文/王孝平 濟(jì)南鐵路局建筑段 山東 濟(jì)南 276000

臨沂市膨脹土地區(qū)墻體開裂的防治措施

文/王孝平 濟(jì)南鐵路局建筑段 山東 濟(jì)南 276000

根據(jù)臨沂市膨脹土地質(zhì)分布情況，分析臨沂膨脹土區(qū)域?qū)Ψ课莓a(chǎn)生的危害，根據(jù)理論與生產(chǎn)實(shí)踐的結(jié)合，在特定的環(huán)境下采取的防治措施，結(jié)合工程實(shí)例采的措施和整治效果情況。

膨脹土；危害；防治措施；工程實(shí)例

1　引言

膨脹土是在自然地質(zhì)演變過程中形成的一種多裂隙并具有顯著脹縮性的地質(zhì)土體，是具有親水性的高塑性黏土，俗稱為脹縮土。它具有吸水膨脹 ，失水收縮和反復(fù)脹縮變形的性質(zhì)，常態(tài)強(qiáng)度一般較高。隨含水量增加而膨脹，含水量的減少而收縮。膨脹土對房屋、路基、邊坡以及堤壩等都有嚴(yán)重的破壞作用，特別是對低層房屋、建筑物所產(chǎn)生的破壞作用具有長期潛在的危險(xiǎn)。臨沂市膨脹土分布廣泛，常易導(dǎo)致房屋、建筑物的墻體開裂，對二層以下房屋危害更為嚴(yán)重。

2　臨沂市膨脹土區(qū)域分布特點(diǎn)

2.1區(qū)域分布. 膨脹土的實(shí)質(zhì)是土體含有大量的親水性礦物成分的黏土，在環(huán)境濕度變化的影響下，可產(chǎn)生強(qiáng)烈的脹縮變形。根據(jù)《臨沂市地質(zhì)情況分析》臨沂市膨脹土地質(zhì)成因?yàn)楹恿鳑_積；廣泛分布在沂、沭河一級階地和河流中游沖積平原地區(qū)。從臨沂市北部到南部沂河中游平原地區(qū)，沿沂河呈帶條狀分布，沿沂河、沭河具有區(qū)域性分布的特點(diǎn)。臨沂市膨脹土層位較穩(wěn)定，厚度一般為0.70—2.20m，埋深一般在0.50—4.00m之間，羅莊區(qū)局部出露地表，一般位于地下水位以上，受大氣蒸發(fā)、降雨及人為活動(dòng)的影響較大。

2.2成色特點(diǎn). 由于成因受沉積環(huán)境控制，膨脹土顏色較雜，大致可分為深色膨脹土和淺色膨脹土。深色膨脹土包括灰褐色、灰色、灰黑色、黑色；淺色膨脹土包括褐黃色、黃褐色、褐色等。膨脹土的顏色具有成層特性，上層及下層顏色較淺，中層顏色較深。深色膨脹土分布廣泛，脹縮性普遍較大，臨沂市膨脹土為典型深色，常含有少量鐵錳質(zhì)結(jié)核呈灰褐色，脹縮性較大。

3　膨脹土對房屋的危害

3.1危害性質(zhì). 膨脹土通常強(qiáng)度較高，壓縮性低，往往易被誤認(rèn)為是良好的地基土。膨脹土地基對房屋的危害來自頻繁干濕往復(fù)的脹縮力對房屋結(jié)構(gòu)、特別是直接與其接觸的基礎(chǔ)的破壞作用。這種脹縮力既有水平方向也有豎直方向，豎直方向反復(fù)不均勻的升降破壞尤為嚴(yán)重。脹縮力大小與膨脹土的脹縮性強(qiáng)弱、含水量、氣候、地理位置等諸多因素有關(guān)。

3.2危害程度. 膨脹土地基對房屋的危害程度又與房屋的結(jié)構(gòu)類型、層數(shù)及基礎(chǔ)形式有關(guān)。一般多層房屋的剛度大、結(jié)構(gòu)性好，上部荷載較大，地基的脹縮力小于上部荷載傳來的壓力，脹縮力不能發(fā)揮作用，房屋層數(shù)越多其危害程度相對越小。脹縮破壞力對于淺埋基礎(chǔ)、磚混結(jié)構(gòu)二層以下條形剛性基礎(chǔ)房屋危害程度尤為強(qiáng)烈。當(dāng)房屋基礎(chǔ)沒有足夠的抗剪強(qiáng)度，基礎(chǔ)上部荷載無法抵消其脹縮力，就會在基礎(chǔ)較薄弱處出現(xiàn)裂縫，上部墻體隨之開裂或者位移、傾斜甚至房屋損毀。裂縫上大下小，常見于角端及橫墻上，并隨季節(jié)變化而漲大或縮小，而且往往成群出現(xiàn)，一般在房屋、建筑物完工后半年到五年后、或氣候干濕變化較大年份出現(xiàn)，具有長期潛在的危險(xiǎn)。

