某辦公樓結(jié)構(gòu)安全性檢驗(yàn)(鑒定)分析

胡 艷 紅

(太原市建筑工程質(zhì)量檢測(cè)站，山西 太原 030027)

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某辦公樓結(jié)構(gòu)安全性檢驗(yàn)(鑒定)分析

胡 艷 紅

(太原市建筑工程質(zhì)量檢測(cè)站，山西 太原 030027)

通過調(diào)查某建筑物設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)體的現(xiàn)狀，利用科學(xué)的鑒定方法，從地基基礎(chǔ)與上部承重結(jié)構(gòu)兩方面，對(duì)整個(gè)建筑物進(jìn)行了分析與評(píng)價(jià)，并基于檢測(cè)結(jié)果，提出了建筑加固的建議。

辦公樓，地基基礎(chǔ)，上部承重結(jié)構(gòu)，安全性等級(jí)

1 建筑物概況

某市政府舊辦公樓，位于某市政府大院辦公主樓北側(cè)，為地上4層磚混結(jié)構(gòu)房屋，始建于1979年，1981年投入使用。該辦公樓總長65.4 m，總寬14.5 m，建筑面積約3 984 m2，建筑總高度為13.5 m。該辦公樓除樓梯間衛(wèi)生間外，其余樓(屋)面板均為預(yù)應(yīng)力空心板裝配式，地基處理為450 mm厚三七灰土夯填，基礎(chǔ)為磚砌條形基礎(chǔ)。該建筑抗震設(shè)防類別為丙類，所處地區(qū)基本抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.2g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。

2016年7月該辦公樓西側(cè)部分墻體突然出現(xiàn)裂縫，由于當(dāng)時(shí)出現(xiàn)過跑水事故。

2 鑒定的目的

對(duì)本工程結(jié)構(gòu)的安全性進(jìn)行檢驗(yàn)(鑒定)，為加固方案的制定提供相應(yīng)依據(jù)。

3 檢查、鑒定的方法

3.1 檢查方法

1)地基基礎(chǔ)檢查。

查閱該辦公樓的圖紙，了解該辦公樓的地基基礎(chǔ)狀況。本次鑒定在墻體開裂相對(duì)嚴(yán)重處進(jìn)行開挖檢查，并結(jié)合地基基礎(chǔ)變形在上部結(jié)構(gòu)中的反應(yīng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2)上部承重結(jié)構(gòu)檢查。

a.結(jié)構(gòu)體系基本情況勘察。根據(jù)委托方提供的該住宅樓的施工圖紙，并核實(shí)建筑施工的實(shí)際結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置的情況。

b.結(jié)構(gòu)使用條件調(diào)查核實(shí)。根據(jù)委托方提供的相關(guān)資料，并詢問該建筑物的使用歷史，包括使用功能的改變和加固、維修等情況。

c.材料性能檢測(cè)。該辦公樓為磚混結(jié)構(gòu)房屋，本次檢查采用回彈法對(duì)辦公樓的砌筑砂漿及砌筑磚強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，砂漿強(qiáng)度檢測(cè)按樓層劃分為四個(gè)檢驗(yàn)批，每個(gè)檢驗(yàn)批抽取6片墻進(jìn)行檢測(cè)；砌筑磚強(qiáng)度劃分為兩個(gè)檢驗(yàn)批，1層～2層為一個(gè)檢驗(yàn)批，3層～4層為一個(gè)檢驗(yàn)批，每個(gè)檢驗(yàn)批抽取10片墻進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)上述檢查內(nèi)容的結(jié)果，以及辦公樓各構(gòu)件的結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件截面尺寸、材料強(qiáng)度及使用功能等情況，對(duì)該辦公樓進(jìn)行建模計(jì)算，并結(jié)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的工作狀況，對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力作出判斷。

d.承重結(jié)構(gòu)檢查。對(duì)整幢建筑的結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行全數(shù)檢查，并詳細(xì)記錄裂縫所處位置、走向、寬度、長度等特征。

e.結(jié)構(gòu)側(cè)向位移測(cè)量。依據(jù)JGJ 8—2007建筑變形測(cè)量規(guī)范，對(duì)政府舊辦公樓四個(gè)大角的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移進(jìn)行測(cè)量。

3.2 結(jié)構(gòu)安全性等級(jí)評(píng)定方法

根據(jù)對(duì)該建筑物現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)及觀察結(jié)果，結(jié)合GB 50292—2015民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定，進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性等級(jí)評(píng)定。結(jié)構(gòu)整體安全性(鑒定單元)的評(píng)定根據(jù)地基基礎(chǔ)和上部承重結(jié)構(gòu)兩個(gè)子單元進(jìn)行綜合評(píng)定；上部承重結(jié)構(gòu)按結(jié)構(gòu)承載功能、結(jié)構(gòu)不適于承載的側(cè)向位移、結(jié)構(gòu)整體性三個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)定。

