粗粒料填筑地基安置房墻體裂縫成因分析

錢財富 張今陽

（安徽省·水利部淮河水利委員會水利科學研究院 蚌埠 233000）

某房屋自建成后，墻體出現不同程度的裂縫，住戶對安置房安全產生一定擔憂。根據裂縫開展特性，初步判定與基礎變形有關。為準確找出墻體裂縫產生的原因，為工程下階段處理提供依據，開展相關檢測與分析工作。

1 工程概況

1.1 場地情況

某場地原為山坡緩地及沖溝地貌，地表高程為57.0～74.0m，高差較大，場地地形地貌為復雜場地。場地未發現崩塌、泥石流、滑坡等地質災害現象，場地穩定性條件較好。

1.2 地基設計情況

根據規劃該場地挖高填低整平強夯處理，回填土深度不一，回填土最厚達到7.0m。整平后場地北部高程約65.7m，南部高程約63.7m，呈北高南低趨勢，部分為巖石裸露形式的巖土組合地基，場地總面積4.3 萬m2。

設計為粗粒料強夯回填，回填最厚達到約7.0m。主要強夯施工參數：回填土區夯擊遍數一遍即填土區頂面起夯，夯點間距3.5m×3.5m。施工中單擊夯擊能1000～1500kN·m，單點擊數不少于5 擊，強夯停錘標準為沉降量小于5cm。夯錘質量為1500kN，直徑2.5m。強夯回填土施工中小于4.0m 單擊夯擊能為1000～1200kN·m，大于4.0m 采用單擊夯擊能為1200～1500kN·m。設計強夯地基修正后的承載力特征值fak≥120kPa。

1.3 裂縫開展時間

場地整平后，用于農民安置區，建二層住宅。房屋主體結構完工或建成后，部分安置戶發現墻體出現不同程度的裂縫。

2 裂縫調查

2.1 裂縫調查內容

裂縫調查內容主要包括裂縫走向、長度和寬度及其他外露缺陷、損傷、變形等。

2.2 裂縫開展情況

現場挑選了幾戶代表性裂縫進行了檢測，具體如下：

120 號戶：內縱墻1-2/D 有從軸①～②的斜向裂縫，裂縫寬度f=0.3～0.5mm，靠軸①有1 條短的斜裂縫。一層墻體1-4/C 內墻面門洞和兩窗洞的上部有近似水平裂縫，f=0.10～0.70mm，墻體的兩側面有對應開展，長約700mm；軸3-4/C 窗洞口下角點處有2 條斜裂縫，f=0.35～0.50mm，軸1-2/C 外墻面窗洞口下角點處有斜裂縫及近似呈豎向的鋸齒縫，f=0.15～0.70mm。一層墻體1-3/E 窗洞下角有稍微傾斜裂縫，兩側面對應開展，f=0.20～0.60mm，長度約720mm。二層墻體軸1-2/C 窗洞上角有水平裂縫，下角有斜向裂縫，兩側面對應開展，f=0.10～0.20mm。

107 號戶：一層墻體3-4/B 窗洞角處有水平裂縫，裂縫寬度f=0.10mm、斜裂縫，裂縫寬度f=0.05～0.10mm，兩側面對應開展。經局部剝開檢查，砌體的灰縫面有微裂縫。一層墻體軸1-4/G 門窗洞邊有水平和斜裂縫0.05～0.10mm，經局部剝開檢查為外粉刷層裂縫，門窗上有水平縫0.05mm。二層墻體軸1-4/G 窗洞的下角有斜裂縫0.05mm，另有1 條短的豎縫0.05mm。

76 號戶：一層墻體3-4/B 窗洞下有1 條近似呈豎直向裂縫，縫上端稍寬，下端細，局部剝開檢查，有一塊磚面上有裂縫f=0.05～0.10mm，上下磚塊和砌縫均未見裂縫。

109 號戶：一層墻體3-4/B 窗洞下角有斜向裂縫f=0.05～0.10mm，局部剝開灰縫面有微裂縫f=0.05mm，兩側面有對應縫開展，窗洞下邊緣有2 條豎縫f=0.05mm。一層墻體1-4/E 窗洞邊有多條豎向裂縫、水平縫和斜裂縫，多數f=0.05mm，局部剝開檢查為外粉刷層裂縫。二層墻體1-4/E 窗洞下邊角有斜裂縫和豎向裂縫f=0.05～0.15mm，局部剝開檢查為外粉刷層裂縫。

