從不均勻沉降引起的開裂事故中談設計和施工的結(jié)合

邢 超 沖

(太原市迎澤區(qū)城市建設綜合開發(fā)公司，山西 太原 030001)

從不均勻沉降引起的開裂事故中談設計和施工的結(jié)合

邢 超 沖

(太原市迎澤區(qū)城市建設綜合開發(fā)公司，山西 太原 030001)

以某鋼結(jié)構(gòu)展廳和某廠房工程為例，從工程設計、施工、使用等環(huán)節(jié)，分析了建筑物開裂事故的產(chǎn)生原因，論述了建筑工程建設中，尊重科學、遵守規(guī)則、全面考慮問題的重要性。

鋼結(jié)構(gòu)，施工縫，墻體開裂，地基

建筑工程結(jié)構(gòu)設計是一個靜態(tài)模擬動態(tài)的過程，要考慮到地震及施工和使用過程中的振動等因素。而施工過程中又要理解設計意圖，同時要顧慮到施工過程和使用過程中的各種力學變化過程、風吹、日曬、雨淋、水浸、凍融循環(huán)、有意無意的人為破壞等因素。下面就筆者親歷的兩個工程實例談一談建筑工程設計、施工、使用各環(huán)節(jié)配合失調(diào)，未能動態(tài)結(jié)合造成的事故。

1 鋼結(jié)構(gòu)展廳墻體開裂

一、二層鋼結(jié)構(gòu)展廳不均勻沉降，外墻多處開裂。

如圖1，圖2所示，在一高層住宅西側(cè)后建一座二層鋼結(jié)構(gòu)展廳。高層建筑為樁基礎。高層主體施工到一層以上時開始回填，這時鋼結(jié)構(gòu)展廳開工，地基采用三七灰土，分層用機械碾壓回填，這就造成了靠近軸墻角處碾壓不夠密實。而鋼結(jié)構(gòu)展廳的基礎采用獨立柱基，尺寸如圖1所示。軸處獨立基礎基底面積為其余樁基的1/2，按照荷載計算相關(guān)規(guī)范，基礎埋深和基底面積都足夠。為了追求商業(yè)利益該高層住宅主體尚未完工，鋼結(jié)構(gòu)展廳已施工裝修完畢準備投付使用，這時發(fā)現(xiàn)軸處柱基普遍下沉5 cm左右，造成外裝修石材多處開裂，最寬處達2.5 cm，地梁有輕微開裂，室內(nèi)地面開裂。

事故原因分析如下：

3)施工組織設計不合理，沒有充分注意到交叉施工帶來的后果，占事故責任的15%。

4)鋼結(jié)構(gòu)展廳基礎設計未考慮到施工過程中諸多動態(tài)因素，只是按照正常情況進行了力學設計和計算。若能設計成條形基礎并增加基礎梁也可避免類似情況的發(fā)生。占事故責任的5%。

該事故發(fā)生后，經(jīng)多方調(diào)查了解，最終采用室內(nèi)外相關(guān)位置鉆孔注水泥漿的方式進行了地基加固，并采取了避免雨水灌入沉降縫的措施。

2 廠房墻體開裂

如圖3所示為民營企業(yè)在我市東山地區(qū)20世紀90年代初期興建的廠房，條形基礎，有地梁、圈梁。南北兩側(cè)外墻為370機紅磚墻，東西兩側(cè)為240機紅磚墻，墻上窗洞口1.8 m×2.4 m，窗臺高1.5 m，屋頂結(jié)構(gòu)采用預應力薄腹梁，車間為框架結(jié)構(gòu)。

本工程為套用圖紙施工，無地質(zhì)勘探資料，基礎埋深1.5 m，下面換填了1.2 m厚三七灰土。

該廠房為生產(chǎn)大型汽車橡膠輪胎的主裝車間，建成投產(chǎn)5年后東西兩側(cè)墻體開始出現(xiàn)八字形裂縫。后來裂縫越來越多，越來越長，最寬裂縫達1.5 cm，只好停止使用。到2005年年初，東西兩側(cè)墻體基本上每跨都有寬1.0 cm長3.5 m以上裂縫2道～3道。南北兩側(cè)的墻基本沒開裂現(xiàn)象。該廠房現(xiàn)已拆除，為新建工程的需要，地基勘探后發(fā)現(xiàn)該廠房地基分為三類區(qū)域(見圖3)。

