考慮爆破施工影響的磚混結構房屋裂縫原因分析

摘要：磚混結構房屋裂縫形式多樣，裂縫產(chǎn)生的原因也比較復雜，本文考慮了房屋附近爆破施工對房屋裂縫的影響，通過(guò)爆破振動(dòng)安全允許距離計算和現場(chǎng)實(shí)地距離測量，確定爆破施工對房屋裂縫的影響程度，同時(shí)結合其它方面的因素，綜合判定房屋裂縫產(chǎn)生的主要原因.

1 工程概況 
該工程為兩層磚混結構房屋，建筑面積169m2，層高3.3m，房屋用途為普通民用住宅。房屋平面布局呈L形建筑，東西向總長(cháng)10m，南北向總長(cháng) 14.5m，二層設封閉式挑出走廊。房屋一、二層均設計為五開(kāi)間，其中中部拐角處房間空間較大由兩個(gè)開(kāi)間組成，其余房間均由單開(kāi)間組成。南北向開(kāi)間進(jìn)深3.30m和東西向開(kāi)間進(jìn)深5.50m。磚砌條形基礎，承重磚墻厚240mm，預制混凝土空心板。房屋未考慮抗震設防，未設圈梁和構造柱。房屋西南方向附近有兩山地采石場(chǎng)，由于房屋出現裂縫，為評定其安全性及分析裂縫產(chǎn)生的原因，對房屋進(jìn)行鑒定評估。 

2 房屋裂縫概況 
屋頂女兒墻底部近似水平裂縫，裂縫沿房屋周邊縱向和橫向斷續分布，寬窄長(cháng)短不一，最大裂縫寬度約3mm；女兒墻上斜裂縫，縫寬約4mm，縫長(cháng)約1米；屋面預制板拼接處裂縫，縫寬約2mm；板、墻搭接處水平裂縫，縫寬約2mm，；板、梁搭接處沿梁縱向水平裂縫，縫寬約1.5mm。 

3 爆破工程概況 
據現場(chǎng)調查，所鑒定房屋附近有兩個(gè)采石廠(chǎng)，兩采石廠(chǎng)約呈南北向分布，南側采石廠(chǎng)名為孔莊佳吉采石廠(chǎng)，北側采石廠(chǎng)名為孔莊采石廠(chǎng)。所鑒定房屋位于兩采石廠(chǎng)東部偏北方向，距離孔莊采石廠(chǎng)較近，距離孔莊佳吉采石廠(chǎng)較遠。 
利用全站儀對所鑒定房屋距兩采石廠(chǎng)的距離進(jìn)行精確測量，測得所鑒定房屋距孔莊采石廠(chǎng)238.41m（房屋距采石廠(chǎng)東側北邊緣的距離），距孔莊佳吉采石廠(chǎng)418.60m（房屋距采石廠(chǎng)北邊緣的距離），其中孔莊采石廠(chǎng)南北向寬132.08m。 
從爆破部門(mén)提供的資料了解到，孔莊采石廠(chǎng)從2006年11月23日至2006年12月25日共進(jìn)行過(guò)4次爆破，爆破單段最大裝藥量只有25kg和50kg兩種，裝藥量最大值為50kg，最大總用藥量為1000kg；孔莊佳吉采石廠(chǎng)從2006年10月16日至2007年6月19日共進(jìn)行過(guò)15次爆破，爆破單段最大裝藥量為100kg~275kg不等，裝藥量最大值為275kg，最大總用藥量為1500kg。 

