某綜合樓5.12地震后結構的安全性鑒定及處理意見

夏廣錄 牛彥俊 劉俊 王金成

摘要：該綜合樓地震后發現框架梁、柱、樓梯及填充墻遭受不同程度損傷。本文對該綜合樓進行了安全性檢測鑒定，對震害原因進行了綜合分析，并提出了相應的處理意見。

關鍵詞：地基下沉；墻體裂縫；安全性鑒定；震害原因分析

Abstract: there are varying degrees of damage was found in the beams, columns, stairs and fill the walls of the building after the earthquake. This paper descused through the comprehensive building security detection and identification, a comprehensive analysis on the earthquake damage reasons, and put forward the suggestions.Key words: ground subsidence; cracks in the wall; security identification; earthquake damage reason analysis

中圖分類號：TU3 文獻標識碼： A 文章編號：

1、工程概況

該綜合樓于2002年8月開工，2003年9月竣工，建筑面積約7442㎡，建筑總高度為24.58m，為八層框架結構，一層～二層為商鋪，三～八層為住宅，平面布置圖見圖一～圖二。

該綜合樓抗震設防烈度為8度，結構安全等級為二級，設計使用年限為50年，框架抗震等級為二級?；A采用鋼筋混凝土平板式片筏基礎，地基處理采用水泥粉噴樁復合地基，具體做法為鋼筋混凝土平板式片筏基礎均自外軸線外擴1.5m，筏板厚度0.4m；其下設0.9m厚中粗砂墊層，自筏板外邊緣外擴1.0m，設計要求壓實系數≥0.96；設計有效樁長11.0m，樁徑0.5m，正三角形布樁，樁體材料采用425號普通硅酸鹽水泥，摻入比15%，樁心距1.0m，深度進入-2層粉土，設計要求處理后復合地基承載力標準值為200kPa?；炷翉姸仍O計等級：筏基為C35；地基梁：C30；7.180以下所有梁、板、柱均為C30；7.180以上所有梁、板、柱均為C25。

2008年5月12日汶川地震后發現，該綜合樓地基不均勻下沉，主體結構傾斜，框架梁、柱、樓梯及填充墻不同程度裂縫，為確定該綜合樓的安全性能，建設單位曾多次組織調查檢測、分析鑒定，現將主要結論性意見介紹以后，供有關人員借鑒參考。

2、檢測內容及結果

2．1、工程場地地質情況調查

根據綜合樓工程地質勘察報告，該工程場地地基土從上至下為：

① 雜填土，層厚1.9～2.1m，灰褐色。表層主要由煤渣、磚塊、碎石、粉質粘土和少量生活垃圾組成，局部夾有灰土，其下成分以粉土為主，內含碎石、灰塊、煤渣等。土質松散不均，物理力學性質差異大，屬近期人工填土。該層在整個場地分布。

②-1 粉土，層面埋深0.6～2.2m，層厚9.2～9.6m，遍布整個場地，在地基處理區域內該層上部為0.85～1.07m厚砂夾石墊層。淺黃色，土質不均勻，局部含粘土巖角礫，鈣質結核及植物根系，濕～很濕，可塑～軟塑狀態。

②-2粉土，層面埋深10.7～11.9m，層厚9.2～9.6m，遍布整個場地?；液谏?，土質不均勻，含鈣質結核及少量有機質，有輕微臭味，見根、蟲孔，孔徑2.0～5.0mm，濕，稍密。

③ 中砂，層面埋深18.7～19.8m，層厚0.5～0.8m，灰黃，飽和，稍密～中密，主要由石英、長石礦物顆粒組成，級配不良。

④ 圓礫，層面埋深19.7～20.5m，揭穿層厚1.0～1.5m，雜色，主要由變質石英巖，花崗巖組成。礫間填充中、細砂。中密，級配良好，磨圓度中等，圓礫呈次渾圓、次棱角狀。

