某綜合樓結構安全性鑒定

方貞淦

(福建省抗震防災技術中心 福建福州 350001)

1 工程概況

1.1 建筑結構簡況

某綜合樓設計于1994年，1996年8月建成并投入使用。該樓建筑平面呈矩形，平面布置示意圖見(圖1)。建筑總長度為47.20m，總寬度為14.20m，建筑總面積約4200m2。該樓由東西段組成:東段(9-11軸)為住宅;西段(1-9軸)為車間及辦公，現場檢測期間該段空置。

東段(9-11軸)為宿舍住宅，8層;層高:一至八層3.10m，總高度為24.90m。西段(1-9軸)為車間、辦公，5層;層高:一層5.00m，二、三層4.80m，四層4.50m，五層4.00m，主樓總高度為23.20m，含出屋面梯間總高度為26.50m。

結構質式:現澆鋼筋混凝土框架結構。填充墻采用190mm厚非承重粘土空心磚砌體。

上部結構竣工圖標注混凝土強度等級:柱為C25、二層梁板為 C25，其余為 C20。

基礎:采用靜壓沉管灌注樁，樁端持力層為砂質粘土。

因該房屋建成使用已久，業主為了解該房屋使用現狀及安全狀況，委托進行結構安全性鑒定。

圖1 平面布置示意圖(單位:mm)

1.2 自然條件(按現行標準)

1.2.1 基本風壓

基本風壓w0=0.70kN/m2，地面粗糙度C類。

1.2.2 建筑抗震設防抗震設防烈度為7度，地震動峰值加速度為0.10g，設計地震分組為第一組。

1.2.3 工程地質條件

1.2.3.1 土層分布該場地土層分布及主要參數指標見(表1)。

表1 場地土層分布及主要參數指標

1.2.3.2 地下水

場地地下水位埋深1.0m～1.50m。

1.2.3.3 場地抗震性能評價

建筑場地類別為Ⅱ類。

2 鑒定依據

本工程鑒定依據主要有:

(1)《民用建筑可靠性鑒定標準》GB 50292-1999

(2)《建筑抗震設計規范》GB 50011-2010

(3)《混凝土結構設計規范》GB50010-2010

(4)《建筑結構荷載規范》GB50009-2012

(5)《建筑工程抗震設防分類標準》GB50223-2008

(6)《混凝土結構現場檢測技術標準》GB/T 50784-2013

(7)該建筑原竣工圖紙

3 現場調查及檢查結果

3.1 建筑物建筑、結構平面布置及構件使用現狀調查

經現場查勘，發現該樓存在如下問題:

(1)與竣工圖對照，有如下不符:

A.1-2/C-E區域圖紙標注有兩部(2.2m×2.2m)電梯，實際改為一部(3.0m×3.6m)電梯，梁板布置相應改變。

B.五層2-8/A-C區域距A軸1.8m處增設一根梁(200mm×500mm)。

C.五層8-9/H梁未施工。

D.部分填充墻體布置有變化。

(2)部分填充磚墻與框架柱(梁)交接處出現脫節縫。

(3))部分梁柱混凝土表面有沿縱向開裂及有蜂窩麻面等現象(如:四層1/A-E梁表面混凝土有麻面現象)。

(4)屋面隔熱層部分已破損。

3.2 現階段該建筑沉降與上部結構側向位移

3.2.1 建筑沉降

該樓共布設19個沉降觀測點。連續二個月沉降觀測結果表明:近期各測點沉降速率介于0～0.002mm/d之間。

3.2.2 上部結構側向位移

數據表明:該樓各測點最大側向位移為 H/653;所檢測點側向位移均未超過規范限值要求，且未見房屋傾斜沿某方位呈規律性分布。3.3構件截面尺寸與偏差檢查

抽樣檢查發現:

(1)多數樓板板厚偏薄，板厚最大偏差為 -23mm，平均偏差為-10.7mm。

(2)個別梁截面尺寸與設計不符(如:二至四層8-9/H梁高設計為600mm，實際為400mm;三層1/A-E梁原設計為900mm高，實際為850mm等)。

3.3 框架柱、梁鋼筋配置檢查

結合現場條件，采用掃描或現場隨機鑿開構件表面方法，對框架柱、梁鋼筋配置情況進行抽樣檢查。抽樣檢查發現:

(1)個別梁、柱箍筋間距偏大(如:四層1/A-E梁原圖箍筋加密區為 Φ8@100、梁中部為 Φ8@200，實測箍筋加密區為 Φ8@146，梁中部為 Φ8@300;二層8/E柱原圖箍筋加密區為 ΦΦΦ8@100、柱中部為Φ8@200，實測箍筋加密區為 Φ8@150，柱中部為ΦΦ8@285等)。

