某小學教學樓安全性檢測技術(shù)分析

郝佛佑

(陜西建工集團有限公司  710003  西安)

1.工程概況

    小學教學樓為三層砌體結(jié)構(gòu)，建成于l965年，該樓平面呈矩形，東西長50.64米，南北寬14.46米，開間3.0米，進深6.0米，主體高度10.59米，總建筑面積2224m2。屋面采用二氈三油卷材防水屋面，設計基礎(chǔ)為灰土基礎(chǔ)，下鋪450ram厚3：7灰土層，上部基礎(chǔ)采用i00號(MUlo)實心粘土磚、75號(M7．5)水泥砂漿砌筑的磚底腳。室內(nèi)外地坪高差一0.3米。內(nèi)外磚墻厚240ram，采用75號(MU7.5)實心磚，一層采用50號(Ivi5)混合砂漿，二、三層采用25號(M2.5)混合砂漿。樓面及屋面均為裝配整體式樓蓋，混凝土強度為200號(相當于Cl8)，屋面為坡屋面，采用結(jié)構(gòu)找坡的形式，即將屋面梁兩端支撐墻體高度設置落差來實現(xiàn)的，坡度為l／12；原設計圖紙查閱該樓在一、二、三層外墻均設有環(huán)狀圈梁，其截面高度在南北向縱墻為l60ram高，在東西山墻為l20ram高，寬度均與墻同寬，為240ram，配筋均為：縱向配筋4*12，箍筋為6*250。該樓未設構(gòu)造柱，現(xiàn)澆樓板及大梁、圈梁混凝土強度等級為l50號(相當于 C13)。該樓于l990年進行過一次抗震加固，具體為在樓的四角及樓梯間加設構(gòu)造柱，在部分室內(nèi)墻面加設鋼筋網(wǎng)片，層間南北圈梁間設置鋼拉桿連接以增強結(jié)構(gòu)的整體性。2000年時該房屋因為地基浸水產(chǎn)生了一定程度的濕陷，造成上部結(jié)構(gòu)的局部不均勻沉降，主要表現(xiàn)為外墻體產(chǎn)生了斜向裂縫。2001年經(jīng)檢測鑒定后，僅對局部裂縫進行了閉合處理。

2.現(xiàn)場檢查及測試

    2.1小學教學樓現(xiàn)場檢查

    小學教學樓從交付使用至今已近50年，設計建造的年代較早。由于當時設計所采用的規(guī)范標準較低，使得該樓交付使用后便存在先天不足。該樓設計在一、二、三層設有圈梁，但是未設構(gòu)造柱，使得該樓整體性明顯欠佳。l990年進行的抗震加固以及后來進行的單面鋼筋網(wǎng)片加固，仍然難以提高抗震能力。該樓承重墻體不斷的出現(xiàn)裂縫，而且愈演愈烈，本次地震對其更是雪上加霜，地震震害較為嚴重。主要表現(xiàn)為門、窗洞口角部斜向裂縫較多，裂縫延伸較長，且多數(shù)寬度在0.5mm左右，且已貫通；一、二、三層樓板與墻體多處出現(xiàn)錯動現(xiàn)象，尤以三層、二層端部房間最為明顯；3樓4—5／A—B軸對應教室z／4—5大梁梁側(cè)出現(xiàn)斜向裂縫，縫寬達到0.33mm，進一步對該梁進行破檢發(fā)現(xiàn)，破檢5處該梁每處均有多道裂縫；該建筑內(nèi)、外側(cè)墻體明顯出現(xiàn)“鼓肚”現(xiàn)象；3樓1一Z／A—D對應教室樓板板角出現(xiàn)嚴重開裂；3樓4—5／C— D對應教室后墻出現(xiàn)嚴重豎向開裂，縫寬達3該樓為砌體結(jié)構(gòu)，所處地區(qū)設防烈度為7度(0.159)，結(jié)構(gòu)總層數(shù)一3層<7層，建筑總高一Il．Im<21m，滿足國家標準《建筑抗震設計規(guī)范))(GB50011一2001)7 mm。1.2條第3款的規(guī)定：房屋最大高寬比11.1／14.64=0.76<2.5，滿足國家標準《建筑抗震設計規(guī)范))(GB50011--2001)7.1.4條的規(guī)定；房屋抗震橫墻最大間距8.4m<18m，滿足國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011—2001)7.1.5條的規(guī)定；窗間墻最小寬度1.5m>1.0m，無錨固女兒墻(非出入口處)的最大高度<0.5m，滿足國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011—2001)7.1.6條的規(guī)定；承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離950ram<1000ram，不滿足國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011--2001)7.1.6條的規(guī)定。該房屋外墻四角，大房間外墻交接處，隔開間橫墻與外墻交接處，山墻與內(nèi)縱墻交接處，樓梯間四角均未設置有構(gòu)造柱，嚴重不滿足國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011—2001)7.3.1條的規(guī)定。該房屋每一層均設有環(huán)狀圈梁，其截面高度在南北向縱墻為160mm高，在東西山墻為l20mm高，寬度均與墻同厚，為240mm，配筋均為：縱向配筋4ci)12，箍筋為西6@250，滿足國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》(GB500li--200i)7.3.4條的規(guī)定。