122 號戶：墻體（1～2 層）1/C-E 窗洞角有水平縫和斜縫f=0.05mm，局部剝開為表面粉刷層裂縫，墻面有不規則形裂縫f=0.05mm。墻體（1～2 層）1-4/E 窗洞下邊角有多條裂縫和斜向縫f=0.05～0.10mm，局部剝開為表面粉刷層裂縫。

123 號戶：一層墻體3-4/C 窗洞下角有斜裂縫，兩側面對應開展f=0.05～0.10mm。一層墻體1-2/C 窗洞底邊有2 條豎向裂縫f=0.05mm，局部剝開檢查，磚和砂漿交界面有微裂縫f=0.03mm。

153 號戶：（1）一層墻體1-2/E 窗洞上下角各有1 條斜裂縫f=0.05mm，局部剝開檢查為表面粉刷層裂縫。二層墻體1/C-E 墻面有水平豎向和斜向裂縫f=0.05mm，局部剝開檢查為表面粉刷層裂縫。

3 基礎檢測與分析

3.1 地基檢測結果

主要結果見表1～表4。

表1 壓實系數檢測結果表

3.2 地基檢測結果分析

（1）該場地回填土地基經強夯處理后，通過試坑干密度測試，其壓實系數滿足規范要求；從重型圓錐動力觸探測試結果可知，其地基碎石土基本處于稍密狀態，并且地層中4.0m 以上深度的N63.5 擊數大于5 擊。在地層深度4.0m 以下局部擊數小于5擊，仍存在松散層。

（2）一般情況下新近回填土均存在填土地基的不均勻、濕陷性和多變性。此次通過各種方法檢測結果得到：回填土料顆粒大小不均勻性，部分含有大塊石；強夯施工存在著壓實不均勻性；回填土填筑深度大小存在不均勻性。另地基中存在巖石埋深不一，且部分巖石裸露；部分回填土深度達到7.0m左右；回填土存在不同的附加濕陷量等。

表2 顆粒大小試驗結果表

（3）通過現場淺層平板載荷試驗，在240kPa 作用下浸水后附加沉降量在0.29～2.65mm 之間，經計算雖然ΔFs240kPa/b ＜0.023 濕陷土判定要求，但其附加濕陷量占總沉降量3.7%～23.4%之間，因而，該回填土地基存在浸水后產生附加沉降量不均勻。

（4）經現場淺層平板靜荷試驗，并結合重型動力觸探試驗，該場地屬低壓縮性土，地基承載力標準值大于120kPa，滿足現有建筑物承載力要求。

4 裂縫成因分析

120 號戶：一層內縱、橫墻1-2/D 斜裂縫，軸②側高，軸①側低，這是地基土不均勻沉降變形引起的墻體開裂。一層北縱墻1-3/E 窗角斜裂縫是不均勻類裂縫，窗洞角水平裂縫是剪切類裂縫，磚墻砌體與窗過梁間有相對位移而引發的砌體水平裂縫。一層墻體1-2/C 窗角斜裂縫是不均勻沉降類裂縫，在窗角處因應力集中而窗角點處縫較寬。該窗角還有鋸齒狀裂縫，這與砌筑質量有一定關系。二層墻體1-2/C 窗角斜裂縫與不均勻沉降有一定的關系。另外在墻體砌筑方面也存在一定問題，窗洞上角水平裂縫是剪切類裂縫。

107 號戶：窗洞邊水平裂縫是剪切類裂縫，局部剝開檢查這類裂縫多為外粉刷層裂縫，這是因為兩層粉刷間的收縮變形外層受里層粉刷層約束而引發的表層開裂。窗洞下的水平裂縫是粉刷層間相互約束而產生表層裂縫。窗洞角的斜裂縫是墻體因溫縮和沉降變形而引發的墻體開裂，局部剝開檢查為粉刷表層裂縫。