2．2、地基基礎檢測

為查明該綜合樓地基基礎現狀，沿建筑物外墻邊緣布置1個探槽（TC），3個水泥粉噴樁鉆芯取樣鉆孔（ZK1、ZK2、ZK3），3個樁間土原位測試鉆孔（ZK4、ZK5、ZK6），查明筏板厚度、墊層厚度、處理寬度、壓實系數及水泥粉噴樁處理質量等。經開剖調查，該綜合樓基礎為鋼筋混凝土平板式片筏基礎，地基處理采用水泥粉噴樁復合地基，筏板層面埋深為1.4～1.6m，筏板厚度為0.38～0.40m，筏板的處理范圍外墻外邊緣外延寬度為1.35m。檢測結果表明，褥墊層材料及壓實系數等均不滿足設計要求；所抽檢的水泥粉噴樁樁長、樁底持力層等基本滿足設計要求；所抽檢的水泥粉噴樁樁身均連續，未發現斷樁，巖芯多呈半柱狀或柱狀，完整性較差；所抽檢的水泥粉噴樁樁身強度較低，離散度較大；水泥粉噴樁復合地基樁間土處理效果（特別是11.5m以下）較差；水泥粉噴樁復合地基軟弱下臥層承載力及復合地基變形驗算均滿足要求。

2.3、變形觀測

（1）、相對沉降觀測

采用水準儀對綜合樓進行相對沉降觀測。地基基礎不均勻沉降具有北側重，南側輕，兩端輕，中部嚴重的特點。檢測結果表明，綜合樓地基基礎的傾斜為0.6～8.5‰，基礎最大局部傾斜8.5‰，不滿足規范要求。

（2）、累計沉降觀測

為了對綜合樓總體沉降趨勢做出準確判定，以綜合樓原設置的7個沉降觀測點（永久性）為基準，采用水準儀對綜合樓進行沉降觀測，將本次沉降觀測數據與2008年6月沉降觀測數據進行對比。該綜合樓7個觀測點累計沉降值見下表：

累計沉降觀測結果表明，該綜合樓2008年6月至檢測鑒定時（2011年5月）地基累計沉降為-4～-26mm，地基基礎沉降有收斂趨勢，但未完全收斂。

（3）、傾斜觀測

采用經緯儀對綜合樓頂點位移進行了觀測，綜合樓頂點位移為45mm～185mm之間，整體傾斜率為1.83‰～7.53‰，不滿足規范要求。

2.4、上部承重結構

（1）、混凝土強度、鋼筋配置、截面尺寸檢測

根據規范要求及現場實際情況，混凝土強度檢測抽取150個構件，鋼筋配置檢測抽取200個構件，截面尺寸測量抽取160個構件。檢測結果表明，45根框架柱、37道現澆梁混凝土強度不滿足設計要求，現澆板混凝土強度均滿足設計要求；主筋配置數量均滿足設計要求、41個構件保護層厚度不滿足規范要求；42個構件截面尺寸不滿足規范要求。

2.4、裂縫檢測

（1）、填充墻體裂縫

根據現場調查，填充墻體不同程度受損，具有如下特點和規律：

①、從裂縫輕重程度來看：墻體均出現不同程度裂縫，具有下層重，上層輕的特點。

②、從裂縫出現的部位來看：絕大多數裂縫出現在框架梁、框架柱與填充墻連接處和窗間墻、窗肚墻、門窗洞口及消火栓的四周部位。

③、從裂縫的形狀來看：大部分裂縫為“×”形，框架梁、框架柱與填充墻連接處為“∏”形，部分為水平裂縫、斜向裂縫、垂直裂縫。

④、從裂縫開展程度來看：大部分裂縫寬度在0.3～5.0㎜之間，個別達到10.0㎜，在一～四層填充墻體上有相當數量裂縫貫穿墻體。

（2）、框架梁裂縫

根據現場調查，裂縫具有如下特點，裂縫主要集中在一～四層，其中三層出現裂縫的框架梁最多；從裂縫形態來看，多數為斜向裂縫，且貫穿整個梁高；從裂縫開展程度來看，裂縫寬度在0.05～1.2㎜之間。從裂縫的分布部位看，裂縫主要集中在整個D軸及靠近D軸一側的框架梁上，縱向框架梁上裂縫多于橫向框架梁裂縫。

（3）框架柱裂縫

根據現場調查，裂縫主要集中在一～二層，一層23×D、30×D框架柱裂縫出現在柱根部，一層D×12框架柱裂縫出現在柱頂部，為斜向及水平裂縫，裂縫寬度在0.1～0.5之間。二層A×8、A×10、A×12框架柱出現環向水平裂縫，裂縫寬度在0.2～0.5㎜之間。

