砌体结构工程质量事故分析与处理

——建工1703第五组Analysis

and

Treatment

of

Masonry

Structure

Engineering

Quality

Accidents砌体结构工程质量事故分析与处理虽然现在混凝土结构和钢结构发展十分迅速,但是由于其成本高，施工工艺复杂，大型设备较多，在现阶段的城市发展中,不可能在中小城市及县城中大规模发展，而砌体结构的材料来源广泛，施工设备和施工工艺较简单，可以不用大型机械,能较好地连续施工，还可以大量地节的木材、水泥和钢材,相对造价低廉，因而得到广泛应用。本章重点分析了砖砌体产生裂缝的主要原因，分析了砌体强度、刚度和稳定性不足质量事故种类、原因和常用处理方法，还分析了砌体局部损伤或倒塌事故原因及处理方法，对混凝土砌块（混凝土小型空心砌块和加气混凝土砌块）砌体工程事故也进行了分析。前言砌体裂缝砌体强度、刚度和稳定性砌体局部损伤或倒塌混凝土砌块砌体工程1234目录CONTENTS砌体裂缝

由于砌体的抗拉、抗弯、抗剪性能较差,并且由于设计、施工以及建筑材料等多方面原因引发的砌体结构的质量事故也较多，其中砌体出现裂缝是非常普遍的质量事故之一。砌体中出现的裂缝不仅影响筑物的美观，而且还造成房屋渗漏，甚至会影响到建筑物的结构强度、刚度、稳定性和耐久性，也会给房屋使用者造成较大的心理压力和负担，在很多情况下，裂缝的发生与发展还是大事故的先兆,对此必须认分析，妥善处理。竖向裂缝水平裂缝斜裂缝（正八字形，倒八字形等）不规则裂缝砌体中常见的裂缝1234砌体裂缝的分类砌体裂缝主要原因1.温度变形（1）因日照及气温变化，不同材料及不同结构部位的变形不一致，同时又存在较大的约束。（2）温度或环境温度温差大。（3）砖墙温度变形受地基约束。（4）砌体中的混凝土收缩（温度与干缝）较大。2.地基不均匀沉降（1）地基沉降差较大（4）地基浸水（2）地基局部塌陷（5）地下水位降低（3）地基冻胀（6）相邻建筑物影响3.结构荷载过大或砌体截面过小（1）受压，受弯，受剪，受拉强度不足。（2）局部承压强度不足。砌体裂缝主要原因4.设计构造不当（1）沉降缝设置不当。（4）不同结构混合使用，又无适当结构。（2）建筑结构性差。（5）新旧建筑连接不当。（3）墙内留洞不当。（6）留大窗洞的墙体构造不当。5.材料质量不良（1）砂浆体积不稳定

（2）砖体积不稳定6.施工质量低劣（1）组砌方法不合理，漏放构造钢筋。

（2）砌体用断砖，墙中通缝，重缝较多。（3）留洞或留槽不当。7.地震和工程振动（1）地震（2）无下弦人字木屋架（3）不均匀震陷（4）机械振动砌体裂缝处理原则砌体裂缝中最常见的3种裂缝是温度裂缝，沉降裂缝和荷载裂缝，处理这3种裂缝时，可以参照以下原则：1.温度裂缝

一般不影响结构安全。经过一段时间观测，等到裂缝最宽的时间后，通常采用封闭保护成局部修复方法处理，有的还需要改变热工构造，以防再开裂。2.沉降裂缝

绝大多数裂缝不会严重恶化而危害结构安全。通过沉降和裂缝观测，对那些沉降逐步减少的裂缝，待地基基本稳定后，作逐步修复或封闭堵塞处理；如地基变形长期不稳定，可能影响建筑物正常使用时，应先加固地基，再处理裂缝。3.荷载裂缝

因承载力或稳定性不足或危及结构物安全的裂缝，应及时采取卸荷或加固补墙等方法处理，对那些可能导致结构垮塌的裂缝应立即采取应急防护情施。砌体裂缝常用处理方法1.填缝封闭7.加钢筋混凝土构造柱2.表面覆盖8.整体加固3.加筋锚固9.变换结构类型4.灌浆10.将裂缝转为伸缩缝5.钢筋水泥夹板墙11.其他方法6.外包加固加筋锚固