76 號戶：一層墻體3-4/B 窗臺中間的一豎直裂縫特征是上端縫寬，下端縫細，這種裂縫是由于地基土變形，地基反壓力以及窗間墻對窗臺的作用，使窗臺墻向上彎曲，在墻體中間附近出現彎曲拉應力，而引發窗臺墻的豎向裂縫。

表3 重型圓錐動力觸探試驗結果表

表4 淺層平板載荷試驗主要試驗指標表

109 號戶：一層窗臺墻3-4/B 窗臺的豎直裂縫是由于地基變形，地基反壓力及窗間墻對窗臺的作用而引發窗臺墻的豎向裂縫。窗角點處的斜裂縫是窗間墻給窗臺墻的壓力作用，在窗角處產生剪切應力，在角點處有較大的應力集中，而引發窗洞下角點的開裂（斜向居多）。一層窗洞1-4/E 的裂縫，角點處斜裂縫和豎直向裂縫產生的原因，窗角點處的斜裂縫是窗間墻給窗臺墻的壓力作用，在窗角處產生剪切應力，在角點處有較大的應力集中。二層1-4/E窗洞裂縫為粉刷層層面間約束變形裂縫，經局部剝開檢查，為粉刷層表面裂縫。

122 號戶：墻體1/C-E 表面分布不規則的裂縫，局部剝開為粉刷層表面裂縫，這類裂縫是墻面外粉刷層干縮裂縫，因兩粉刷層面間（或粉刷層與磚墻面間）的變形相互約束而引發的粉刷層開裂。1-4/E墻體裂縫是表面粉刷層裂縫，裂縫產生的原因同墻體1/C-E 表面分布不規則的裂縫。窗角上的斜裂縫是應力集中而引發的，這與地基土的不均勻沉降變形有關系。

123 號戶：一層墻體3-4/C 窗角斜裂縫是由窗間墻的壓力作用，在窗角產生較大的剪應力集中而引發的裂縫。一層墻體1-2/C 豎直裂縫是地基反力和窗臺墻的壓力作用而引發的窗臺墻裂縫，磚塊和砌筑灰縫砂漿表面有裂縫f=0.03mm，縫較細，對墻體整體性沒有影響。

153 號戶：一層墻體窗角斜裂縫是窗間墻壓力作用在角點的剪應力集中而引發的斜裂縫。墻面縫較細且是表面粉刷層裂縫，對磚砌體的整體性沒有影響。二層墻體1/C-E 的不規則裂縫，局部剝開檢查為粉刷層表面裂縫是外粉刷層面干縮性裂縫且縫較細，對磚砌體的整體性沒有影響。

綜上所述，該工程房屋部房屋裂縫主要原因為：（1）由于填土中有較大塊石存在，地下埋設及基礎開挖過程中對地基產生擾動。（2）降雨引起的地表水浸入，使地基產生附加沉降。（3）建筑物結構設計及施工中與地基適應性不協調。（4）強夯施工的地基壓實不均勻，強夯法處理回填土地基會由于原回填土不均勻而產生一定的不均勻性。目前房屋因不均勻沉降所發生裂縫，大部分由地基上部土層不均勻沉降產生的，如果不采取相應措施，隨著時間延長，裂縫數量及寬度均要增加。

5 結語

粗粒料地基具有成分較復雜、均勻性差、濕陷性、厚度變化大等不良地質現象。為了將粗粒料填土地基與房屋結構相適應，應綜合考慮以下方面因素：

（1）選用適宜的結構形式，使上部荷載盡量均衡。加強結構的整體剛度，對門、窗等開孔較大部位要加強措施，以抵抗沉降差的影響。

（2）增強基礎的剛度，使其適應地基變形。對于巖土組合地基，減少壓縮層厚度方法，減少沉降差。

（3）對于雨水、地表水、生活廢水，如果浸入新近回填土地基中，易產生附加沉降，尤其是壓實性較差的回填土對地基危害性更大，并且持續時間較長。針對這種情況，應在粗粒土地基表面以上回填0.5m 厚的粘性土層，達到阻隔水入浸粗粒土地基為目的。同時必須增加散水坡長度，增加排水溝，盡快排除地表水。

（4）強風化巖石不能長期暴露在空氣中，應及時進行隔離處理，減少風化破碎