老舊墻體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性調(diào)研分析★

余安妮 蔣元海 樓潤(rùn)澤 彭布銀 鐘正徽 劉 鋒

(嘉興學(xué)院，浙江 嘉興 314001)

0 引言

二十世紀(jì)七八十年代，我國(guó)城市化建設(shè)提速，大批樓房密集建成，至今許多樓房已逾二三十年。雖然標(biāo)準(zhǔn)的建筑使用年限為50年，但由于80年代初建設(shè)技術(shù)落后，施工粗糙、管理落后等原因，部分房屋的建筑質(zhì)量隱患較多，老舊房屋損壞的現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)。近年來(lái)，我國(guó)各地出現(xiàn)老舊房屋損壞的現(xiàn)象，破壞方式包括裂縫，傾斜，地基沉降甚至坍塌，對(duì)居民的生命安全造成了嚴(yán)重的威脅。今年5月9日，我校越秀校區(qū)外語(yǔ)樓教室207隔墻發(fā)生倒塌也屬于老舊墻體事故。

本研究項(xiàng)目在今年7月份開(kāi)展了對(duì)嘉興市南湖區(qū)老舊建筑物的調(diào)研活動(dòng)，現(xiàn)將有關(guān)調(diào)研情況分析匯報(bào)如下：調(diào)查范圍包括南湖區(qū)的南湖街道，建設(shè)街道，解放街道及新嘉街道，共15處建筑。其中，80年代～90年代的民用建筑占大部分，這些民用建筑多出現(xiàn)建筑物表面脫落，墻體發(fā)霉，鐵質(zhì)物生銹，木構(gòu)件被侵蝕，墻、柱構(gòu)件出現(xiàn)裂縫等情況，其中有9處建筑的使用受到影響，2處無(wú)法使用，不少居民對(duì)房屋存在的安全隱患感到擔(dān)憂。通過(guò)總結(jié)發(fā)現(xiàn)，在調(diào)查的建筑物中，建筑結(jié)構(gòu)形式多為磚混結(jié)構(gòu)，墻體結(jié)構(gòu)多為剪力墻結(jié)構(gòu)，而未發(fā)現(xiàn)設(shè)置圈梁和構(gòu)造柱等用于增加墻體穩(wěn)定性的構(gòu)件。建筑物受損的主要表現(xiàn)為裂縫，包括構(gòu)件裂縫，構(gòu)件連接處裂縫，表面裂縫，嚴(yán)重的則表現(xiàn)為坍塌，對(duì)其使用功能造成了一定影響。

1 老舊建筑及墻體結(jié)構(gòu)介紹

80年代初建成的住宅在改革開(kāi)放的背景下完成。據(jù)調(diào)查顯示，該時(shí)期的住宅具有如下特點(diǎn)：以單元式為主，層高一般不低于3 m，每戶建筑面積集中在60 m2左右，少數(shù)甚至不到50 m2，戶型比較單一，主要有一室一廳，兩室一廳和三室一廳，分別設(shè)置獨(dú)立衛(wèi)生間和廚房，有1個(gè)～2個(gè)陽(yáng)臺(tái)。設(shè)計(jì)普遍采用多層混合結(jié)構(gòu)，墻體由粘土磚和砌筑砂漿等材料構(gòu)成。樓板采用預(yù)應(yīng)力空心板，受平面布局的限制使得墻體的承重方式為縱橫墻混合承重[1]。墻體是建筑物的重要組成部分，它的作用是承重圍護(hù)和分隔空間。墻體根據(jù)受力情況不同，可分為承重墻和非承重墻，承重墻直接承受樓板屋頂?shù)葌鱽?lái)的荷載，非承重墻則不承受外來(lái)荷載，包括承受自身重量的自承重墻和僅起分隔空間作用的隔墻。按照材料可分為磚墻，現(xiàn)澆或預(yù)制的鋼筋混凝土墻，石墻。按照構(gòu)造形式可分為實(shí)體墻，空體墻和復(fù)合墻。根據(jù)墻體的結(jié)構(gòu)形式和材料對(duì)墻體穩(wěn)定性的影響的分析將在下文中總結(jié)。

2 墻體的常見(jiàn)問(wèn)題：裂縫

在我們實(shí)地調(diào)查的老舊建筑中普遍存在裂縫現(xiàn)象,裂縫通?？煞譃榻Y(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫[2]，如圖1所示。

2.1 結(jié)構(gòu)性裂縫

結(jié)構(gòu)性裂縫是指由于結(jié)構(gòu)應(yīng)力達(dá)到限值，造成承載力不足引起的裂縫，是墻體開(kāi)始發(fā)生破壞的特征[3]。產(chǎn)生的原因通常有:

