摘要：砌體結構因具有投資節省、施工方便、易于就地取材、耐久性好等優勢，所以為城市和農村建筑所普遍采用。但在砌體結構建筑物中，墻體裂縫多有發生，這些裂縫會影響結構的外觀和使用功能，嚴重時會影響到墻體的承載力和穩定性，甚至引起倒塌事件。使墻體開裂的原因很多，但地基不均勻沉降引起墻體開裂多為常見。因此，開展對地基不均勻沉降引起的墻體開裂問題的研究并找到切實有效地處理方法，具有重要的理論意義和工程應用價值。

　　關鍵詞：砌體結構；墻體開裂；地基不均勻沉降；卸荷加固；

　　Abstract: because of masonry structure has investment saving, construction is convenient, easy to use local materials, advantages such as durability, so in urban and rural building the universal use. But in masonry structure of buildings, wall cracks often occur, the cracks will affect the structure of appearance and functions, will affect the wall of serious bearing capacity and stability, and even cause collapse. Make wall the cracking reason for the many, but foundation caused by uneven subsidence walling for more common. Therefore, the research on foundation caused by uneven settlement of the wall, the study of cracking and find effective treatment methods, and has important theoretical significance and application value.

　　Keywords: masonry structure; Walling; The foundation of uneven settlement; Unloading reinforcement

　　1某五層教學樓墻體嚴重開裂事故簡介

　　本文研究的實際工程為某稅務學校的一棟教學樓。該教學樓為一字型、內廊式的五層結構，建筑面積6326m2，建筑物長72.74m，寬16.04m，總高18m。一層有14.4×9 m2的大廳，其余與二、三、四、五層均為10.2m開間教室。該建筑物采用縱墻承重體系，截面尺寸為250×500mm的承重梁支撐在厚490mm、240mm的內、外縱墻上。教學樓進廳處設有六根鋼筋混凝土柱，除該處為柱下鋼筋混凝土單獨基礎外，縱、橫墻墻下均為毛石條形基礎。

　　2003年8月份該教學樓開始施工，2004年9月份交工，在施工期間砌至三層標高時，發現一、二層窗臺下磚墻產生裂縫，經設計、施工單位商議，用50×50mm角鋼將窗間垛四周加固，但由于沒有對癥下藥，05年一月份開始，內、外縱墻裂縫繼續開展，08年裂縫發展近五十多處，被某市建委列為現場隨時監測和需要立即加固處理房屋。根據裂縫測量有如下的規律：

　　（1）豎向裂縫沿墻身貫通，個別長達12m，裂縫位置基本對稱，裂縫寬度上寬下窄。

　　兩道外縱墻左側第一、第五窗間墻處有四道裂縫，第一窗間墻處裂縫從一

　　層通至五層，第五窗間墻處裂縫自三層通至五層，裂縫在個別部位將490 mm墻體延橫截面斷開，右側在第十一、十五窗間墻處有裂縫兩道與左側位置基本對稱。

　　兩道內縱墻由于承受大廳上部教室傳來的荷載， B軸左側有一條寬2mm，長12m的大裂縫，此裂縫將墻體拉開，位于走廊處可清楚看到教室內的活動。右側裂縫的貫通長度稍輕，位置與外縱墻開裂位置相同。

　　（2）內、外縱墻的窗框、門框兩側均有斜裂縫延伸，裂縫特點是距貫通裂縫近處，裂縫較長而寬，距貫通裂縫遠處，斜裂縫細而短。由于裂縫開裂日益增多，使得教學樓內的師生感到不安，校領導更擔心發生樓塌人亡的重大事故，因而急迫要求對教學樓進行加固改造。因此，必須通過計算得到墻體開裂的根本原因，對癥下藥，從而解決加固設計、施工如何進行的難題。