(2)框架節點核芯區箍筋未設或設置不足(如一層1/A柱頂核芯區范圍內未設箍筋，三層1/A柱頂核芯區范圍內僅1根箍筋等)。

(3)個別框架梁端箍筋未加密(如:五層1-2/A梁距1/A柱側起箍筋為Φ8@233等)。

(4)部分構件混凝土保護層厚度偏差大(如:五層1-2/A梁底鋼筋保護層實測為7mm，二層1/A柱鋼筋保護層實測為41mm等)。

(5)框架填充墻拉結筋未設置或設置不足(如:二層2/A-C墻未發現拉結筋、三層2/A-C墻拉結筋為2Φ6@620等)。

3.4 鋼筋力學性能抽樣檢測

現場隨機截取不同部位、不同徑別鋼筋6根，進行力學性能試驗。主要數據見(表2)。

表2 鋼筋力學性能試驗主要數據

3.5 混凝土構件強度抽樣檢測

該樓混凝土構件強度抽樣檢測方法:樓板采用取芯法;梁采用回彈法;柱綜合采用取芯法、回彈法。檢測結果表明:部分構件混凝土強度實測值偏低。

4 上部承重結構驗算、分析及評級

4.1 材料強度取值

(1)混凝土強度等級:①柱為C25、二層梁板為C25，其余為C20;②部分實測值偏低的構件按實測取值。

(2)柱縱筋強度按300N/mm2取值，單榀框架主梁縱筋強度按300N/mm2取值，其余框架梁及次梁縱筋強度按210N/mm2取值。

(3)柱、梁箍筋間距按實測結合設計取值，強度按210 N/mm2取值。

根據隧道工程環境情況，確定洞內注漿加固范圍為隧底以外1.0 m。單根注漿管注漿擴散半徑為中、粗砂層1.0～1.2 m，粉質黏土、粉砂、細砂地層0.5～0.75 m。注漿孔采用垂直鉆孔形式，洞內向下施作，注漿孔的平面布置形式如圖6所示。注漿采用帶花孔的Φ42注漿小導管(如圖7所示)，導管長度1.5 m。

(4)柱、梁截面按實測結合設計取值。

4.2 上部混凝土結構構件驗算、分析及評級

根據現場檢查數據及使用現狀按現行規范并按設計目標使用年限50年對上部結構承載能力進行核算。鋼筋混凝土柱、梁承載能力計算采用中國建筑科學研究院編制的“多層及高層建筑結構空間有限元分析軟件SATWE”，樓、屋面板承載能力計算采用中國建筑科學研究院編制的“結構平面計算機輔助設計軟件PMCAD”進行。東段(9～11軸)樓面活荷載標準值:宿舍住宅取2.0kN/m2、衛生間取2.5kN/m2、樓梯取2.0kN/m2、陽臺取2.5kN/m2。西段(1～9)軸樓面活荷載標準值:二至四層車間暫取4.0kN/m2(注:設計圖中未注明)，辦公取2.0kN/m2，衛生間取2.5kN/m2，樓梯取3.5kN/m2。屋面活荷載標準值:上人屋面取2.0kN/m2;不上人屋面取0.5kN/m2。基本風壓按0.60kN/m2。填充墻按190mm厚非承重粘土空心磚墻計。構件尺寸取值:有抽檢的構件按實際考慮，其余仍依原圖。驗算結果表明:

(1)底層個別柱軸壓比偏大。

(2)底層部分柱、二層個別柱承載力驗算不滿足。

(3)部分梁承載力驗算不滿足。

4.3 其它

(1)個別構件混凝土強度等級低于 C20，直接評定為cu級。

(2)混凝土表面有沿縱向開裂及麻面露筋等構件，直接評定為cu級。

5 抗震性能評估

抗震性能按《建筑抗震鑒定標準》評估，存在如下主要問題:

(1)個別柱軸壓比偏大(如:一層2/E柱軸壓比為1.25)，不符合《建筑抗震鑒定標準》第6.3.2條規定:三級抗震框架柱軸壓比不宜超過0.9。

(2)框架梁端箍筋加密區間距＞150mm，不符合《建筑抗震鑒定標準》第6.3.4條規定:三級抗震框架梁端箍筋加密區間距不應大于hb/4，8d和150mm。

(3)框架節點核芯區內未設或少設箍筋，不符合《建筑抗震鑒定標準》第6.3.6條規定:框架節點核芯區內箍筋的最大間距不宜大于8d和150mm，箍筋的最小直徑不宜小于8mm。

(4)框架填充墻拉結筋未設置或設置不足，不符合《建筑抗震鑒定標準》第6.3.9條規定:填充墻應沿框架柱高每隔500mm設置2Φ6拉筋，拉筋伸入填充墻內的長度，三、四級框架不應小于墻長的1/5且不小于700mm。

(5)抗震承載力驗算不滿足。

6 地基基礎分析及評級

鑒于甲方未能提供該樓沉降觀測原始資料，根據3.2條現階段該建筑沉降與上部結構側向位移觀測結果及上部結構的反應等情況，該樓地基基礎安全性鑒定評級為Bu級。

7 鑒定單元安全性鑒定評級

(1)地基基礎安全性鑒定評級為Bu級。

(2)綜上部承重結構驗算、分析以及抗震性能評估結果，上部結構安全性鑒定評級為Du級。

根據地基基礎、上部承重結構安全性等級，該樓結構安全性鑒定評級為Dsu級，即該樓的安全性不滿足鑒定標準要求，嚴重影響整體承載，必須立即采取措施。

8 鑒定結論與建議

(1)該樓現有結構安全性鑒定評級為Dsu級，應立即采取措施。

(2)出現脫節縫的填充墻和評定為cu級、du級的構件以及抗震質量缺陷，應采取措施。

(3)混凝土強度實測值偏低的構件應采取加固補強措施。

(4)應考慮混凝土保護層偏薄(露筋)和鋼筋銹蝕對結構耐久性的不利影響。

(5)鑒于該樓西段空置，加固施工期間及完工之后，宜對該建筑沉降及其上部結構反應繼續進行跟蹤觀測。

[1]GB 50292-1999，民用建筑可靠性鑒定標準[S].

[2]GB50010-2010，混凝土結構設計規范[S].

[3]GB50009-2012，建筑結構荷載規范[S].

[4]戴國瑩，現有建筑加固改造綜合決策方法和工程應用[J].建筑結構，2006.11.