承重墙体倒塌原因分析及预防措施

在2017年“天鸽”强台风的风灾致损调研中发现，发生承重墙体局部倒塌或整体倒塌的房屋屋面形式都是烧结瓦屋面。凡是采用钢筋混凝土楼、屋盖的砌体结构房屋都没有发生承重墙体局部倒塌或整体倒塌的情况。斗门区白蕉镇鳘鱼沙村、虾山村发生承重墙体局部倒塌或整体倒塌的烧结瓦屋面砌体结构房屋，硬山墙体的间距都是4～5 m，按照国家标准GB 50003—2011的表4.2.1房屋的静力计算方案，属于刚性方案。承重横墙的厚度都大于240 mm，也满足砌体结构设计规范4.2.2条的规定。发生承重墙体局部倒塌或整体倒塌的原因，主要有下几点：

（1）砌体建筑材料和钢筋混凝土结构构件不满足耐久性的相关规定。

珠海市位于珠江口西岸，濒临南海，按照GB 50003—2011的第4.3.1条的规定，与海水直接接触的环境，或处于滨海地区的盐饱和气体环境，砌体结构的环境类别属于4类，按此规定，珠海市斗门区的环境类别应该是4类。4.3.5条规定，设计使用年限为50年时，砌体材料的耐久性应符合处于环境类别3～5类等有侵蚀性介质的砌体材料，应采用实心砖，砖的强度等级不应低于Mu20，水泥砂浆的强度等级不应低于M10。从现场情况可见，砌筑墙体所用的石灰砂浆用手指可以捏碎，不满足水泥砂浆的强度等级不应低于M10的要求。用一块烧结黏土砖能轻易地敲碎另一块砖，不满足砖的强度等级不应低于Mu20的规定。珠海市斗门区白蕉镇鳘鱼沙村倒塌的房屋可见砂浆和红砖的强度很低，砌体材料质量很差，见图7.3.3-1～图7.3.3-2。

图7.3.3-1　承重墙整体倒塌

图7.3.3-2　砂浆和黏土砖的强度低

按照《混凝土结构设计规范：GB 50010—2010》[11]3.5.2条中表3.5.2和3.5.3条、8.2.1条的规定，珠海市属于海风环境，混凝土结构的环境类别为三a类，设计使用年限为50年的混凝土结构，混凝土的强度等级不应低于C35，混凝土保护层的最小厚度不应少于30 mm。从现场情况可见，混凝土结构构件的强度等级和混凝土保护层厚度均不满足上述规定，如珠海市斗门区白蕉镇冲口村房屋屋盖混凝土的强度等级、耐久性不满足规范要求，出现钢筋锈蚀体积膨胀造成混凝土保护层剥落现象，见图7.3.3-3。

（2）砖砌体工程的施工质量较差，砌体灰缝砂浆不密实饱满。

按照《砌体结构工程施工质量验收规范：GB 50203—2011》[12]5.2.2条要求，砌体灰缝砂浆应密实饱满，砖墙水平灰缝的砂浆饱满度不得低于80%。从现场情况可见，砌筑墙体所用的石灰砂浆水平灰缝饱满度较差，不满足80%的要求。按照《砌体结构工程施工规范：GB 50924—2014》[13]6.2.5条要求，砖砌体的转角和交接处对非抗震设防及在抗震设防烈度为6度、7度地区的临时间断处，当不能留斜槎时，除转角处外，可留直槎，但应做成凸槎，留直槎处应加设拉结钢筋，其拉结钢筋应符合下列规定：

①每120 mm墙厚应设置1φ6拉结钢筋；当墙厚为120 mm时，应设置2φ6拉结钢筋；

②拉结钢筋间距沿墙高不应超过500 mm，且竖向间距偏差不应超过100 mm；

③埋入长度从留槎处算起每边均不应小于500 mm；对抗震设防烈度为6度、7度地区，不应小于1000 mm；(www.xing528.com)

④拉结筋末端应设90°弯钩。从珠海市斗门区白蕉镇虾山村现场情况可见，砖墙水平灰缝的砂浆不饱满，内外墙交接处留直槎但未设置拉结钢筋，见图7.3.3-4、图7.3.3-5。

（3）砖砌体结构房屋墙体内未设置构造柱和圈梁等抗震构造措施。

GB 50011—2010附录A中规定，珠海市抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组。因此，珠海市低矮村镇砌体结构房屋应满足建筑抗震设计规范的有关规定。抗震规范5.4.1条规定，结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合公式为：S=γGSGk+γEHSEHk+γEVSEVk+ψwγwSwk，风荷载组合值系数一般结构取为零。因此，低矮的砌体结构房屋一般不需要考虑风荷载效应和地震作用效应的组合，风荷载和地震作用荷载同属于水平荷载效应。只要满足抗震设防要求的砌体结构房屋就会满足抗风设计要求。特别是在墙体内设置一定数量的构造柱和圈梁等抗震构造措施的转砌体结构房屋，具有很好的整体性。

按照现行的GB 50003—2010的有关规定，7度抗震设防地区的砖砌体结构房屋，在外墙四角和对应砖角部位，楼梯间四角、楼梯斜梯段上下端对应的墙体处等部位应设置截面尺寸不小于180 mm×240 mm的构造柱，构造柱纵向钢筋宜采用4φ12，箍筋φ6＠250 mm。

图7.3.3-3　钢筋锈蚀体积膨胀造成混凝土保护层剥落

图7.3.3-4　虾山村房屋墙体局部倒塌

图7.3.3-5　内外墙交接处留直槎，未设置拉结钢筋

按照现行的GB 50011—2010的有关规定，7度抗震设防地区的砖砌体结构房屋，在内外纵、横墙的屋盖处及每层楼盖处应设置截面尺寸不小于墙厚×120 mm的圈梁，圈梁的纵向钢筋宜采用4φ10，箍筋φ6＠250 mm。

构造柱与圈梁连接处，构造柱的纵向钢筋应在圈梁纵向钢筋的内侧穿过，保证构造柱纵向钢筋上下贯通，构造柱与圈梁宜整体浇筑混凝土。砌体结构房屋按上述要求设置构造柱和圈梁等抗震构造措施后，房屋结构的整体刚度及整体性大大提高，不仅能够满足抗震的需求，也能够抵抗任何等级的风荷载。珠海市斗门区白蕉镇鳘鱼沙村房屋未设置构造柱和圈梁等抗震构造措施房屋抗风性能不好，因此发生整体倒塌现象，如图7.3.3-1～图7.3.3-2所示。