砖墙两面开裂时，需在两侧每隔5皮砖剔凿一道长1m（裂缝两侧各0.5m）、深50mm的砖缝，埋入Ф6钢筋一根，端部弯成直钩嵌入砖墙竖缝，然后用强度等级为M10的水泥砂浆嵌填严实，施工时注意一下几点：

①两面不要剔同一道缝，最好隔两皮砖。

②先处理好一面，并等砂浆有一定强度后再施工另一面。

③修补前剔开的砖缝要充分浇水湿润，修补后必须浇水养护。

加混凝土构造柱

常用于加强内外墙联系或提高墙身的承载能力或刚度。整体加固当裂缝较宽且墙身变形明显，或内外墙拉结不良时，仅用封堵或灌浆等措施难以取得理想的效果，这时常加设钢拉杆，有时还设置封闭交圈的钢筋混凝土或钢腰箍进行整体加固。例如内外墙连接处脱开裂缝和横墙产生的八字形裂缝，可采用如图所示方法处理。案例一事故概况：

某职工宿舍为3层砖混结构，纵墙承重。楼面为钢筋混凝土预制板，支承在现浇钢筋混凝土横梁上。承重墙厚为240mm，强度等级为M7.5。工程6月初开工，7月中旬开始砌墙，9月份第一层楼砖墙砌完，10月份接着施工第二层，12月份屋面施工完毕。当三楼砖墙未砌完，屋面尚未开始施工，在底层内纵墙（走道墙）上，发现裂缝若干条。裂缝的形式上大下小，始于横梁支座处，并略呈垂直状向下，一直延伸至离地坪面约1m处为止，长达2m多。裂缝宽度最大为1~1.5mm。同样外纵墙的梁支座下面也发现一些形式相似的裂缝，但不明显。砌体裂缝原因分析:

本工程设计套用标准图，砌筑砂浆原设计为M2.5混合砂浆，但实际使用的是石灰砂浆。按照当时的设计规范进行验算，施工中砖石砌体抗压强度仅达原设计的50%左右。由于取消了原设计的梁垫，因而造成砌体局部承压能力下降了60%左右。此外，砌筑质量低劣，如灰缝过厚，且不均匀，灰浆不饱满，组砌质量差，横平竖直不符合要求等。当砌体负荷后，灰缝产生过大的压缩变形，也促使墙面裂缝扩张。处理方法：

发现裂缝后，即刻暂缓施工上层的楼层及屋面。经观察与分析，裂缝不致造成建筑物倒塌，故未采用临时支撑等应急措施。但该裂缝的产生是由于承载能力不足，因此必须加固处理。方法是用混凝土扩大原基础，然后紧贴原砖墙增砌扶壁柱并在柱上现浇混凝土梁垫。经处理后继续施工，房屋交工一年后再检查，未见新的裂缝和其他问题。案例二事故概况：

由中国塔里木石油开发指挥部投资，在新疆库尔勒市石油物资基地修建四栋危险品仓库。库房施工刚刚结束，准备办理交工手续时，发现墙体出现裂缝，并不断增多，最大裂缝宽度达2.1mm，一般为1mm左右，不得不停办交工事宜，请专家检查墙体开裂原因。工程概况：

·该工程由新疆石油管理局克拉玛依设计院设计，由新疆兵团农二师工程团承建，手续完备，程序合格，设计和施工管理均符合要求。库房为砖混结构，每栋面积937.7㎡，库房长60.5m，宽4.32m。中间无任何内隔墙，前后墙上每隔6m有一外凸壁柱(37墙，37×37垛子)。两壁柱间墙上离地面3.12m处设有两个高窗(1.5m*1.2m)，窗上设道圈梁(240mm×180mm)。前窗上开有两个2.1m×2.4m的大门。屋盖为钢筋混凝上V型折板，上铺珍珠岩、保温层，采用二毡三油防水层，上铺小豆石。地基为戈壁土，地质勘测报告建议承载力为180KN/M2。基础采用C10毛石混凝土。

·裂缝大多从窗下口开始，大致垂直向下发展，370mm厚墙由外向里裂透，裂缝发展了3个月，基本上稳定，最终在两壁柱间均有道大裂缝，山墙上有1~2道裂缝。事故图片1234事故分析