3.3危害表現(xiàn). 受膨脹土作用房屋墻體裂縫形態(tài)常表現(xiàn)為：①山墻上呈倒八字形，裂縫上寬下窄。②外縱墻下部裂縫水平方向，同時(shí)墻體外傾，基礎(chǔ)外轉(zhuǎn)。③地基多次往復(fù)脹縮，使墻體裂縫斜向交叉。④房屋上部女兒墻體豎向、水平開裂，傾斜。

4　防治措施

膨脹土地區(qū)房屋只有從設(shè)計(jì)、施工上采取多種措施，才能從根本上防止膨脹土危害對房屋的破壞。

4.1合理選址規(guī)劃. 在膨脹土分布區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)，要做好專項(xiàng)工程地質(zhì)勘查工作，做好房屋的選址規(guī)劃。選擇排水通暢、坡度小、地下水位變化不大、膨脹土脹縮性較弱的地段作為工程選址，同時(shí)規(guī)劃好場區(qū)內(nèi)、外排水系統(tǒng)，使雨水能夠順利排出場區(qū)外，坡地應(yīng)設(shè)置截水溝，防止地面水過多侵入房屋地基。

4.2優(yōu)化房屋排水. 新建房屋屋面排水宜采用有組織外排水，合理設(shè)置沉降縫，室外散水宜做加寬處理，散水與墻體間填充密實(shí)。當(dāng)雨水排水量較大時(shí)，應(yīng)采用明溝或管道排水，并接入場區(qū)主排水，防止屋面雨水侵蝕地基。

4.3地基處理措施. 膨脹土地基土層較厚無法避免時(shí)必須對地基進(jìn)行處理，膨脹土地基處理方法應(yīng)經(jīng)濟(jì)可行。地基處理可采用換土墊層、沙石墊層；也可采用化學(xué)改性，利用石灰、水泥等其他固化材料通過物理、化學(xué)作用進(jìn)行地基土的改性處理。

4.4技術(shù)處理措施. 坐落在弱膨脹土地基上的房屋，基礎(chǔ)形式宜采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)；基礎(chǔ)埋深較大或基底壓力較小時(shí)宜采用墩基。采用磚混結(jié)構(gòu)時(shí)砌體可采用拉結(jié)較好的實(shí)心磚墻，不得采用空斗墻、磚拱砌體；結(jié)構(gòu)上還應(yīng)增設(shè)圈梁、構(gòu)造柱，并在同一平面內(nèi)閉合，增加整體剛度。一層室內(nèi)地面有條件的可做配筋地面處理。

4.5女兒墻措施. 女兒墻開裂本身就是建筑質(zhì)量通病之一，膨脹土地區(qū)房屋在女兒墻部位處理不好，受脹縮破壞力的作用更容易在女兒墻部位出現(xiàn)開裂。施工時(shí)鋼筋應(yīng)在房屋檐口圈梁處生根加密構(gòu)造柱，女兒墻構(gòu)造柱加密后間距應(yīng)小于4.0米，女兒墻頂部設(shè)鋼筋混凝土壓頂圈梁，增強(qiáng)女兒墻整體性。

5　工程實(shí)例

臨沂沭埠領(lǐng)工務(wù)工區(qū)墻體開裂整治實(shí)例

5.1實(shí)例概況. 臨沂工務(wù)段沭埠領(lǐng)工務(wù)工區(qū)原二層樓，建筑面積418M 2，建于1988年，磚混裝配式樓板結(jié)構(gòu)、毛石條形基礎(chǔ)，為工區(qū)辦公、間休等綜合樓。沭埠領(lǐng)工務(wù)工區(qū)地處臨沂市典型膨脹土分布帶，膨脹土距地表不足1米，土層較厚。工區(qū)建成后周圍是基本農(nóng)田，排灌通暢，房屋所處地勢較高，地域旱澇較均勻。隨著城市發(fā)展進(jìn)程，周圍變成民房、小型工廠，植被稀少，排水溝渠被填埋占用；近年來氣候旱澇差異明顯，造成地基土干濕變化較大。自2004年來墻體結(jié)構(gòu)逐漸發(fā)生裂縫并發(fā)展變化，采取觀察使用措施，2008年春檢該房屋評定為“三級房屋”女兒墻有墜落危險(xiǎn)，嚴(yán)重影響使用和安全。

