李仰贤 朱 锋 侯庆瑜
1 概述
1.1 概况
某住宅楼为主体6层砖混结构，采用振冲碎石桩复合地基、钢筋混凝土条形基础。该工程建成于2006年7月，已投入使用。由于部分墙体出现裂缝现象，2008年8月，该公司委托我中心对该工程墙体裂缝进行鉴定。
1.2 基本情况调查
该建筑东西长约70 m，共5个单元，在东 2单元，3单元间设置伸缩缝一道。
1.3 地质情况调查
通过查阅委托方提供的有关资料综合分析，该工程场地为一古冲沟，自上而下依次为:①杂填土:二十世纪七八十年代人工堆积，厚度极不均匀，为2 m～12 m，两侧较薄，中间较厚;②黏土:厚度较薄，为0.2 m～0.8 m;③石灰岩:该层巨厚，勘察未揭穿，石灰岩距自然地面两侧较浅、中间较深。由于原地基条件不佳，设计采用振冲碎石桩复合地基加固处理，要求处理后地基承载力特征值为160 kPa，振冲碎石桩于2006年7月～8月施工，根据振冲碎石桩施工资料分析，该工程场地情况和勘察报告基本吻合。2006年9月经复合地基静力载荷试验，复合地基承载力特征值为176.2 kPa，满足设计要求。据调查了解，东西两侧在基础施工时均开挖到石灰岩层，即东西两侧的混凝土条形基础的地基为天然地基(石灰岩)。
2 现场检测情况
现场检查发现，该建筑墙体裂缝主要位于纵墙，大部分为贯穿性裂缝，从南立面和北立面整体看，裂缝为正“八”字形斜裂缝，裂缝主要位于东西两侧，其中东侧裂缝较为严重，下部较上部严重。建筑南立面裂缝形态见图1。
3 原因分析及相关规范
3.1 原因分析
该工程东西两侧采用石灰岩天然地基，中间部分采用振冲碎石桩复合地基。根据地质报告和有关规范资料，石灰岩的弹性模量为21 000 MPa～41 000 MPa，未处理前杂填土的压缩模量为4 MPa～12 MPa，按照振冲碎石桩间距 1.2 m、桩径 0.8 m、正三角形布置计算，处理后的复合土层压缩模量为9 MPa～27 MPa，石灰岩天然地基和振冲碎石桩复合地基地基土的压缩性有明显差异，造成有较大沉降量差。根据以上勘察的裂缝所处位置、走向、形态，查阅有关资料、计算，经综合分析认为，该工程上述纵墙斜裂缝主要是因为地基不均匀沉降引起。
3.2 相关规范的规定
GB 50007-2002建筑地基基础设计规范规定:
1)第6.2.1条建筑地基(或被沉降缝分隔区段的建筑地基)的主要受力层范围内，如遇下列情况之一者，属于土岩组合地基:a.下卧基岩表面坡度较大的地基;b.石芽密布并有出露的地基;c.大块孤石或个别石芽出露的地基。2)第6.2.6条在地基压缩性相差较大的部位，宜结合建筑平面形状、荷载条件设置沉降缝。沉降缝宽度宜取30 mm～50 mm，在特殊情况下可适当加宽。3)第7.3.2条建筑物的下列部位，宜设置沉降缝:a.建筑平面的转折部位;b.高度差异或荷载差异处;c.长高比过大的砌体承重结构或钢筋混凝土框架结构的适当部位;d.地基土的压缩性有显著差异处;e.建筑结构或基础类型不同处。
该工程采用振冲碎石桩复合地基，地基属于土岩组合地基，地基压缩性相差较大，且未在相应位置设置沉降缝。
4 沉降观测及分析
观测工作时间为2008年9月～2009年4月，累计观测时间为6个月。根据观测数据整理计算，截止到 2009年 4月14日，建筑沉降最后119 d的沉降速率为0.022 mm/d，处于《建筑变形测量规程》规定中“最后100 d的沉降速率小于 0.01 mm/d～0.04 mm/d时可认为已进入稳定阶段”的“0.01 mm/d～0.04 mm/d”的上限与下限之间。为确保建筑安全，并结合本建筑场地地基土质情况，该公司对该楼再次进行沉降延期观测工作，再次观测工作时间为2009年4月～2009年8月。
沉降观测点位分布见图2。
沉降观测成果见图3。
