砌体结构工程事故的分析与处理方法(砌体结构工程事故分析与处理总结)

2022年12月9日结构工程0阅读模式

【摘要】砌体结构在一些中小城市应用较为广泛，然而近年来砌体结构发生工程事故的频率比较高，应引起高度重视。

【关键词】砌体；强度；砌筑；质量

砌体结构是由砖、石材、砌块等块材通过砂浆砌筑而成的结构。由于造价低廉，易于就地取材，有良好的耐火性、较好的化学及大气稳定性，并有较好的保温隔热性能，施工可以不需用大型机械设备，施工操作简便等特点；目前，在全国各地的中、小城市仍有广泛的应用。然而，近年来由于种种原因，砌筑结构发生的质量事故比较频繁，工程技术及管理人员必须认真分析总结。

1. 设计方面引起结构质量事故的主要因素

（1）不精心设计，图纸内容粗糙、不准确。

有许多工程甚至是套用旧图纸，使用时也未经校核；有时参照别的图纸，但荷载增加了，而未作计算。有的虽然作了计算，但因少算或者漏算荷载，使得砌体承载力不足，如再遇上施工质量不佳，常常引起房屋倒塌。如某小学教学楼，二层砖混结构，工程接近完工时，突然倒塌，造成多人伤亡。事后查明，该工程只是参考一般混合结构布置，草草画了几张平面、立面、剖面草图就进行施工，而且使用低质小窑砖，经事后测定砖的强度不足，等级为MU5，砂浆只有M0.4，结构承载力严重不足，房屋倒塌已成定局。

（2）不进行方案优化，尤其不考虑空旷房屋承载力降低因素。

一些礼堂、食堂、车间，层高大、横墙少，导致房屋的空间刚度很差、大梁下局部压力大，很容易引起质量事故。一般情况下大梁支承于砖墙上，可按简支梁进行内力分析。构造上做成能实现铰接（梁端可有微小转动）的条件，比较好的做法是梁垫预制，而不是与梁整体现浇。再就是遇到空旷房屋，可按框架结构计算内力来复核墙体承载力，若墙体不足以承载由此而引起的约束弯矩，建议采用钢筋混凝土框架结构，或者将窗间墙改为加垛的T形截面。有的设计人员注意了墙体总的承载力计算，但忽略了墙体高厚比和局部承压计算。高厚比不足会引起失稳破坏，而局压不足、又未设梁垫，或梁垫尺寸过小，则会引起局部砌体压碎，进而造成整个墙体倒塌。

（3）重计算、轻构造。

圈梁、构造柱的设置可以提高砌体结构的整体性，在意外事故发生时可避免或减轻人员伤亡及财产损失，尤其是抗震设防地区。

2. 施工方面引起结构质量事故的主要因素

（1）原材料质量好坏，直接影响砌体结构的施工质量及其承载力。水泥（灰）、砂子、水、掺合料等组分的成分、含量以及配合比的准确性，都会严重影响到砂浆的使用性能和强度，导致砌体承载力下降，施工中必须按照国家现行规范严格控制；块体材料的等级（强度）也必须满足设计和相关标准的规定。实际工程中原材料的质量问题，导致砌体结构质量事故的概率约占30%以上，必须引起高度重视。

（2）砌体质量好坏很大程度上取决于砌筑质量，施工中除应掌握正确砌筑方法外，还须做到灰缝横平竖直、砂浆饱满、组砌得当、接槎可靠。以保证砌体有足够的强度与稳定性。施工管理不善、工序不到位、质量把关不严是造成砌体结构事故的重要原因。其中砌体接槎不正确、灰浆不饱满、组砌不当及砖柱采用包芯砌法等引起的结构频率很高。

（3）砌筑时在墙上任意开洞、留设脚手眼及沟槽等，砌体上施加了荷载或脚手架拆除后未及时填补洞（槽）、脚手眼等，都会过多地削弱墙体的有效面积，影响其稳定性。再者，墙体前期强度较低，而施工荷载又大，很容易造成墙体失稳倒塌。施工中应严格按照工程设计图纸及《砌体工程施工质量验收规范》GB50203-2002的具体要求和规定进行留设。有的墙体比较高、横墙间距又大，当楼（屋）面结构未施工形成整体结构时，墙体处于悬臂状态，且砌体初期强度又不高，施工中如不注意临时支撑加固，遇上大风或水平施工荷载等不利因素时，必将造成失稳破坏和伤亡事故的发生。

（4）采用冻结法施工的砌体，解冻前应制定切实可行的观测、加固措施，留置在砌体中的洞（槽）、脚手眼等应及时填砌完毕，并清除房屋中剩余的建筑材料、机具等施工荷载，有条件时，解冻期间应暂停振动作业。保证砌体对强度、稳定和均匀沉降等的要求，防止砌体发生位移、倾斜及倒塌事故。

3. 砌体常见裂缝分析

（1）地基不均匀沉降引起的裂缝。

地基发生不均匀沉降后，沉降大的部分与沉降小的部分砌体之间产生相对位移，从而使砌体中产生附加的拉力过者剪力，当附加内力超过砌体的强度时，砌体中便产生了裂缝。

（2）地基冻胀引起的裂缝。

地基土层温度降到0℃以下时，冻胀土中的上部开始冻结，体积膨胀，向上隆起产生冰胀应力，而这种应力大小又是不均匀的，从而引起砌体开裂。

（3）温差引起的裂缝。

由于温度变化不均匀使砌体产生不均匀收缩，或者砌体的伸缩受到约束时，都会引起砌体开裂。此外由于混凝土屋盖、圈梁与砌体的温度线膨胀系数不同，在温度变化时，亦会引起裂缝。

