大西安城市建(構(gòu))筑物病害分布特征淺析★

楊 旭 劉 魁 張 鵬 楊 飛

(1.信息產(chǎn)業(yè)部電子綜合勘察研究院，陜西 西安 710054； 2.四川中成煤田物探工程院有限公司，四川 成都 610072)

大西安城市建(構(gòu))筑物病害分布特征淺析★

楊 旭1劉 魁1張 鵬1楊 飛2

(1.信息產(chǎn)業(yè)部電子綜合勘察研究院，陜西 西安 710054； 2.四川中成煤田物探工程院有限公司，四川 成都 610072)

以西安主城區(qū)為研究范圍，通過(guò)大量的調(diào)查和資料搜集，探索西安建(構(gòu))筑物的病害特征、發(fā)生及形成原因，并對(duì)其在空間上的分布規(guī)律進(jìn)行簡(jiǎn)要論述，使得人們對(duì)于西安主城區(qū)范圍內(nèi)的病害建筑有一定認(rèn)識(shí)，防控病害建筑的發(fā)生與發(fā)展，減少不必要的人民生命及財(cái)產(chǎn)損失。

病害建筑，地基失穩(wěn)，濕陷性黃土，飽和軟黃土

1 概述

人類(lèi)在生產(chǎn)和生活中，建設(shè)了大量的建(構(gòu))筑物，一些建(構(gòu))筑物在建設(shè)和使用過(guò)程中發(fā)生了變形和破壞，輕者影響正常使用，嚴(yán)重者會(huì)喪失其基本的功能[1]，究其根本原因主要有三個(gè)方面：地基因素、房屋自身結(jié)構(gòu)方面和人為因素[2]。西安作為十三朝古都和國(guó)家副中心級(jí)城市在未來(lái)會(huì)扮演越來(lái)越重要的角色，因此對(duì)西安病害建(構(gòu))筑物進(jìn)行研究很有必要。本文以西安主城區(qū)為主，覆蓋大西安范圍，廣泛搜尋、調(diào)查大西安的病害建筑物，以最大限度地獲取大西安病害建筑物的形態(tài)、程度及所在位置；對(duì)于所搜集獲取的病害建筑物資料，分析篩選，歸納分類(lèi)，為病害區(qū)域分劃提供依據(jù)，在此基礎(chǔ)上初步總結(jié)出大西安范圍內(nèi)病害建筑在時(shí)間上和空間上分布的規(guī)律，并針對(duì)不同的病害建筑提出相對(duì)應(yīng)的治理建議。

2 西安病害建筑形成的原因

2.1主觀原因

西安地處關(guān)中平原渭河斷陷盆地的中部，基底構(gòu)造復(fù)雜，潛伏著構(gòu)造活動(dòng)背景，區(qū)內(nèi)分布著活動(dòng)斷裂，在復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境及人類(lèi)活動(dòng)的共同作用下，在西安、咸陽(yáng)等地區(qū)還分布著國(guó)內(nèi)其他大城市極為罕見(jiàn)的地裂縫，在山前及黃土塬邊還存在著滑坡、崩塌及泥石流的風(fēng)險(xiǎn)，可見(jiàn)其地質(zhì)環(huán)境之復(fù)雜[3]。同時(shí)，區(qū)內(nèi)各種特殊巖土均有分布，濕陷性黃土、飽和軟黃土[4,5]、人工填土、地震液化砂土[6]等分布廣、變化大，這些因素都為病害建筑的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。

2.2客觀原因

西安范圍內(nèi)病害建筑的客觀原因和其他地區(qū)基本一致，歸納起來(lái)有以下七點(diǎn)：城建規(guī)劃中的問(wèn)題、場(chǎng)地勘察中的問(wèn)題、建筑設(shè)計(jì)中的問(wèn)題、建筑施工中的問(wèn)題、建設(shè)管理中的問(wèn)題、建筑使用過(guò)程中的問(wèn)題、人為因素[1]。

3 西安病害建筑的分布特征

對(duì)于病害建筑分布特征與形成條件的分析，有助于人們進(jìn)一步提高對(duì)大西安范圍內(nèi)的病害建筑的認(rèn)識(shí)，掌握區(qū)內(nèi)病害建筑的分布規(guī)律，防控病害建筑的發(fā)生與發(fā)展。更重要的是有利于提前預(yù)防病害建筑的產(chǎn)生，減少不必要的人民生命及經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失，促進(jìn)區(qū)內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。

3.1病害建(構(gòu))筑物空間分布規(guī)律

根據(jù)我院收集到的231份病害資料，病害建筑多集中在多層建筑中，高層建筑產(chǎn)生病害的較少，且空間上以主城區(qū)居多，南郊、北郊以及高新等相對(duì)較少，見(jiàn)圖1和圖2。