1)地基基礎(chǔ)評(píng)定。

根據(jù)該建筑物的地基基礎(chǔ)質(zhì)量以及上部結(jié)構(gòu)的反應(yīng)進(jìn)行綜合評(píng)定。

2)上部承重結(jié)構(gòu)。

a.結(jié)構(gòu)承載功能。根據(jù)該建筑物的實(shí)際結(jié)構(gòu)布置情況、實(shí)際材料強(qiáng)度，并按實(shí)際構(gòu)造情況，采用中國建筑科學(xué)研究院開發(fā)的結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件PKPM進(jìn)行建模計(jì)算，驗(yàn)算該住宅樓的整體結(jié)構(gòu)承載力。并考慮結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況(位移和裂縫等)，評(píng)價(jià)該住宅樓的結(jié)構(gòu)整體承載功能。對(duì)結(jié)構(gòu)承載功能的安全性等級(jí)進(jìn)行評(píng)級(jí)。

b.結(jié)構(gòu)整體性。根據(jù)該建筑物的實(shí)際結(jié)構(gòu)布置，構(gòu)件連接情況、構(gòu)造情況，評(píng)定該結(jié)構(gòu)按結(jié)構(gòu)整體性的安全性等級(jí)。

c.不適于繼續(xù)承載的側(cè)向位移。通過對(duì)結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)向位移的測(cè)量數(shù)據(jù)，評(píng)定該結(jié)構(gòu)按不適于繼續(xù)承載的側(cè)向位移的安全性等級(jí)。

4 檢查結(jié)果

4.1 地基基礎(chǔ)

通過開挖發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)實(shí)際埋深小于設(shè)計(jì)埋深，埋深范圍內(nèi)的墻體也存在裂縫現(xiàn)象，并且上部墻體存在地基基礎(chǔ)變形引起的顯著開裂現(xiàn)象。

4.2 上部承重結(jié)構(gòu)檢查結(jié)果

4.2.1 結(jié)構(gòu)承載功能

1)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力。

結(jié)構(gòu)體系基本情況勘察：該辦公樓為地上4層磚混結(jié)構(gòu)房屋，承重墻體采用青機(jī)磚砌筑，地上1層～4層均采用混合砂漿，外墻及內(nèi)縱墻厚370 mm，橫墻厚240 mm。橫墻軸線間距3.3 m，最大橫墻間距為9.9 m，縱墻每層均設(shè)置圈梁。樓梯間布置于結(jié)構(gòu)平面中部，最大橫墻間距9.9 m。1層～4層結(jié)構(gòu)布置相同，樓(屋)蓋為現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)核查，該住宅樓結(jié)構(gòu)實(shí)際平面布置情況符合設(shè)計(jì)圖紙要求。

材料性能檢測(cè)：

砂漿強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果：采用回彈法進(jìn)行砂漿強(qiáng)度檢測(cè)，據(jù)檢測(cè)結(jié)果換算、推定其推定值(見表1)。

砌體(磚)強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果:采用回彈法進(jìn)行磚強(qiáng)度檢測(cè)，據(jù)檢測(cè)結(jié)果換算、推定其推定值(見表2,表3)。

表1 砌筑砂漿強(qiáng)度推定值 MPa

表2 磚抗壓強(qiáng)度推定等級(jí)

表3 活荷載取值 kN/m2

地震參數(shù)：抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.2g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。

結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算結(jié)果:根據(jù)上述檢測(cè)結(jié)果和計(jì)算參數(shù)，通過結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件PKPM建立該辦公樓的計(jì)算模型，計(jì)算結(jié)果表明：該辦公樓各墻段在豎向靜力荷載作用下的抗力和作用效應(yīng)之比均大于1.0；在地震作用下，1層有少數(shù)墻段、2層～3層多數(shù)墻段的抗力和作用效應(yīng)之比不大于1.0。

2)構(gòu)件構(gòu)造檢查結(jié)果。

a.墻體高厚比。根據(jù)該辦公樓實(shí)際的結(jié)構(gòu)布置建立計(jì)算模型，通過結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件PKPM對(duì)各承重墻體的高厚比進(jìn)行驗(yàn)算，驗(yàn)算結(jié)果為：各承重墻體的高厚比均滿足要求。b.墻體砌筑方式。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)抽查，該辦公樓承重墻體的砌筑方式正確，各承重墻體均未發(fā)現(xiàn)有由于構(gòu)造缺陷引起的裂縫或變形。c.連接狀況。辦公樓西側(cè)部分縱橫墻交接處有通長開裂現(xiàn)象，辦公樓西側(cè)部分預(yù)應(yīng)力混凝土空心板與墻體搭接處水平開裂，預(yù)制板與墻體搭接處未采取拉結(jié)措施，不符合現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)8度地區(qū)采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的構(gòu)造要求。

3)結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，該辦公樓各承重構(gòu)件均未發(fā)現(xiàn)有明顯變形。