1)設(shè)計(jì)考慮不周，引起構(gòu)件承重能力不足或?qū)嶋H承重過(guò)重引起墻體開(kāi)裂或地基不均勻沉降產(chǎn)生裂縫；

2)施工工藝不當(dāng)。水泥，砂，石等材料質(zhì)量不過(guò)關(guān)，施工技術(shù)不到位，墻體的實(shí)際強(qiáng)度不能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度引起開(kāi)裂；

3)房屋建成后居民自行對(duì)墻體進(jìn)行改造，穿孔，破壞了墻體的設(shè)計(jì)強(qiáng)度和承載能力；

4)溫濕度變化時(shí)，由于各構(gòu)件的線膨脹系數(shù)不同，引起的構(gòu)件變形程度不同，構(gòu)件之間產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)其剪力和拉應(yīng)力大于砌體的抗剪抗拉強(qiáng)度時(shí)，墻體便被拉裂。

2.2 非結(jié)構(gòu)性裂縫

非結(jié)構(gòu)性裂縫往往是自身應(yīng)力形成，如溫度裂縫、收縮裂縫，對(duì)建筑物承載能力沒(méi)有很大影響的裂縫[4]。非結(jié)構(gòu)性裂縫產(chǎn)生的原因包括：

1)溫度，濕度等引起建筑材料熱脹冷縮，濕脹干縮；

2)混凝土澆灌后泌水沉降，引起裂縫;

3)地基沉降不均勻，引起各個(gè)構(gòu)件之間產(chǎn)生剪力而產(chǎn)生裂縫。

3 裂縫解決辦法

3.1 結(jié)構(gòu)性裂縫的解決辦法

1)由于構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)承重能力不足引起的結(jié)構(gòu)性裂縫可以通過(guò)構(gòu)造圈梁，增加構(gòu)造柱的方式來(lái)增加墻體的穩(wěn)定性。墻長(zhǎng)大于5 m時(shí)，墻頂與梁(板)宜有鋼筋拉接；當(dāng)墻長(zhǎng)大于層高2倍時(shí)，宜設(shè)構(gòu)造柱；墻高超過(guò)4 m時(shí)，半高或門(mén)洞上皮宜設(shè)置與柱連接且沿墻長(zhǎng)貫通的混凝土現(xiàn)澆帶[5]。根據(jù)GB 50007—2011砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,在增加隔墻時(shí)應(yīng)注意墻體轉(zhuǎn)角處和縱橫墻交接處宜沿豎向每隔400 mm～500 mm設(shè)拉結(jié)鋼筋，其數(shù)量為每120 mm墻厚不少于1根直徑6 mm的鋼筋；或采用焊接鋼筋網(wǎng)片，埋入長(zhǎng)度從墻的轉(zhuǎn)角或交接處算起，對(duì)實(shí)心磚墻每邊不小于500 mm，對(duì)多孔磚墻和砌塊墻不小于700 mm。據(jù)悉，我校教室隔墻倒塌就與未在隔墻內(nèi)設(shè)置拉結(jié)筋有關(guān)，故在以后的施工工程中應(yīng)當(dāng)注意按照規(guī)范對(duì)墻體配筋。在對(duì)墻體的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)符合以下構(gòu)造要求(見(jiàn)表1)：

(1)

式中：H0——磚墻、磚柱的計(jì)算高度；

h——墻厚或矩形柱與H0相對(duì)應(yīng)的邊長(zhǎng);

μ1——自承重墻允許高厚比的修正系數(shù);

μ2——有門(mén)窗洞口墻允許高厚比的修正系數(shù);

[β]——墻、柱的允許高厚比。

表1 墻、柱允許的高厚比[β]值

而墻體的高厚比和所選擇的砌體種類具有不同的要求(如表2所示)。

表2 墻體的高厚比

由式(1)我們可以看出，高厚比的修正系數(shù)越大，所允許的墻高、柱高與墻厚、矩形柱與H0相對(duì)應(yīng)的邊長(zhǎng)比值越大，墻體就越“薄”。由表2我們可以看出，工程上我們選用的砌體材料不同，將影響到墻體的高厚比系數(shù)，選用的材料不同，墻體的高厚比系數(shù)不同，對(duì)應(yīng)允許的墻厚和墻高的比值也不同。另外，在工程中我們也應(yīng)該注意結(jié)合砌體類型和砂漿等級(jí)強(qiáng)度按照表1選取允許的高厚比值進(jìn)行驗(yàn)算。

2)對(duì)于施工工藝引起的結(jié)構(gòu)性裂縫，砌體，砂漿的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)該符合GB 50007—2011砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。

3)由溫度引起的構(gòu)件變形不一可通過(guò)對(duì)各個(gè)構(gòu)件做好保溫措施。如增加保溫層厚度，在屋面設(shè)置隔熱層或架空層，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，設(shè)置收縮縫，設(shè)置后澆帶，添加混凝土添加劑，設(shè)置滑移層，局部加強(qiáng)配筋等方法來(lái)減少溫度引起的變形。