4 裂縫原因分析 
針對現場(chǎng)查勘的裂縫情況作如下原因分析： 
考慮因素一：屋頂溫度變化。由于裂縫在女兒墻底部沿房屋的縱向和橫向分布，裂縫寬度兩端部大，中部小，南向及西向比北向及東西稍嚴重，且沒(méi)有發(fā)現墻體其它部位裂縫，這具有典型屋頂溫度裂縫的特征。裂縫是由于溫度變化，熱脹冷縮的變形所造成，對濟南地區，夏季因陽(yáng)光直射，屋面溫度可達50oC以上，而室內溫度一般在30oC左右。冬季最低溫度可低達－10oC，夏季最高溫度則可高達35oC。因混凝土線(xiàn)膨脹系數約為磚砌體線(xiàn)膨脹系數的一倍，因而兩種材料之間變形不諧調，因混凝土的變形受到約束，砌體的抗拉和抗剪能力又很弱，致使房屋出現裂縫。 
另外，屋面的剛性防水構造不良，也會(huì )加劇溫度裂縫的開(kāi)展，這是由于屋面剛性混凝土在受熱膨脹時(shí)，變形造成對女兒墻的推力所致，是造成女兒墻下部水平裂縫的主要原因。 
樓板裂縫按其位置和分布形態(tài)可確定為順板裂縫和板端裂縫。順板裂縫為相鄰樓板側面裂縫，因采用預制樓板，各預制板相對獨立，不能形成整體，在受荷變形時(shí)，各預制板變形不一致而出現順板裂縫。板端裂縫是因為板變形必然造成板端上翹而導致板端裂縫出現，多出現于梁上地面和門(mén)洞口的地面處。另一方面，溫度的變化，造成構件熱脹冷縮的變形，構造措施的欠缺，也是產(chǎn)生順板裂縫和板端裂縫的原因之一。此種樓面裂縫是采用預制樓板低標準房屋常見(jiàn)的建筑通病。 
考慮因素二：附近采石場(chǎng)地的爆破振動(dòng)。由于在房屋的西部偏南方向238.41m和418.60m處有兩個(gè)山地采石場(chǎng)，為研究房屋裂縫是否與采石場(chǎng)地的爆破振動(dòng)有關(guān)，現依據國家標準《爆破安全規程》GB6722-2003，用爆破振動(dòng)對地面建筑物的允許安全距離指標來(lái)衡量。在規程中，允許安全距離由爆破的最大單段用藥量，地形、地質(zhì)條件和房屋的類(lèi)別等因素綜合確定。根據規程中公式??
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（式中R為爆破振動(dòng)允許安全距離；Q為炸藥量；V為保護對象所在地質(zhì)
點(diǎn)振動(dòng)安全允許速度；K、α為與爆破點(diǎn)至計算保護對象間的地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數和衰減指數）進(jìn)行計算復核，相關(guān)計算參數的取值分別為K=250，α=1.5，V=2.3，Q按延時(shí)爆破考慮，分別取兩廠(chǎng)爆破設計說(shuō)明書(shū)提供的最大值50kg、275kg。經(jīng)計算，孔莊采石廠(chǎng)爆破施工時(shí)的允許安全距離為83.91m，孔莊佳吉采石廠(chǎng)爆破施工時(shí)的允許安全距離為148.11m。兩數值均分別小于所分析房屋距兩采石廠(chǎng)的距離238.41m、418.60m，因此爆破施工滿(mǎn)足規程安全距離的要求。 

5 結論與建議 

5.1 結論 
房屋出現的墻體裂縫屬溫度裂縫，樓板裂縫為順板裂縫和板端裂縫，主要因房屋構造標準較低、措施不良，不能抵抗溫度變形所致。根據國家《爆破安全規程》GB6722-2003有關(guān)條文，根據爆破部門(mén)提供的爆破單段用藥量進(jìn)行計算，爆破施工安全距離滿(mǎn)足規程要求，因此判定爆破施工與裂縫產(chǎn)生沒(méi)有因果關(guān)系，爆破振動(dòng)不是裂縫產(chǎn)生的主要原因，但爆破振動(dòng)在一定程度上加重了房屋裂縫的開(kāi)展。 

5.2 建議 
由于裂縫原因分析是在爆破施工停止后進(jìn)行的，不具備現場(chǎng)動(dòng)力實(shí)測條件，所以本文只考慮爆破振動(dòng)安全允許距離一個(gè)指標來(lái)衡量爆破振動(dòng)是否與房屋裂縫有關(guān)。如果條件允許，建議處理類(lèi)似工程時(shí)，對房屋所在場(chǎng)地及室內樓板進(jìn)行動(dòng)力測試，將場(chǎng)地質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度及樓板振動(dòng)加速度兩個(gè)指標也列入爆破振動(dòng)對房屋影響的衡量指標，利用振動(dòng)安全允許距離、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度和樓板振動(dòng)加速度三個(gè)指標，綜合評價(jià)爆破振動(dòng)對房屋結構性能的影響。