　　2 教學樓卸荷加固設計方案確定

　　從墻體開裂的原因分析中可以看出，基礎底面壓力過大、結構剛度差是產生事故的根源，因此解決的辦法是減小基礎底面壓力和增加結構剛度。根據這個思想可采取擴大毛石基礎底面積的措施，但這將涉及內、外縱墻近330延長米的加寬。埋深大、基礎寬必然要求時間長、投資大，這將會影響學校的正常教學。經過數次方案比較，最后確定采用增設卸荷柱，并由該框架柱將部分結構荷載傳給新設置的柱下條形基礎，從而減小原有條形基礎基底壓力，使墻身原有基礎沉降變形與相鄰基礎沉降變形差值減小。同時增設內框架提高結構剛度，增強結構調整不均勻沉降的能力。二者的組合是最經濟、最合適的辦法，具體設計由兩部分組成。

　　2.1 增設卸荷柱為內外縱墻基礎卸荷

　　原教學樓墻下條形基礎所承受的結構內力是由上部結構自重之和產生，如果將部分樓板荷載轉移給新設結構--卸荷柱，則外縱墻傳給原基礎的荷載減小，地基沉降值隨之減小，原超過《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007-2002）局部傾斜允許值的事實也就不復存在，卸荷柱設置在樓板承重梁下，其高度為從一層地面

　　至四層地面，是將一、二、三層樓板的部分樓面荷載經過卸荷柱傳給新設基礎，

　　柱的截面尺寸為300×400mm。

　　由于卸荷柱自一層至四層均設置在樓板承重梁下，因此首先要解決卸荷柱與樓板承重梁結點如何設計的問題，其具體設計方法如下:卸荷柱在承重梁截面兩側密貼穿過與承重梁上樓板的底面相接觸，支撐樓板的支座由承重梁與頂端共同組成，支座從350mm增加到650mm。由于支座面積增大，減小了兩端對墻體的局部擠壓作用，減輕內、外縱墻由梁傳來的豎向荷載值，達到墻體卸荷效果。

　　此卸荷柱在每根梁的兩端支座處成對設置，柱下鋼筋混凝土地基梁與卸荷框柱現澆為一體，從而增加結構剛度，地基梁放置在新設的毛石混凝土基礎上。新基礎與舊基礎各自獨立沉降，新基礎按軟塑亞粘土承載力設計，基底壓力值較小，由于卸荷柱承擔部分樓面荷載，縱墻荷載減小，從而調整舊基礎的基底壓力值。

　　2.2增設框架加強結構剛度

　　針對裂縫貫通位置在走廊設置四榀內框架，走廊框架寬2.7m，高14.4m(至五層地面)，柱截面200×400mm，樓板底部增設聯系梁400×400mm四根，框架通過植筋施工方案與內橫墻基礎圈梁相連，自身形成空間剛度較強體系，達到增加結構剛度的目的，提高結構調整不均勻沉降的能力。卸荷柱的箍筋在不同高度處穿過縱墻與框架柱鋼筋綁在一起形成整體。

　　3.結論

　　基于對開裂的砌體結構進行加固，使其能夠繼續正常使用，本文提出了卸荷法，并對其改善地基不均勻沉降引起開裂的情況進行了研究。本文的主要內容包括三個方面：一是計算開裂建筑物基礎各點的沉降量，進而分析墻體開裂的原因；二是根據既有建筑物的結構特點以提出卸荷加固設計方案；三是對加固后的結構進行傳力途徑及荷載分配的研究，進而完成內框架和卸荷柱內力與配筋計算及其下基礎進行設計，計算加固后基礎的沉降量，并通過沉降觀測數據驗證卸荷加固方法是根治砌體結構開裂事故的有效方法。由上述工作所得的結論如下：

　　（1）根據結構內力和地基各點沉降量，從這些數據以及墻體裂縫的形狀、分布規律確認，該建筑物是由于中部沉降大，端部沉降小，引起地基不均勻沉降，造成了墻體的嚴重開裂。

　　（2）基礎底面壓力過大、結構剛度差是產生墻體開裂的根源，因此解決的辦法是減小基礎底面壓力和增加結構剛度。經過數次方案比較，最后認為增設內框架轉移部分結構荷載、設置新基礎減少原有基礎基底壓力、增設內框架提高結構剛度的方法來減小地基的不均勻沉降是最經濟、最有效的辦法。

　　（3）地利用力學中線剛度與所受荷載比例關系，解決了新舊結構共同結點上荷載如何分配的難題，建立了新設卸荷柱、內框架與原有砌體結構相輔相成完成縱橫墻承重傳力體系。