常用的砖扶壁柱，其中a、b表示单面增设的砖扶壁柱，c、d表示双面增设的砖扶壁柱。

B、混凝土扶壁柱法加固砖墙

混凝土扶壁柱的形式如图2.12所示，它可以帮助原砖墙承担较多的荷载。

混凝土扶壁柱与原墙的连接是十分重要的。对于原带有壁柱的墙，新旧柱间可采用图2.12a所示的连接方法，它同砖扶壁柱基本相同。当原墙厚度小于240mm时，U形连接筋应穿透墙体，并加以弯折（如图2.12b所示）。图2.12c、e的加固形式可较多地提高原墙体的承载力。图2.12a、b 、c中的U形箍筋竖向间距不应大于240mm，纵筋直径不宜小于12 mm，图2.12d、e所示为销键连接法。销键的纵间间距不应大于1000mm。

图2.13示出了用混凝土加固原砖墙壁柱的方法。补浇的混凝土厚度不宜小于50 mm，最好采用喷射法施工。为了减小现场工作量，对图2.13 a所示的原砖墙壁柱的加固，可采用2个开口箍和1个闭口箍间隔放置的办法。开口箍应插入墙砖缝内，深度不小于120mm。闭口箍在穿过墙体后再行弯折。当插入箍筋有困难时，可先用电钻钻孔，再将箍筋插入。纵筋的直径不得小于8mm。

（2）钢筋网水泥浆法加固砖墙

钢筋网水泥浆法加固砖墙是指把需加固的砖墙表面除去粉刷层后，两面附设φ4~8 mm的钢筋网片，然后喷射砂浆（或细石混凝土）的加固方法（图2.15），由于此法通常对墙体双面进行加固，所以经加固后的墙体俗称夹板墙。夹板墙可以较大辐度地提高砖墙的承载力、抗侧移刚度及墙体的延性。

图2.15

（3）增大截面法加固砖柱

增大截面法加固砖柱包括侧面增设混凝土层加固（简称侧面加固）和四周外包混凝土加固两类（图2.16）

A、侧面增设混凝土层加固砖柱

当砖柱承受的弯矩较大时，往往采用仅在受压面增设混凝土层的方法（如图2.16a所示）或双面增设混凝土层的方法（如图2.16b所示）予以加固。

采用侧面加固时，新旧柱的连接和接合非常重要。双面加固应采用连通的箍筋；单面加固应在原砖柱上打入混凝土钉或膨胀螺栓等物件，以加强两者的连结。此外，无论是单面加固还是双面加固，应将原砖柱的角砖每隔5皮打掉1块，使新混凝土与原柱能很好地咬合（如图2.16a、b所示）。

新浇混凝土的强度等级宜用C15或C20，受力钢筋距砖柱的距离不应小于50 mm，受压钢筋的配筋不宜小于0.2%，直径不应小于8 mm。

B、四周外包混凝土加固砖柱

四周外包混凝土加固砖柱的效果较好，对于轴心受压砖柱及小偏心受压砖柱，其承载力的提高效果尤为显著。

当外包层较薄时，外包层亦可用砂浆。砂浆强度等级不得低于M7.5。外包层应设置φ4~6mm的封闭箍筋，间距不宜超过150 mm 。

（4）外包角钢加固砖柱

外包角钢加固砖柱可以在砖柱尺寸增加不多的情况下，较多地提高砖柱的承载力，大幅度地增加砖柱的抗侧力。

外包角钢加固砖柱的一般作法是：用水泥砂浆将角钢粘贴于受荷砖柱的四周，并用卡具卡紧，随即用缀板将角钢连成整体，最后去掉卡具，粉刷水泥砂浆以保护角钢（图2.17）。角钢应很好地锚入基础，在顶部也应有可靠的锚固措施，以保证其有效地参加工作。角钢不宜小于

50*5。

图2.17

（5）碳纤维加固法

碳纤维加固包括碳纤维布加固和碳纤维板加固两种。碳纤维材料用于混凝土结构加固修补的研究始于80年代美、日等发达国家。我国的这项技术起步很晚，但随着我国经济建设和交通事业的飞速发展，现有建筑中有相当一部分由于当时设计荷载标准低造成历史遗留问题，一些建筑由于使用功能的改变，难以满足当前规范使用的需求，亟需进行维修、加固。目前常用的加固方法有很多，如：加大截面法、外包钢加固法、粘钢加固法、碳纤维加固法等。碳纤维加固修补结构技术是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新型的结构加固技术。

碳纤维与传统的加大混凝土截面或粘钢混凝土补强相比，具有节省空间，施工简便，不需要现场固定设施，施工质量易保证，基本不增加结构尺寸及自重，耐腐蚀、耐久性能好等特点。另外，采用该工法，可大大提高建筑物的使用寿命，降低加固成本。因此，碳素纤维作为划时代的补强材料，而备受青睐和关注。

(1)抗拉强度高，是同等截面钢材的7-10倍。

(2)重量轻，密度只有普通钢材的1/4。

(3)耐久性好，可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。

(4)施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证。

(5)适用范围广，混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固。可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能和耐久性能。

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