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第十二章 框架结构裂缝分析实例 一、地基基础原因引起的框架结构裂缝事故 某8层框架住宅楼,土质不均、沉降不均引起的框架结构裂缝事故 1．典型案例 框架结构都具有较大的抗地基不均匀沉降变形的能力，但某8层框架住宅楼却于建成后几个月之内，即发展成为危房，楼屋面板上、墙面上、梁、柱、节点上，普遍出现了宽度在0.3mm以上，长度在500mm～5000mm之间的严重裂缝，使建筑面积为5000㎡的工程面临报废的危险，这一事故实属罕见，可视为典型，也要从中吸取教训。 2．工程概况 1)地质条件 * 建筑场地属于海相沉积的漫滩阶地，地质剖面为：①杂填土，厚500mm；②中细砂，Fk取160kPa，Es取6.1MPa，层厚10m，但层内夹有软弱透镜体；⑧淤泥质土， Fk取85kPa，层厚7～8m；④粉土层， Fk取200kPa，Es取9.3MPa，构造稳定、深厚、未揭穿。 2)设计要点 (1)以500mm厚，带600×1000梁加强的筏板承重，以中细砂为持力层，筏底埋深为-2.5m； (2)以淤泥质土为下卧层，计算沉降量为26.39cm，这结果还是可以接受的。设计地耐力Pa取120kPa，显然其值并不高。 3)施工情况 施工管理正常，资料保管齐全，原材料测试质量合格。 3．裂缝现状 (1)楼地板面裂缝共计132条，平均裂缝长度2.5m，最大裂缝长度5m，有梁、板裂缝贯通现象，裂缝产状多样，有贯通裂缝、交叉裂缝、包角裂缝、对角线裂缝。 (2)底层地面裂缝15条，其中沿散水坡纵向贯通裂缝一条，长达55m，柱脚为弧形裂缝。 (3)墙面裂缝，沿窗角1～8层垂直贯通的外墙面裂缝计8条，与板面裂缝和梁上裂缝相呼应的内墙面裂缝尚未统计在内。 (4)梁上裂缝，少数板面裂缝发展严重时，有梁面或梁底裂缝与之相呼应。 (5)梁柱节点裂缝，共8处，为扭损裂缝。 4．机理分析 1)填充墙裂缝机理 框架梁、柱具有一定的刚度和抗变形能力，而填充墙则在理论上不受力。因此填充墙上由于地基下沉引起的裂缝必与框架的角变形有关，裂缝的产状和倾向也极有规律，如图12.5所示。 2)框架节点裂损机理 框架节点上出现的扭损裂缝机理表明，个别框架柱基础出现了过大的沉降量，底层地面出现环柱脚的弧形裂缝，也说明柱基可能出现了冲剪破坏。 3)板面复杂的裂缝机理和跨梁裂通的板面裂缝现象，以及沿散水坡出现的通长裂缝都表明了建筑物除了出现不均匀下沉之外，还出现整体下沉现象。 5．原因分析 从结构裂缝机理得知裂缝原因出自地基下沉，但从设计角度检查，不应该出现如此大的沉降量和沉降差，更不应出现如此严重、复杂的损坏现象。经仔细研究，认为主要原因有三点： 一是对砂层内夹存软弱透镜体的异常情况未予关注，透镜体如果处在柱脚的直下方时，完全有可能被挤出，引起地基剪切破坏；二是施工进度太快，也是引起地基剪切破坏或冲剪破坏的重要原因：三是结构方案和构造设计不合理，柱网错乱，不能构成规整的空间结构体系，整体刚度很差。 6．风险评估 (1)按理来说，30mm以下的计算沉降量并不是不可以接受的，全国大量软土地基的平均沉降量都控制在300mm左右，但这是要有前提条件的：一是必须加强上部结构的抗变形能力；二是必须严格控制施工进度，让地基在负荷条件下有一个缓慢发展的稳定过程。 (2)鉴于地基沉降现象尚未稳定，结构体系本来就存在先天性的缺憾，结构裂缝普遍出现以后，已失去了整体性和抵抗力，判定该楼为危房。 二、 施工质量原因引起的框架结构裂缝事故 某大酒店工程严重的施工质量事故 1．工程概况 某大酒店工程建于南方一旅游城市，由11层、9层、7层的三座框架结构塔楼和一层地下室与一层裙房共同组合而成，总建筑面积45000㎡。主体结构完工并经有关管理部门组织验收以后，有一个缓建过程。在复工续建时，从外表观察，发现工程质量欠佳。委托国家级权威质量检测单位进行了全面的、细致的质量检测与安全评估，发现了问题的严重性。后经过加固处理，历时一年多，所花费的资金在200万元(人民币)以上，值得引以为戒。 2．施工质量 1)外观质量问题 分两个方面，第一方面是线位偏差，包括中线偏差和垂直度偏差，尤其是框架柱的垂直度偏斜最为严重： (1)A座(11层塔楼)的框架柱垂直度偏斜量最小值为15mm，最大值为133mm。 (2)B座(9层塔楼)的框架柱垂直度偏斜量最小值为71mm，最大值为128mm。 (3)C座(7层塔楼)的框架柱垂直度偏斜量最小值为120mm，最大值为129mm。 外观质感差的第二个方面是不仅到处存在蜂窝、麻面、鼠洞等病灶，而且有浮砂、掉渣、松软等症状出现。这些显然是由混凝土强度不足而引起的。 2)强度 经检测，证实了