（4）、現澆板裂縫

根據現場調查，四層B～C×14～16、五層B～C×8～10、六層B～C×2～4現澆板，在跨中出現裂縫，寬度在0.05～0.2㎜之間。

（5）、樓梯間裂縫

根據現場調查，部分樓梯梁、梯板及休息平臺板出現裂縫，在一層～三層梯板及休息平臺發現存在不同程度的裂縫；大部分裂縫寬度在0.1～1.0㎜之間。

2.6、現場其它情況核查

（1）、在樓梯間部位原設計設有電梯井，為剪力墻結構。通過現場核查，施工中取消電梯井結構部分。

（2）、一～二層A～B軸之間原設計設有200×200㎜構造柱，現場檢測發現，一層A～B軸之間2、6、8、12、14、18、21、25、27、31軸線處構造柱取消，二層相同位置未設置構造柱。

（3）通過現場檢測發現，多數填充墻由加氣混凝土塊與粘土磚混合砌筑，不符合原設計“框架填充墻用加氣砼砌塊”的要求。

3、結構抗震鑒定

（1）、結構體系

該綜合樓為八層框架結構，一、二層層高均為3.6m，三～八層層高為2.9m，建筑總高度為24.75m，總高度規范的規定；長度為71.25m，寬度為13.5m，長度方向設置伸縮縫；該綜合樓平面呈“一”字型布置，平面較簡單、規則，二～三層間豎向剛度突變較大；取消了電梯井，削弱了結構整體抗側力系統能力。

（2）、構造措施

一～二層構造柱設置不滿足設計要求，部分框架柱、框架梁的截面尺寸不滿足規范要求，框架柱縱向鋼筋配筋率滿足規范要求，部分框架柱箍筋不滿足規范要求，框架梁端縱向受拉鋼筋配筋率滿足規范要求，框架梁箍筋不滿足規范要求。

4、計算復核

采用中國建筑科學研究院多高層PKPM系列結構計算軟件對該綜合樓主體結構進行驗算，構件截面尺寸按設計取值，材料強度值按實測均值取值。驗算結果可知：剪重比滿足規范要求，位移角不滿足規范要求，軸壓比部分不滿足規范要求，框架梁、框架柱承載力各層均存在部分構件抗震承載力不足的情況，現澆板承載力基本滿足規范要求。

5、安全性鑒定評級

將該綜合樓作為一個鑒定單元，綜合地基基礎、上部承重結構的鑒定結果，根據《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB50292-1999）的規定評級如下：

6、震害原因分析

（1）、原設計在建筑物北側每個單元口設置了鋼筋混凝土剪力墻電梯井，施工時取消了鋼筋混凝土剪力墻電梯井，使建筑物抗側移剛度降低，導致建筑物在x、y兩個方向的層間位移均不滿足規范要求。

（2）、底部兩層為商鋪，填充墻較少，比較柔弱，三層以上為住宅，在二～三層間豎向剛度突變。

（3）、該建筑物相鄰柱間沉降差較大，褥墊層材料及壓實系數不滿足設計要求，水泥粉噴樁復合地基樁間土處理效果較差。

（4）、填充墻多數由加氣混凝土塊與粘土磚混合砌筑，兩種材料彈性模量差異較大，地震時變形不協調。

7、適修性評價

根據該綜合樓鑒定結論，應對該綜合樓的適修性進行評價。綜合分析認為，該綜合樓難以改造，適修性差，適修性評為Cr級，應針對加固修復或拆除重建兩方案，經技術、經濟評估后再作選擇。

8、結語

由該綜合樓的安全性鑒定結論可以看出，基礎的不均勻沉降和上部結構的變形對建筑整體承載會產生明顯的影響，導致整個結構產生嚴重的變形與裂縫等病害。故在以后的工程實踐中，對地基基礎的處理和結構選型必須充分重視；在施工過程中應慎重對待結構改動，特別在地震設防區尤為關鍵；同時在決定加固改造時必須進行適修性評價，對加固修復與拆除重建兩方案須經詳細的技術、經濟評估后再作決定。一般來說，從技術的角度上講該綜合樓是可以加固的，也可以在滿足現行規范后進行使用功能的適當轉換；至于是否拆除重建，業主方也可在充分考慮經濟、技術、重要性及使用要求等情況后作出決定。

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