（4）地震作用引起的裂缝：

与钢结构和混凝土结构相比，砌体结构的抗震性是较差的。固应严格遵守抗震规范、按规定设置圈梁及构造柱及其他抗震措施。

（5）因承载力不足引起的裂缝。

如果砌体的承载力不足，则在荷载作用下，将出现各种裂缝，以致出现砌体被压碎、断裂，崩塌等现象，导致结构失效。因承载力不足而产生的裂缝必须加固处理。

4. 裂缝预防

4.1防止裂缝的建筑措施。

为了防止砖混结构的房屋裂缝，在房屋总体布置方面应作以下考虑：

（1）在宽度10～15m多层房屋总体布置或群体建筑中插建时，高大房屋与低小房屋的距离宜控制在10～12m左右。在此距离不能满足时，应辅以其他措施。

（2）高大房屋与低小房屋相距较近时，低小房屋的边长宜平行于高大房屋的相邻边。

（3）低小房屋与高大房屋相距较近，刚度又较差，同时在施工时又不能很好安排，而且其长边与高大房屋相邻边垂直，应将低小房屋作分段处理。

4.2在结构措施方面应考虑的因素。

（1）在下列情况下应设置沉降缝：房屋高低差别较大或荷载差别较大时，应设沉降缝，将高度或荷载不同部分分开；房屋平面形状比较复杂时，不论高低都要分开；地基不均匀时，结构类型不同时，地基方法处理不同时，房屋部分有地下室、部分无地下室，分期建造时应分开。

（2）在有高低差别或荷载差别大的单元组合房屋中，若需设置地下室时，地下室则宜设置在较高或较重单元下，这样可减少高低或轻重单元之间的差异沉降。

（3）在单元或分段单元内，合理布置承重墙，尽量使纵墙拉直、拉通并贯穿房屋全长，避免中断、转折。横墙间距宜不超过房屋宽度的1.5倍或20m。

（4）在砖墙中设置钢筋混凝土圈梁。圈梁高应不小于180mm，配置的纵向钢筋应不小于410，必要时梁高和钢筋还需加强。

（5）圈梁布置应沿房屋外墙四周封闭，内纵墙上亦应有圈梁拉通，有关距离应按规范设置。

（6）开窗面积应适当控制。墙身局部开孔削弱过大时，应采用钢筋混凝土框、梁等构造补强。

（7）对防裂要求较高的房屋，不宜采用中间设置柱子、四周为承重砖墙的内框架结构形式。

（8）用油毡将屋面板与墙顶分割开，做成滑动面。为了保证滑动面平整，铺油毡前用砂浆严格找平，油毡以铺两皮为宜。

（9）为了减少平面房屋顶层两端“八”字形裂缝，必要时可在顶层裂缝敏感区的墙两侧加钢筋网片。

（10）平屋面隔热层宜做在屋面结构层上面。

（11）温度伸缩缝和沉降缝缝内需保持畅通，不得填塞。

（12）屋面保温层与整浇层与女儿墙侧面脱开。

（13）为了防止底层窗台上出现裂缝，可在底层窗台墙中配置通长的细钢筋，或把窗台线做成小型钢筋混凝土过梁，或在窗台下作反拱。

（14）大梁搁置在墙上时，在大梁支座下应设置钢筋混凝土梁垫。

4.3处理砌体裂缝的常用方法。

处理砌体裂缝的常用方法有：表面修补，如填缝封闭、加筋嵌缝等；校正变形；加大砌体截面；灌浆封闭或补强；增设卸载结构；改变结构方案，如增加横墙，将弹性方案改为刚性方案，柱承重改为墙承重，砌体结构改为混凝土结构等；砌体外包钢丝网水泥，或钢筋混凝土和钢结构；加强整体性，如增设构造柱、钢拉杆等；表面覆盖，对建筑物正常使用无明显影响的裂缝，为了美观的目的、可以采用表面覆盖装饰材料，而不封堵裂缝；将裂缝转为伸缩缝：在外墙出现随环境温度而周期性变化、且较宽的裂缝时，封堵效果往往不佳，有时可将裂缝边缘修直后，作为伸缩缝处理；其他方法：若因梁下未设混凝土垫块，导致砌体局部承压强度不足而裂缝，可采用后加垫块方法处理，对裂缝较严重的砌体有时还可以采用局部拆除重砌等。

5. 砌体的加固方法

5.1扩大砌体的截面加固：

适用于砌体承载力不足但裂缝尚属轻微，要求扩大面积不是很大的情况。要求砖的强度等级与原砌体相同，而砂浆宜提高一级同时≥M2.5。具体方法有新旧砌体咬槎结合及钢筋连接两种方法。

其中：N——荷载产生的轴向力设计值

——由高厚比及偏心距查得的承载力影响系数

f、f1——分别为原砌体和扩大砌体的抗压强度设计值

A、A1——分别为原砌体和扩大砌体的截面面积

5.2外加钢筋混凝土加固：

一般适用于砖柱。外加钢筋混凝土。可以是单面的、双面的和四面包围的。竖向受压钢筋可用8～12，横向钢箍可用4～6。

5.3外包钢加固：

适用于加固砖柱和窗间墙。用水泥砂浆把角钢粘贴于被加固砌体四角，并用卡具临时夹紧固定，然后焊上缀板而形成整体。具有快捷、高强等优点。

其中 fa′——加固型钢的抗压强度设计值