4)結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，該辦公樓結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫主要有以下幾類：預(yù)制板拼接處普遍開裂。預(yù)制板與墻體連接處水平開裂，此類裂縫為新近產(chǎn)生的裂縫。溫度變化引起的收縮裂縫：在辦公樓的頂部樓層門洞口及窗洞口角部的斜裂縫或豎裂縫，此類裂縫寬度較小，一般寬度約1.0 mm。地基基礎(chǔ)變形引起的裂縫：辦公樓西側(cè)縱墻普遍開裂，主要為西高東低的斜向裂縫，底部裂縫寬度相對(duì)較大，頂部裂縫寬度相對(duì)較小。辦公樓西側(cè)部分橫墻斜向開裂，裂縫南高北低，1層開裂顯著，裂縫寬度較大，2層開裂比較輕微，3層～4層基本無開裂現(xiàn)象。此類裂縫為新近產(chǎn)生的裂縫。

4.2.2 結(jié)構(gòu)整體性

門窗洞孔邊緣至建筑物轉(zhuǎn)角處的距離不符合；建筑布置和結(jié)構(gòu)體系中主要采用橫墻承重的結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)平面中部局部為框架承重，屬局部內(nèi)框架結(jié)構(gòu)體系不符合；構(gòu)造柱未設(shè)置不符合。

4.2.3 結(jié)構(gòu)側(cè)向位移

對(duì)市政府舊辦公樓四個(gè)大角的頂點(diǎn)位移進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果為1/A處向南位移不符合要求。

5 結(jié)構(gòu)安全性鑒定評(píng)級(jí)

5.1 地基基礎(chǔ)安全性等級(jí)

基礎(chǔ)頂部墻體局部有開裂現(xiàn)象，住宅樓上部結(jié)構(gòu)砌體部分出現(xiàn)寬度大于5 mm的沉降裂縫，最大裂縫寬度達(dá)20 mm，目前尚未穩(wěn)定，該辦公樓建筑地基基礎(chǔ)安全性等級(jí)評(píng)定為Cu級(jí)。

5.2 上部承重結(jié)構(gòu)安全性等級(jí)

上部承重結(jié)構(gòu)的安全性鑒定評(píng)級(jí)，應(yīng)根據(jù)其結(jié)構(gòu)承載功能等級(jí)、結(jié)構(gòu)的整體性等級(jí)以及結(jié)構(gòu)側(cè)向位移等級(jí)的評(píng)定結(jié)果進(jìn)行確定，上述三個(gè)項(xiàng)目的評(píng)定結(jié)果如下：

1)結(jié)構(gòu)承載功能等級(jí)Du級(jí);2)結(jié)構(gòu)整體性等級(jí)Cu級(jí);3)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移等級(jí)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，該辦公樓西南角頂點(diǎn)位移大于GB 50292—2015民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，且根據(jù)裂縫形態(tài)判斷，主要是由于地基基礎(chǔ)變形引起了上部結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)產(chǎn)生位移。該辦公樓結(jié)構(gòu)側(cè)向位移等級(jí)均評(píng)定為Cu級(jí)；4)上部承重結(jié)構(gòu)鑒定結(jié)論(子單元)。根據(jù)對(duì)該辦公樓結(jié)構(gòu)承載功能、結(jié)構(gòu)整體性和結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移的安全性等級(jí)評(píng)定結(jié)果，該辦公樓的上部承重結(jié)構(gòu)(子單元)安全性等級(jí)評(píng)定為Du級(jí)。

5.3 鑒定單元綜合鑒定結(jié)論

根據(jù)辦公樓的地基基礎(chǔ)安全性等級(jí)為Cu級(jí)，上部承重結(jié)構(gòu)安全性等級(jí)為Du級(jí)。辦公樓(鑒定單元)的安全性等級(jí)為Dsu級(jí)。

6 結(jié)論

1)經(jīng)鑒定，辦公樓的結(jié)構(gòu)安全性等級(jí)為Dsu級(jí)。

2)經(jīng)檢查，辦公樓的主要缺陷為：a.墻體砌筑砂漿強(qiáng)度較低，墻體抗震承載力不足；b.辦公樓西側(cè)部分承重墻體由于地基基礎(chǔ)變形而開裂嚴(yán)重，存在安全隱患；c.房屋構(gòu)造措施不符合現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)8度抗震設(shè)防地區(qū)構(gòu)造措施的要求。

7 建議

1)對(duì)市政府辦公樓整體進(jìn)行加固。

2)在加固前應(yīng)對(duì)辦公樓的地質(zhì)情況進(jìn)行補(bǔ)充勘察，并對(duì)辦公樓進(jìn)行持續(xù)性沉降觀測(cè)。

[1] GB 50292—2015，民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] GB 50344—2004，建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] GB/T 50315—2011，砌體工程現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4] GB 50023—2009，建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[5] GB 50009—2012，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].

[6] GB 50011—2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[7] CECS 03：2007，鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程[S].

Analysis on safety inspection(identification) of an office building structure

Hu Yanhong

(TaiyuanConstructionEngineeringQualityInspectionStation,Taiyuan030027,China)

This paper investigated the present situation of a building design drawings and entity, using science identification method, from the foundation and upper bearing structure two aspects, analyzed and evaluated the whole building, based on the test results, put forward the suggestions of building strengthening.

office building, foundation, upper bearing structure, safety grade

2016-11-28

胡艷紅(1977- )，女，工程師

1009-6825(2017)04-0054-02

TU317

A