5.2病害特征. 經(jīng)多次現(xiàn)場查勘、觀測，病害現(xiàn)狀主要表現(xiàn)為：①內(nèi)橫墻與縱墻交界處上部多處斜裂縫，裂縫上寬下窄，隨季節(jié)變化。②外墻窗臺下出現(xiàn)垂直、斜向裂縫 ③女兒墻與樓板交接處水平開裂、外移，有墜落危險(xiǎn)。 ④局部內(nèi)、外墻體抹灰開裂影響使用功能。

5.3整治措施. 按照路局大修安排2008年秋對沭埠領(lǐng)工務(wù)工區(qū)原二層樓進(jìn)行大修整治。經(jīng)過調(diào)取原樓檔案、查閱當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)資料并結(jié)合現(xiàn)場查勘情況，確定了大修主要修程和整治措施：

5.3.1基礎(chǔ)穩(wěn)定措施. 采用“沙溝法”新做散水、沙溝，存儲調(diào)節(jié)地基土體水分，減少地基脹縮，保持基礎(chǔ)穩(wěn)定。沿房屋左、右、后三面，距離外墻基礎(chǔ)0.8m處，開挖寬0.5m、深1.0m溝槽，回填河砂，作成沙溝，在房屋三面新做1.5m 寬15cm厚混凝土散水。嚴(yán)格施工工藝，沙溝濕砂夯實(shí)，嚴(yán)禁水灌實(shí)，散水基底夯實(shí)，混凝土搗固密實(shí)、瀝青灌縫密實(shí)。沙溝在新5.3.2墻體整治措施. 墻體開裂部位采用鋼筋網(wǎng)抹灰法，在墻體裂縫左、右各0.5m處，鑿去抹灰，敷設(shè)、固定Φ4@100雙向冷拔鋼筋網(wǎng)片，清除浮灰充分濕潤，摸水泥砂漿、壓光、涂刷，滿足使用功能。

建散水覆蓋下，起到防水、保濕作用，防止地基干濕變化過大。

5.3.3女兒墻加固措施. 女兒墻處理、消除墜落危險(xiǎn)，拆除開裂女兒墻，在房屋頂圈梁植筋作為構(gòu)造柱鋼筋，加密構(gòu)造柱，間距不大于4m，重新砌筑女兒墻，設(shè)置拉結(jié)鋼筋。女兒墻砌體頂部澆筑15cm厚鋼筋混凝土壓頂圈梁，完成女兒墻抹灰及修復(fù)屋面防水等工序。

5.3.4場區(qū)措施. 做好房屋周圍防澇和保濕，規(guī)劃工區(qū)院落雨水排水設(shè)施，接入站區(qū)主排水系統(tǒng)。加強(qiáng)房屋周圍上、下水管道設(shè)施的管理，防止地基浸水。對院落的使用、綠化進(jìn)行整體規(guī)劃，鋪裝預(yù)制彩磚設(shè)置體育娛樂設(shè)施；合理綠化，房屋5m范圍以內(nèi)可以依次種植草皮、低矮灌木，5m以外可以種植喬木，既美化環(huán)境又可以減少蒸發(fā)量起到保濕、涵養(yǎng)水分的作用。

5.3.5定期觀測.設(shè)置沉降觀測點(diǎn)，按規(guī)范時(shí)間和旱、雨季節(jié)等重要節(jié)點(diǎn)定期觀測，做好房屋沉降觀測記錄，對房屋的沉降取得第一手觀測資料，對整治效果進(jìn)行評判修正。

5.4整治效果. 經(jīng)過大修整治后，對整治房屋進(jìn)行的觀察和測量，其整治效果達(dá)到了整治目的，保證了使用功能和使用安全。由于工區(qū)生產(chǎn)和生活的需要，6年后在原址拆除后，采用地基換填級配砂石墊層、鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，擴(kuò)建二層內(nèi)走廊辦公綜合樓。

6　結(jié)束語

對墻體開裂的處理，是為了彌補(bǔ)墻體開裂所造成的缺陷，防止出現(xiàn)安全問題。但這并不是根本目的，在特定環(huán)境下，比如膨脹土地區(qū)，我們不僅要探究各種墻體開裂的處理措施，更重要的是通過對已出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行分析，找出產(chǎn)生的根源，從地基處理、基礎(chǔ)選型，結(jié)構(gòu)形式上，徹底預(yù)防膨脹土地基的危害，消除由此造成的墻體開裂病害的出現(xiàn)。

［1］戚慶學(xué).《臨沂膨脹土工程特性分析》.山東建筑學(xué)院報(bào)2004年3月第19卷第1期.

［2］臨沂市.《臨沂市地質(zhì)情況分析》.

［3］GB 50007—2011.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范.

王孝平（1973年-）男，漢族，山東省臨沂市人，濟(jì)南鐵路局建筑段，工程師，從事鐵路房建設(shè)備維修。