某糧食平房倉大面積不均勻堆載對墻體裂縫影響分析

卓林，李艷

（1.安徽省大禹水利工程科技有限公司 安徽省建筑工程質量監督檢測站，安徽 合肥 230088 2.安徽省建筑工程質量監督檢測站，安徽 合肥 230088）

砌體結構中墻體沉降裂縫是由地基基礎沉降（或不均勻沉降）引起的，而導致沉降或不均勻沉降的原因有臨近建筑抽排地下水、地基基礎設計不當、地基基礎施工不當、大面積不均勻堆載等。地基不均勻沉降產生的裂縫主要為斜裂縫、正八字形裂縫，他們隨沉降的穩定而穩定，隨沉降的發展而發展。對待這種裂縫，一般在裂縫穩定以后處理[1]。本文通過工程實例分析了大面積不均勻堆載對墻體裂縫的影響。

1 工程實例

1.1 工程概況

某糧站平房倉長60m，寬25m，檐口相對標高8.60m。屋面采用鋼屋架體系屋蓋，屋架支座下布置有鋼筋混凝土構造柱，構造柱下采用混凝土獨立基礎，獨立基礎之間用條形基礎相連。基礎埋置深度約1.0m，柱下獨立基礎底寬2.0m×3.6m，墻下條形基礎底寬2.0m。4.80m標高層以下粘土磚墻體厚620mm，以上標高層粘土磚墻體厚490mm。墻體內有五個標高層布置圈梁，圈梁高240mm。4-5軸間7.62m標高層處門過梁混凝土內沒有設置鋼筋，造成該標高層圈梁內鋼筋不連通。砌筑砂漿強度等級為M5。

圖1 平房倉平面布置圖

1.2 場地地質條件

根據工程勘察資料，場地內埋深16.0m以上淺地基土自上而下可分為三個工程地質層：第①層耕土層；第②層粉質粘土層 fak=100kPa，E=3.44MPa；第③層細砂層fak=180kPa，E=15.00MPa。本工程基礎坐落在第②層粉質粘土層，地下水穩定水位埋深1.2m～1.5m。

1.3 倉內堆糧及裂縫發展情況

從倉庫北山墻開始堆放小麥約800t（小麥散裝堆放，東西方向堆滿整個車間跨度25m，北山墻向南約3.0m范圍最高堆放達5.0m，向南堆放約12m～15m，）后發現4至5軸間大門及7.62m標高層處門過梁和圈梁連接處及以上墻體出現開裂現象。

10日后從倉庫南部開始堆放小麥，當收購到1000t時發現7～8軸間大門及7.62m標高層處門過梁和圈梁連接處及以上墻體出現開裂現象。隨后將南北堆放的小麥向中間攤平，堆放高度降低至3.0m左右，然后在中間堆放小麥，基本將倉庫內小麥攤平均勻堆放，倉內小麥達到3000t時，堆糧高度基本保持在3m左右，墻體裂縫基本保持穩定，沒有進一步發展。

1.4 大面積地面荷載作用對臨近基礎的影響

依據《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）[2]附錄N按分層總和法對平房倉堆糧約800t時1/1/A點、2/A點的地基附加沉降量進行復核計算。

①1/1/A點：糧食堆載高度H=5.0m，等效均布地面荷載qeq=47.8kPa，基礎內側邊緣中點地基附加沉降量sg=45.8mm，基礎中心點地基附加沉降量s’g=25.9mm，基礎內側邊緣中點相對于基礎中心點的沉降差Δsg=19.9mm，1/1/A點相對于3/A點局部傾斜值分為0.051。

②2/A點：糧食堆載高度H=3.3m，等效均布地面荷載qeq=34.2kPa，基礎內側邊緣中點地基附加沉降量sg=32.8mm，基礎中心點地基附加沉降量s’g=17.8mm，基礎內側邊緣中點相對于基礎中心點的沉降差Δsg=17.8mm，1/1/A點相對于3/A點局部傾斜值分為0.055。

由計算結果可以看出：

1/1/A處和2/A處由于大面積堆載引起的基礎內側邊緣中點相對于3/A基礎局部傾斜值分為0.051和0.055，超出了建筑物地基變形允許值0.003的要求。

根據規范要求，當建筑物變形過大時，就會影響建筑物的正常使用，或者引起建筑物開裂，嚴重傾斜甚至破壞。

1.5 墻體裂縫成因分析

本工程的持力層第②層粉質粘土層為高壓縮性土，此土層為軟弱土層，且土層較厚，抗剪強度低，壓縮性高，壓縮性不一致，在自重應力和大面積不均勻堆載產生的附加應力作用下條形基礎容易產生不均勻沉降。

根據現場調查，小麥堆放過于集中，地基土在大面積地面堆載作用下產生壓縮變形，由于地面荷載作用不均勻，引起地基產生過大的沉降差，導致地基發生不均勻沉降。當小麥收購至800t時主要堆放在北側的①軸～③軸間，而向南以外地方沒有堆載，基礎內側邊緣的局部傾斜率遠大于建筑物地基變形允許值，即在此工況下基礎產生明顯的不均勻沉降。基礎內側邊緣中點相對于基礎中心點的沉降差為17.8mm～19.9mm，造成基礎邊緣和中心點的不均勻受壓，導致基礎向內側傾斜，是引起圈梁外側裂縫較寬，內側裂縫較窄的原因。裂縫開展的性態、時間和開展次序均與平房倉內堆放小麥的時間和次序相吻合。

綜上所述，該平房倉墻體與圈梁產生裂縫的主要原因是由于基礎的不均勻沉降引起的，其次墻體整體剛度在門窗洞口處有較大的減弱，加劇了門窗洞口處的沉降，進而產生斜向裂縫，A軸7.32m標高層圈梁內的鋼筋不連通加劇了墻體和圈梁的開裂。

1.6 地基不均勻沉降導致的墻體裂縫處理方法

①在堆糧過程中應嚴格按照作業規程操作，不宜過于集中堆載。

②對倉內糧食均勻堆放后，加強對平房倉的沉降觀測，對觀測資料進行分析，以確定沉降是否趨于穩定。如果不均勻沉降仍在發展，裂縫較嚴重且繼續開展，應本著先加固地基后處理裂縫的原則進行。

③對墻體和不連通的圈梁進行加固處理，以確保墻體和圈梁的整體性。

④待倉內糧食清空后，對室內地坪進行處理，增加其剛度，以減輕地基基礎的不均勻沉降。

⑤當沉降趨于穩定后，對墻體裂縫進行處理，對于縫寬在0.5mm～2.0mm且裂縫深度開展較淺的裂縫，宜采用填縫法進行處理。剔除墻體表面抹灰層，然后沿裂縫開鑿U型槽，槽內用改性環氧砂漿或改性環氧膠泥填縫。裂縫處理后宜觀察一段時間，裂縫不繼續開展后再進行抹灰粉刷。對于門洞上方裂縫寬度大于2mm且開展深度較深的裂縫，應在保證結構安全的前提下將貫通縫按斜縫長方向局部砌體鑿除后用微膨脹混凝土填實[3]。

2 結論

大面積堆載不僅會使地基產生豎向沉降，而且附帶的地基側向變形同樣可以導致鄰近建筑物地基產生受力和變形，嚴重的還會導致工程事故[4]。因此大面積堆載的廠房在施工過程中應加強施工質量控制，加強上部結構的剛度，提高墻體抗剪強度。其次地面堆載應均衡，應根據使用要求、堆載特點、結構類型和地質條件確定允許堆載量和堆載范圍。