从2009年4月5日～2009年8月4日共进行了5次观测，观测时长121 d，共取得70个高程数据。对高程数据进行整理计算，121 d中该楼建筑平均沉降量为0.50 mm，平均每天沉降为0.50 mm÷121 d≈0.004 1 mm/d。在本次观测中沉降量最大的观测点为 1，3，4，7，8，9，12 号点，121 d 内沉降 1 mm，平均每天沉降为1 mm÷121 d≈0.008 3 mm/d，也低于沉降稳定速率要求(0.01 mm/d～0.04 mm/d)。其余观测点在本次观测期内沉降0 mm。
根据中华人民共和国建设部颁发的JGJ 8-2007建筑变形测量规程规定，“当观测工程最后 100 d的沉降速率小于0.01 mm/d～0.04 mm/d时可认为已进入稳定阶段”。本工程最后121 d的沉降速率为0.004 1 mm/d，小于变形观测规程规定的0.01 mm/d～0.04 mm/d。振冲碎石桩复合地基具有压缩性，但随着时间的增长，压缩变形量应该逐渐减少，该工程已建成两年多，裂缝虽然较宽，但该楼建筑沉降已进入稳定阶段。
5 裂缝处理方案
该工程采用凿槽和骑缝粘贴碳纤维布(1 000 mm)两层的方法进行处理，做法如下:
1)骑缝剔除墙体抹灰层1 100 mm宽，每边550 mm，在墙体表面沿裂缝走向骑缝凿出槽深和槽宽分别不小于20 mm和15 mm的 U形槽沟，然后用找平胶(修补胶)充填，凿槽时注意尽量不要凿至多孔砖的砖孔，如凿至砖孔，该砖孔用找平胶(修补胶)充填;2)找平胶(修补胶)固化后，打磨平整，多孔砖应露出新面，清除疏松墙体和砌筑砂浆、油污、浮尘;3)用滚筒将碳纤维配套底胶均匀涂刷于构件表面，指触干燥时，立即进入下一工序;4)用找平胶(修补胶)将墙体表面凹陷部位和灰缝找平，指触干燥时，立即进入下一工序;5)涂刷碳纤维胶粘剂于粘贴部位，将裁好的碳纤维布贴于需粘贴部位，粘贴部位为骑缝满贴碳纤维布1 000 mm，采用专用滚筒顺纤维方向分别从中间部位开始单向多次滚压，挤除气泡，使胶液充分浸透碳纤维布，滚压时不得损伤碳纤维布;6)指触干燥时，重复5)步骤;7)在最后一层碳纤维布表面均匀涂刷胶粘剂一道，立即在胶粘剂表面撒干砂，砂粒径3 mm左右，或胶粘剂固化后刷质量可靠的界面剂一道，然后抹灰。抹灰采用M15微膨胀水泥砂浆，并认真养护;8)恢复装饰层。加固采用质量可靠的碳纤维及配套胶，碳纤维布的规格为300 g/m2，抗拉强度标准值不低于3 000 MPa。施工要求严格遵照CECS 146∶2003碳纤维片材加固混凝土结构技术规程执行。施工完毕后，按相关要求进行检测检验。为保证施工质量，加固处理由有专项资质的专业队伍施工。处理完成至今，墙面未再出现裂缝，效果良好。
6 结语
1)下卧基岩表面坡度较大的地基应慎用复合地基;2)在地基土压缩性相差较大的部位，宜结合建筑平面形状、荷载条件设置沉降缝;3)建筑结构或基础类型不同处宜设置沉降缝。
[1] 该工程设计图纸、变更等有关资料.
[2] 该工程振冲碎石桩地基加固工程竣工报告.
[3] 该工程岩土工程勘察报告(详勘).
[4] 该工程振冲碎石桩复合地基静力载荷试验报告.
[5] 该工程沉降测量报告.
[6] GB 50007-2002，建筑地基基础设计规范[S].
[7] GB 50009-2001，建筑结构荷载规范[S].
[8] GB 50003-2001，砌体结构设计规范[S].
[9] GB 50021-2001，岩土工程勘察规范[S].
[10] JGJ 79-2002，建筑地基处理技术规范[S].
[11] JGJ 8-2007，建筑变形测量规程[S].
[12] GB 50367-2006，混凝土结构加固技术规范[S].
[13] CECS 146∶2003，碳纤维片材加固混凝土结构技术规程[S].
[14] 杨素霞.现浇混凝土裂缝原因分析及防治[J].山西建筑，2008，34(1):151-152.