    2.2小學教學樓現(xiàn)場測試

    2.2.1砌體砂漿強度檢測

    檢測中，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，依據(jù)行業(yè)標準《貫入法檢測砌筑砂漿抗壓強度技術(shù)規(guī)程》(JGJ／Tl36—2001)，采用貫入法對該樓砌體的砂漿抗壓強度進行了檢測，測試結(jié)果表明，1層砌體砂漿強度推定值為2.6MPa，2～3層砌體砂漿強度推定值為1.3MPa，均不滿足相應設計強度等級要求，且降低較多，本次地震時導致墻體產(chǎn)生了相當?shù)腻e動，使得砌體整體性產(chǎn)生嚴重削弱。

    2.2.2混凝土強度檢測

    為了解混凝土構(gòu)件現(xiàn)有實際強度，考慮了構(gòu)件截面尺寸的實際情況，檢測采用非破損的方法一回彈法，按照《回彈法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》(JOJ／T 23--2001)的要求，對其現(xiàn)齡期混凝土強度進行檢測。由于混凝土齡期較長，根據(jù)國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)加固設計規(guī)范》(GB50367—2006)中附錄B進行修正，修正系數(shù)取0．89(齡期>15000 d)檢測結(jié)果檢測結(jié)果表明，所測構(gòu)件現(xiàn)齡期混凝土抗壓強度推定值基本滿足原設計200號(相當于現(xiàn)行規(guī)范Cl8)的要求。

    2.2.3相對水平變形檢測

    為了解該樓當前的實際質(zhì)量狀況，根據(jù)該樓所處的環(huán)境和現(xiàn)場條件，采用DSZ2水準儀對該樓墻體的水平變形狀況進行了觀測。觀測結(jié)果見表2.2.3。    表223小學教學樓水平變形觀測結(jié)果  (單位：mm)

    通過該樓水平觀測結(jié)果可知，在該樓⑤～⑧軸位置出現(xiàn)嚴重的地基不均勻沉降現(xiàn)象，其地基變形允許值的局部傾斜已達0.0034(局部傾斜指砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱向6～10m內(nèi)基礎(chǔ)兩點的沉降差與其距離的比值)；在該樓⑤～⑧／A軸位置也出現(xiàn)嚴重的地基不均勻沉降現(xiàn)象，其地基變形允許值的局部傾斜已達.0.0038，因此該樓的基礎(chǔ)不滿足《建筑地基基礎(chǔ)設計規(guī)范>)(GBS0007--2002)中關(guān)于該類建筑物地基變形允許值中局部傾斜不大于0.002的要求。

    2.2.4垂直變形檢測

    垂直變形檢測時，根據(jù)建筑物周圍場地環(huán)境的實際狀況，采用經(jīng)緯儀對該樓進行了觀測，觀測結(jié)果見附錄小學教學樓垂直觀測圖，結(jié)果表明，該樓在豎直方向頂部相對底部的最大位移出現(xiàn)在該樓東南角，頂點相對底部向南偏移了10.0ram，依據(jù)國家標準《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292--1999)第6．3．5條中關(guān)于多層砌體結(jié)構(gòu)不適于繼續(xù)承載的側(cè)向位移的有關(guān)規(guī)定，該樓整體變形可滿足規(guī)范要求。

3.結(jié)構(gòu)承載力驗算及抗震性能評定結(jié)果

    為分析評定該樓在現(xiàn)有狀況下的結(jié)構(gòu)安全性，特采用中國建筑科學研究院PKPM系列的相關(guān)計算軟件，依據(jù)相關(guān)檢測結(jié)果及國家現(xiàn)行有關(guān)標準規(guī)范進行了驗算。對該建筑物上部結(jié)構(gòu)正常使用狀態(tài)的承載力和抗震性能進行了驗算，結(jié)果如下：

    在7度(地震加速度為0．iSg)抗震設防要求下，對上部結(jié)構(gòu)進行抗震承載力驗算，結(jié)果表明：在現(xiàn)有材料強度下，1～2層部分墻體的抗力與地震荷載作用效應之比小于1.0，3層墻體均滿足要求；1～2層墻體所有內(nèi)縱墻以及部分外縱墻墻體受壓均不滿足要求，3層墻體基本滿足要求；由于梁下沒有設置梁墊，大部分梁下墻體局壓不滿足要求，并且也出現(xiàn)了斜向裂縫；每層砌體的高厚比／允許高厚比均小于1.0。

4.結(jié)論

    根據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292—1999)的規(guī)定，本次鑒定的房屋安全性鑒定結(jié)論為；小學教學樓鑒定單元評級為Dsu級。

依據(jù)標準及參考文獻：

[1]國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》GB 50011--2001

[2]行業(yè)標準《貫入法檢測砌筑砂漿抗壓強度技術(shù)規(guī)程》JGJ／T l36—2001

[3]行業(yè)標準《回彈法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》 JGJ／T23--2001

[4]國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)加固設計規(guī)汜-44-》GB 50367—2006

[5]國家標準《民用建筑可靠性鑒定標準》GB 50292—1999

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網(wǎng)絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)