4)對(duì)于房屋結(jié)構(gòu)被人為地改變的情況，應(yīng)當(dāng)禁止隨意更改房屋的結(jié)構(gòu)。家庭裝修過(guò)程中隨意更改房屋結(jié)構(gòu)，如拆除承重墻，會(huì)改變樓房的承力設(shè)計(jì)，使樓房的受力能力減弱，將嚴(yán)重影響樓房的安全。2016年2月26日，江西萍鄉(xiāng)市安源區(qū)新學(xué)前巷27號(hào)一棟6層房屋的4層～6層發(fā)生部分坍塌，該事故就是由于該棟房屋405室業(yè)主裝修時(shí)不當(dāng)施工，引發(fā)連續(xù)坍塌。因住戶“野蠻裝修”引發(fā)的這類工程事故數(shù)見(jiàn)不鮮，在今后的工程中應(yīng)向相應(yīng)部門(mén)審批，確保建筑物的穩(wěn)定后再進(jìn)行改造。

3.2 非結(jié)構(gòu)性裂縫的解決辦法

1)對(duì)于干燥收縮，溫度收縮，塑性收縮，碳化收縮等引起的非結(jié)構(gòu)性裂縫，可以通過(guò)以下方法來(lái)減少收縮：在混凝土配合比設(shè)計(jì)中盡量控制好水灰比的選用，摻入適當(dāng)?shù)耐饧觿┖蜏p水劑，選用收縮量較小的水泥，降低水泥的用量，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)并做好保溫措施等[6]。

2)對(duì)于地基沉降不均勻的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)建筑時(shí)控制立面高差不要太大，控制建筑物的長(zhǎng)高比，合理布置縱橫墻，減小荷載差異；將建筑物的地基分為各個(gè)部分,設(shè)置沉降縫，使各個(gè)部分的沉降互不影響，減輕建筑物自重等可減少地基沉降引起的非結(jié)構(gòu)性裂縫[7]。

4 其他問(wèn)題

老舊墻體結(jié)構(gòu)還存在一些其他現(xiàn)象，如空鼓，起皮，發(fā)霉等現(xiàn)象。這些現(xiàn)象普遍存在于墻體的抹灰層。產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因主要有：施工工藝不符合要求，選用的建材質(zhì)量不符合要求，施工先后順序錯(cuò)誤或者省略，養(yǎng)護(hù)措施不到位，使用過(guò)程中室內(nèi)潮濕等原因引起。對(duì)于這類現(xiàn)象，在今后的修建過(guò)程中必須注意：

1)砌塊墻體抹灰應(yīng)待砌體充分收縮穩(wěn)定后進(jìn)行。

2)加氣混凝土、混凝土空心砌塊墻體雙面滿鋪鋼絲網(wǎng)，并與梁、柱、剪力墻界面搭接寬100 mm[8-10]。其他墻體與框架梁、柱、板及構(gòu)造柱、剪力墻界面處雙面通長(zhǎng)設(shè)置200 mm寬的鋼絲網(wǎng)。

3)埋設(shè)暗管、暗線等孔間隙應(yīng)用細(xì)石混凝土填實(shí)。

4)墻體抹灰材料盡可能采用粗砂。

5)墻體抹灰前應(yīng)均勻?yàn)⑺疂駶?rùn)。

5 結(jié)語(yǔ)

按照國(guó)際建筑行業(yè)的通例，一般性建筑的耐久年限為50年～100年[11]。二三十年房齡的居民樓，理論上說(shuō)正值“青壯年”，不至于有點(diǎn)風(fēng)吹草動(dòng)就轟然倒塌。然而歷年來(lái)因老舊建筑物產(chǎn)生的事故數(shù)見(jiàn)不鮮，可見(jiàn)許多老舊建筑進(jìn)入了質(zhì)量報(bào)復(fù)周期[12]。建筑行業(yè)是一個(gè)與人民安危密切相關(guān)的行業(yè)，我們?cè)诮窈蟮慕ㄖ袘?yīng)當(dāng)注意嚴(yán)格按照建筑規(guī)范選用建材，嚴(yán)格遵守施工工藝和流程，在質(zhì)量上嚴(yán)格把關(guān)，建造符合建筑要求的建筑[13]。人們才能真正地安居樂(lè)業(yè)，社會(huì)才能更加和諧安定。

[1] 王運(yùn)政,康光宗.我國(guó)80年代住宅的安全狀態(tài)分析與研究[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2008,4(4):140-143.

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[4] 陳庚起.鋼筋混凝土構(gòu)件的安全鑒定分析[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì),2009(9):136.

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[6] 王雪梅.淺談控制混凝土小型空心砌塊墻開(kāi)裂措施[J].建筑建材裝飾,2012(5):64-67.

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[13] GB/T 14684—2011,建筑用砂[S].