從圖1和圖3中我們可以看到在收集的231份病害資料中，雁塔區(qū)的病害建筑最多，達(dá)到106個(gè)占所收集資料總數(shù)的48%，其次是碑林區(qū)36個(gè)，占收集資料的16%，新城區(qū)27個(gè)，占收集資料的12%，蓮湖區(qū)21個(gè)，占收集資料的9%，未央?yún)^(qū)9個(gè)，占收集資料的4%，長(zhǎng)安區(qū)8個(gè)，占收集資料的3.8%，高新區(qū)2個(gè)，占收集資料的1%。

從圖2和圖3中我們可以知道在大西安范圍內(nèi)的建筑物病害程度中，病害較嚴(yán)重的建筑在收集的資料中所占比重是最大的，且主要集中在雁塔區(qū)，病害建筑較嚴(yán)重的數(shù)量達(dá)到74個(gè)，占大西安搜集病害資料的33.18%；其次是病害嚴(yán)重的建筑，主要集中在蓮湖區(qū)和雁塔區(qū)，分別為15個(gè)和14個(gè)，占大西安搜集病害資料的6.73%和6.28%；病害一般建筑主要以碑林區(qū)居多，達(dá)到16個(gè)，占大西安搜集病害資料的7.17%；病害輕微建筑以雁塔區(qū)最多，達(dá)到18個(gè)，占大西安搜集病害資料的8.07%。

3.1.1與病害建(構(gòu))筑物所在地區(qū)地層有關(guān)

從地層分析，圖1中可以發(fā)現(xiàn)在大西安范圍內(nèi)病害最嚴(yán)重的兩個(gè)區(qū)分別是雁塔區(qū)和碑林區(qū)，這與其地層有相當(dāng)大的關(guān)系。從《西安城市第四紀(jì)地質(zhì)地貌圖》[7]中可以發(fā)現(xiàn)，這兩個(gè)區(qū)第四紀(jì)地貌上主要為少陵塬，其地層為填土、黃土和古土壤，而黃土具有強(qiáng)烈的濕陷性，結(jié)合調(diào)查資料可知，大多數(shù)建筑雖然在建設(shè)初期進(jìn)行了濕陷性處理，但由于戶(hù)外防水或地下管道破裂等原因，造成地表水下滲到地基土體中，使得地基土長(zhǎng)期浸泡在水中，從而導(dǎo)致建筑物發(fā)生不均勻沉降，造成上部建筑開(kāi)裂，影響正常使用。未央?yún)^(qū)、長(zhǎng)安區(qū)以及高新區(qū)病害建筑的數(shù)量相對(duì)較少的是因?yàn)檫@幾個(gè)區(qū)的開(kāi)發(fā)相對(duì)于主城區(qū)較晚，且隨著工程技術(shù)手段的進(jìn)步，以及高層建筑的出現(xiàn)，地基處理相對(duì)于多層建筑復(fù)雜的多，加之地層方面的原因，使得這幾個(gè)區(qū)的病害建筑較少。

3.1.2與病害建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)形式有關(guān)

從資料分析可以看到，大西安范圍內(nèi)的病害建筑呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，大致是圍繞主城區(qū)向外擴(kuò)展，越靠近主城區(qū)附近病害建筑越多，遠(yuǎn)離主城區(qū)范圍內(nèi)病害建筑相對(duì)較少，造成這種現(xiàn)象的原因主要是由于早期的建筑多是單層或多層建筑，且基礎(chǔ)形式多是剛性的條形基礎(chǔ)，地基處理技術(shù)相對(duì)比較落后，建筑物防水等都存在很大的隱患，因此造成早期的建筑物病害比較多，隨著后來(lái)科技的發(fā)展，高層、超高層建筑的不斷出現(xiàn)，地基處理一般都是采用樁基進(jìn)行處理，與早期相比，基礎(chǔ)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性都有了很大的提高，因此現(xiàn)在的建筑地基基礎(chǔ)產(chǎn)生病害的較少。

3.2病害建(構(gòu))筑物時(shí)間分布規(guī)律

根據(jù)我院收集到的231份病害資料(其中西安主城區(qū)病害資料223份，周邊市區(qū)8份)，病害建筑多集中在多層建筑中，高層建筑產(chǎn)生病害的較少，且時(shí)間上主要集中在20世紀(jì)90年代建造的建筑物上，數(shù)量118個(gè)，占到西安主城區(qū)病害建筑的53%，其次是50年代,60年代建造的建筑物，數(shù)量53個(gè)，占到西安主城區(qū)病害建筑的24%，70年代,80年代建造的建筑物病害數(shù)量36個(gè)，占到西安主城區(qū)病害建筑的16%，2000年以后修建的病害建筑13個(gè)，占到西安主城區(qū)病害建筑調(diào)查的6%，50年代以前修建的建筑物病害相對(duì)較少，僅有3個(gè)，占到西安主城區(qū)病害建筑調(diào)查的1%，具體見(jiàn)圖4。