本工程原设计采用红砖MU7.5，因红砖供应缺乏，经协商改用MU10灰砂砖，但对灰砂砖的性能缺乏深入了解，只是按等强度替换。其实，灰砂砖的性能有一定的特点，主要有:(1)其抗压性能与普通粘土砖相当，但抗剪强度的平均值只有普通粘土砖的80%，并且与含水率有很大的关系，其含水率对抗剪强度的影响见下表。含水率（%）砂浆强度（Mpa）砌体强度（Mpa)3（烘干）3.790.097.24（自然状态）3.790.141.62（饱和）3.790.12可见，灰砂砖的含水率过高或过低均使抗剪强度降低。(2)新出厂的灰砂砖，其含水量随时间而减小，收缩变形大，约于25d后趋于稳定。(3)灰砂砖的饱和吸水率为19.8%，与红砖相当，但其吸水速度比红砖慢。事故分析·如对以上性能掌握不好，处置不当，则易造成开裂事故。·该工程使用灰砂砖，由于灰砂砖供应也很紧张，所有使用的砖都是在砖厂堆放不到4d就运到工地砌筑，有的一旦出窑便装车运往工地。施工时工人不懂灰砂砖的特点，考虑到新疆库尔勒属于干燥地区，施工时又猛浇了水，使砖的干燥时间大为延长。施工时值7、8月间，天气炎热，地表温度有时可达60摄氏度，这些因素加剧了砖的干缩变形，从而造成大面积开裂。鉴于上述事故，对使用灰砂砖的墙体工程在设计和施工时应注意:·对于空旷库房，当车间纵墙很长时，最好不采用灰砂砖。·灰砂砖一定在出窑后停放1个月后再使用。堆放是要防水、防潮，以免含水率过高。·一般情况下，灰砂砖含水率为5%~7.5%，可以不要浇水湿润。在干燥高温时可适当浇些水，但应提前一些，因为灰砂砖吸水速度慢，临时浇水形成水膜而未吸收，反而降低砌体强度。·采用灰砂砖的砌体宜适当增加圈梁。在窗下、墙顶两皮砖位置可施置直径为4的一级钢筋网片，两端各伸入墙内50cm。·采取以上措施后一般可避免裂缝事故。砌体裂缝砌体局部损伤或倒塌混凝土砌块砌体工程1砌体强度、刚度和稳定性234目录CONTENTS事故种类及原因分析1.砌体强度不足

砌体强度不足，有的变形，有的开裂，严重的甚至倒塌。对待强度不足的事故，需要特别重视没有明显外部缺陷的隐患性事故。

原因分析:

(1)设计截面太小，承载力不够。

(2)水、电、暖、卫和设备留洞留槽削弱墙截面太多。

(3)材料质量不合格，如砌体用砖和砂浆强度等级不符合设计要求，采用不符合标准的水泥和掺和料等。

(4)施工质量差，砂浆饱满度严重不足，施工时砖没有浸水，引起灰缝强度不足等。事故种类及原因分析2.砌体稳定性不足这类事故是指墙或柱的高厚比过大，或施工原因导致结构在施工阶段或使用阶段失稳变形。

原因分析:

(1)砌体墙高厚比过大导致使用阶段失稳变形。

(2)施工质量问题，如墙体出现竖向偏斜，使用后受力而增加变形、甚至错动。

(3)施工顺序不当.如纵横墙不同时咬槎砌筑，导致新砌墙体变形失稳。

(4)施工工艺不当，如灰砂砖砌筑时浇水，导致砌筑时失稳。事故种类及原因分析3.房屋整体刚度不足

原因分析:

(1)设计构造不当。

(2)选用的计算方案欠妥。

(3)门窗洞对墙面削弱过大等。

常用处理方法①应急措施或临时加固

对那些强度或稳定性不足可能导致倒塌的建筑物，应及时支撑，防止事故恶化。如临时加固有危险，则不要冒险作业，应画出安全性，严禁无关人员进入，防止不必要的伤亡。②校正砌体变形可采用支撑顶压或用钢丝、钢筋校正砌体变形后，再加固处理。③封堵孔洞由墙身留洞过大造成的事故可采用仔细封堵孔洞，恢复墙整体性的处理措施，也可在孔洞处增加钢筋混凝土框加强④增设壁柱有明设和暗设两类，壁柱材料可用同类砌体、钢筋混凝土或钢结构。⑤加大砌体面积