Ⅰ類，Ⅱ類，Ⅲ類區(qū)域各層土質(zhì)自上而下分述如下：

①雜填土：Ⅰ類，Ⅲ類區(qū)域平均厚度3 m，Ⅱ類區(qū)域平均厚度5 m，以鋸末、木屑、樹枝等為主，并有砌塊、灰渣、石灰屑、砂礫等垃圾，結(jié)構(gòu)疏松，很不均勻。

②粉土：黃褐～褐色，色調(diào)較為深暗。稍濕，堅硬狀態(tài)，大孔隙和柱狀節(jié)理發(fā)育，含粉質(zhì)粘土團塊，不均勻，其他地段有缺失。分布不穩(wěn)定，平均厚度2.0 m，最厚處可達3.8 m，該層土的干密度在1.34 g/cm3～1.77 g/cm3之間。具中等壓縮性，有濕陷性。fk=140 kPa。

③粉土：淺黃色，稍濕～濕，堅硬狀態(tài)，該層土質(zhì)較純凈，均一性較好。在Ⅱ類區(qū)域厚度較小約2.5 m，Ⅰ類，Ⅲ類區(qū)域厚度較大，約8 m。該層土的干密度在1.28 g/cm3～1.55 g/cm3之間，壓縮系數(shù)平均值0.21 MPa-1，具有中等壓縮性，并有濕陷性。fk=150 kPa。

④角礫：厚約2.5 m，級配不均勻，分選性差，含有約15%的卵石及少量漂石，處于中密度狀態(tài)，Ⅱ類區(qū)域較厚，Ⅰ類，Ⅲ類區(qū)域較薄。fk=300 kPa。

⑤粉土：黃褐色，微顯紅，濕，堅硬狀態(tài)，含少量砂粒，手感較粗糙。厚度在1.2 m～2.5 m，分布較穩(wěn)定，底標高在827.5 m上下，干密度為1.14 g/cm3～1.81 g/cm3之間。平均1.59 g/m3，壓縮系數(shù)平均0.18 MPa-1，具中等壓縮性，并具濕陷性。fk=180 kPa。

⑥粉質(zhì)粘土：黃褐色，微顯紅，濕，大部處于堅硬狀態(tài)，局部具可塑～硬塑狀。一般見有白色碳酸鹽類物質(zhì)呈絲網(wǎng)狀分布，含有鈣質(zhì)結(jié)核。該層厚約1.2 m～3.3 m，底標高多在825.0 m上下。其干密度在1.52 g/cm3～1.80 g/cm3，平均1.65 g/cm3。壓縮系數(shù)平均0.16 MPa-1，具中等壓縮性。fk=200 kPa。

⑦粉土：位于⑥層之下。黃褐色～淺黃色，濕、堅硬狀態(tài)，含少量雜質(zhì)，可見粉質(zhì)粘土團塊，局部可見水平層理，不甚均勻。干密度在1.47 g/cm3～1.90 g/cm3之間，平均1.58 g/cm3。壓縮系數(shù)平均0.12 MPa-1，具中等壓縮性。fk=230 kPa。

地下水：鉆探范圍內(nèi)，至16 m深未見到地下水。

按照GB J25—90濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范，基礎埋深按2.5 m考慮，經(jīng)計算濕陷性評價為Ⅰ類，Ⅲ類區(qū)域為非自重濕陷性，Ⅱ類區(qū)域為局部自重濕陷性。

事故原因分析：

1)未按建設工程流程組織建設。未事先做地質(zhì)勘察，無規(guī)劃許可，無委托設計。占事故責任的80%。

2)地基處理不徹底，換填三七灰土不徹底，未能將雜填土層徹底處理干凈。占事故責任的15%。

3)使用過程中未能干凈徹底將雨水排至廠房12 m以外。

3 結(jié)語

以上兩個實例說明，建設工程流程和建筑設計、施工使用的全過程是一個必須嚴格遵守、尊重科學的過程。規(guī)范和流程是從無數(shù)事故中摸索出來的。必須要精心設計、精心施工。還要充分考慮到“動與靜“的結(jié)合。簡單、粗放、野蠻施工、走捷徑必然受到懲罰。

Discussion on the combination of design and construction of cracking accident caused by uneven settlement

Xing Chaochong

(TaiyuanYingzeUrbanConstructionDevelopmentCompany,Taiyuan030001,China)

Taking a steel structure hall and a workshop engineering as an example, from the engineering design, construction, use and other aspects, analyzed the causes of building cracking accidents, discussed the importance of respecting for science, abiding by the rules, overall considering the problem in building engineering construction.

steel structure, construction joint, wall cracking, foundation

1009-6825(2017)03-0073-02

2016-11-17

邢超沖(1965- )，男，工程師

TU712

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