3.3病害建(構(gòu))筑物損壞程度分析

病害建筑破壞是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，為了能夠真實(shí)的反映大西安范圍內(nèi)病害建(構(gòu))筑物的真實(shí)損壞程度，選取了對(duì)建(構(gòu))筑物變形影響較大的幾個(gè)因子采取層次分析法對(duì)收集的病害建(構(gòu))筑物進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果按照損壞嚴(yán)重程度將大西安范圍內(nèi)的病害建筑分為輕微、一般、較嚴(yán)重和嚴(yán)重四個(gè)等級(jí)，具體見(jiàn)表1。

4 結(jié)論及治理建議

4.1結(jié)論

綜上所述對(duì)大西安范圍內(nèi)的病害建筑依據(jù)損壞程度可劃分為病害輕微、病害一般、病害較嚴(yán)重、病害嚴(yán)重四個(gè)等級(jí)，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)研究區(qū)域內(nèi)建筑病害主要集中在雁塔區(qū)，且病害損壞以較嚴(yán)重居多，老城區(qū)附近病害建筑相對(duì)于新興的區(qū)域較多；造成建筑病害的因素多種多樣，主要有設(shè)計(jì)不合理造成的病害，自來(lái)水管漏水造成的地基不均勻沉降引發(fā)的建筑病害，施工擾動(dòng)造成的建筑病害以及年代久遠(yuǎn)等。

表1 病害建筑損壞表

4.2治理建議

病害建筑治理應(yīng)首先分析病害原因，判斷病害事故對(duì)建筑整體結(jié)構(gòu)安全及建筑物正常使用的影響，采取安全、快速、施工方便、經(jīng)濟(jì)的治理方案[8]，具體如下：

1)對(duì)于多層建筑病害輕微的和病害一般的，可以進(jìn)行維修加固處理，對(duì)于病害較嚴(yán)重的和病害嚴(yán)重的建議拆除，重新進(jìn)行勘察、設(shè)計(jì)。

2)對(duì)于高層建筑(尤其是采用樁基礎(chǔ)的高層建筑物)病害輕微的和病害一般的，在不影響正常使用的功能的前提下，可以不予理會(huì)；對(duì)于病害較嚴(yán)重的或病害嚴(yán)重的高層建筑，建議采取糾偏措施進(jìn)行處理，一般常采用錨桿靜壓樁或者基礎(chǔ)托換進(jìn)行處理。

[1] 李啟民，何新東.建筑物糾偏工程設(shè)計(jì)與施工[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

[2] 董 軍，鄧洪州，馬 星,等.地基不均勻沉降引起上部鋼結(jié)構(gòu)損壞的非線性全過(guò)程分析[J].土木工程學(xué)報(bào)，2000,33(2)：101-106.

[3] 薄 峰.城市建設(shè)地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)——以西安市區(qū)為例[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2014.

[4] 任湗華，李忠明.濕陷性黃土地區(qū)人工湖滲漏引發(fā)的環(huán)境工程地質(zhì)問(wèn)題——談西安興慶湖對(duì)湖周邊建筑地基條件的影響[J].西北建筑與建材，2003，4(99)：26-27.

[5] 于國(guó)新，白明洲，許兆義.西安地區(qū)飽和軟黃土工程地質(zhì)特征研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2006,14(2):1004-1005.

[6] 張永鏡.西安市地震小區(qū)劃工程地質(zhì)分區(qū)研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué),2010.

[7] 西安城市規(guī)劃局.西安城市工程地質(zhì)圖集[M].西安:西安地圖出版社，1998.

[8] 徐至鈞，易亞?wèn)|，李 景.建(構(gòu))筑物移位糾傾增層改造加固實(shí)用手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

TheresearchonurbanarchitectureorbuildingdiseasedistributionofXi’an★

YangXu1LiuKui1ZhangPeng1YangFei2

(1.ElectionicComprehensiveSurveyInstituteoftheMinistryIndustry,Xi’an710054,China； 2.ZhongchengCoalfieldGeophysicalProspectingEngineeringCo.,Ltd,ofSichuanProvince,Chengdu610072,China)

The paper take Xi’an city as the research scope, colleting a large number of data and investigation, which to explore urban architecture or building disease distribution of Xi’an. Except that, the paper also finding out its distribution in space and briefly discussing. What’s more, it making people have a certain understanding for urban architecture or building disease distribution of Xi’an, and controlling or avoiding the disease’s happen, meanwhile reducing unnecessary people’s lives and property losses.

disease building, foundation instability, collapsible loess, saturated soft loess

1009-6825(2017)29-0073-02

2017-08-03 ★：2011年陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計(jì)劃(2011KTZB03—02—04)

楊 旭(1985- )，男，碩士，工程師

TU746

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