用相同材料加大砖柱截面，有时也加配钢筋。⑥外包钢筋混凝土或钢常用于柱子加固常用处理方法⑦改变结构方案如增加横墙，变弹性方案为纵向方案；柱承重改为墙承重；等⑧增设卸荷结构

采用钢筋或型钢，在被加固构件体外增设预应力拉杆或撑杆，通过施加预应力，使体外拉杆或撑杆与被加固件共同受力，克服被加固构件的应力超前现象，改变原有截面的受力特征，提高加固后体系的承载能力和刚度，如梁、墙、柱增设预应力补强撑杆(图6-13)。⑨预应力锚杆加固

如重力式挡土墙预应力锚杆加固，提高抗倾覆与抗滑能力。⑩局部拆除重做

用于柱子强度、刚度严重不足时案例展示案例一

某企业新建一车间，砌体结构，3层，高12m.建筑面积1500㎡。第1~2层为生产用房，1层通开，多孔预制板架设在10m跨度的钢筋混凝土梁上。当施工到第2层时，应业主要求增加了1层，并把原设计的硬山搁檩、挂瓦屋面改成现浇混凝土平顶屋面。竣工不久，突然倒塌，造成重大倒塌事故。原因分析(1)经试压检测，砖与砂浆的强度分别低于MU1O、M5的40%，大大降低砌体强度，水泥混合砂浆虽用机械搅拌，但搅拌时间少于2min.(2)改变屋面结构，增加了屋面荷载。(3)将2层改为3层，增加了底层砖壁柱竖向荷载。

(4)改变了砖墙壁柱的截面，使砌体受压面积减小（如图）砌体裂缝混凝土砌块砌体工程1砌体强度、刚度、稳定性2砌体局部损伤或倒塌34目录CONTENTS事故种类及原因分析原因分析：1.设计构造方案或计算简图错误2.砌体设计强度不足3.乱改设计4.施工期失稳5.材料质量差6.施工工艺错误或施工质量低劣7.旧房加层处理方法：

仅因施工错误而造成的局部倒塌事故，一般采用按原理设计重建方法处理。但是不少倒塌事故均与设计与施工两方面的原因有关，这类事故均需重新设计后，严格按照施工规范的要求重建。案例一工程概况

某教学楼为5~6层混合结构，钢筋混凝土楼盖和层盖，其平面布置如图6-18所示。整个建筑在平面上分为7段，图中所示的乙、丁段相同，地面以上5层，局部有地下室，乙段的平面如图6-19所示。该工程在施工装修阶段时，乙段除楼梯间等4小间外突然全部倒塌，与乙段结构完全相同的丁段没有倒塌。案例一原因分析

·局部倒塌的原因很复杂，主要有以下几个方面：(1)地基不均匀沉陷产生较大的附加应力

倒塌部分是一个跨度27m长的空旷房屋，在地下局部布置了平面不规整的地下室(图6-20)。在有地下室和无地下室的基础交接处沉降差大，导致窗间墙上较早出现且集中的贯通裂缝(图6-21),由此导致房屋倒塌。(2)选择结构计算简图不当

原设计大梁与墙连接节点按铰接考虑。由于1200mm×300mm的现浇大梁支承在砖墙的全部厚度上，梁垫长为窗间墙宽，即2m,与梁一起现浇，即梁垫高1.2m。这种连接节点已接近刚接。清华大学曾做试验，测得在这种构造条件下窗间墙上端截面的弯矩，比铰接计算所得的弯矩大8倍。用实际产生的弯矩和轴向力验算窗间墙，其承载能力严重不足，这是倒塌的主要原因。案例一(3)结构材料使用不当

原设计要求底层和二层的砖强度等级为MU10,因现场砖强度达不到要求，而将乙段和丁段梁下窗间墙全改为钢筋混凝土芯的组合柱，其截而如图6-22所示。这种构造方法使较高强度的钢筋混凝土在偏心受压的窗间墙中不能充分发挥作用。

二层的混凝土芯外砖厚仅120m,混凝土振捣成形时砌体容易变形，不能充分