薛云崗
鑒于汶川地震中學(xué)校建筑破壞嚴(yán)重,人員傷亡較多,國(guó)家在地震后不久頒布了GB 50223-2008建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)和GB 50011-2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(2008年版),規(guī)定了學(xué)??拐鹪O(shè)防類(lèi)別不應(yīng)低于重點(diǎn)設(shè)防類(lèi),即由原來(lái)的丙類(lèi)提高到了乙類(lèi),提高了學(xué)校建筑的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。今年又發(fā)布了GB 50011-2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,本文結(jié)合GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)、GB 50023-2009建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)、GB 50011-2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)學(xué)校建筑檢測(cè)鑒定工作進(jìn)行一些探討。
某教學(xué)樓建于1980年,結(jié)構(gòu)形式為磚混結(jié)構(gòu),建筑層數(shù)為4層(兩端部分為3層)。建筑總長(zhǎng)為69.88 m,總寬為15.9 m,建筑面積為4 320 m2,建筑總高度為15.65 m。建筑物呈東西走向,采用縱、橫墻承重體系;樓、屋蓋為預(yù)制混凝土空心板(局部現(xiàn)澆);基礎(chǔ)形式為石砌條形基礎(chǔ),基礎(chǔ)下部設(shè)有300 mm厚灰土墊層。
建筑所在地區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度,設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.2g,建筑設(shè)防類(lèi)別為乙類(lèi)。依據(jù)GB 50023-2009建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,該樓建于1980年,后續(xù)使用年限取40年,應(yīng)劃分為B類(lèi)建筑。
通過(guò)開(kāi)挖探井進(jìn)行檢測(cè),該樓基礎(chǔ)形式為石砌條形基礎(chǔ),基礎(chǔ)埋深為室外地坪以下1.0 m,基礎(chǔ)寬度為1.37 m;基底設(shè)有250 mm厚灰土墊層,寬出基礎(chǔ)130 mm;設(shè)有一道380 mm高混凝土地圈梁;基礎(chǔ)基本完好,未發(fā)現(xiàn)腐爛、酥裂、爛根現(xiàn)象,基礎(chǔ)下部為粉土,無(wú)不良地質(zhì)條件,地基無(wú)靜載缺陷。
對(duì)砌筑磚進(jìn)行檢測(cè)評(píng)定,實(shí)測(cè)磚標(biāo)號(hào)均能滿(mǎn)足原設(shè)計(jì)75號(hào)的要求,實(shí)測(cè)砂漿強(qiáng)度為 M1.0-1.7,最高為 M1.7,不滿(mǎn)足原設(shè)計(jì)要求?,F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)表明:砌筑磚表觀較好,僅局部存在破損現(xiàn)象,砌筑砂漿質(zhì)量較差,表面空洞較多、不飽滿(mǎn)。
對(duì)該樓構(gòu)造柱、圈梁的混凝土強(qiáng)度采用鉆芯檢測(cè),抽檢結(jié)果表明:芯樣混凝土抗壓強(qiáng)度離散性較大,最低值為16.4 MPa,最大值為39.0 MPa,不符合原設(shè)計(jì)200號(hào)要求。
我院人員采用TDJ2E型經(jīng)緯儀對(duì)該樓四角進(jìn)行傾斜觀測(cè)。從觀測(cè)結(jié)果可知:中部四層結(jié)構(gòu)最大側(cè)移為向西56 mm,該樓總高度為15.65 m,結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀側(cè)向位移滿(mǎn)足GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)第6.3.5條關(guān)于“各類(lèi)結(jié)構(gòu)不適于繼續(xù)承載的側(cè)向位移:砌體結(jié)構(gòu)多層建筑H/250或>90”的規(guī)定。
對(duì)該樓進(jìn)行結(jié)構(gòu)普查發(fā)現(xiàn),墻體、大梁、樓板上沒(méi)有明顯的受力裂縫,室內(nèi)墻體抹灰層普遍存在掉皮現(xiàn)象,衛(wèi)生間墻體局部存在堿蝕、泛潮現(xiàn)象;屋頂局部存在漏雨跡象,墻皮潮濕;構(gòu)造柱混凝土多蜂窩、空洞。
從基礎(chǔ)開(kāi)挖情況來(lái)看,基礎(chǔ)未有腐蝕、酥裂、爛根現(xiàn)象,表觀質(zhì)量尚可:從一層墻體上來(lái)看,未發(fā)現(xiàn)有明顯的不均勻沉降裂縫,但西端三層與中部四層之間變形縫有變寬的趨勢(shì),存在一定的安全隱患。因此依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)之規(guī)定,地基基礎(chǔ)安全性評(píng)定為Cu級(jí)。
從現(xiàn)場(chǎng)檢查情況來(lái)看,該樓樓板表觀質(zhì)量較好,未發(fā)現(xiàn)明顯的下?lián)?、開(kāi)裂現(xiàn)象;墻體砌筑質(zhì)量較差,砂漿酥松、多空洞,強(qiáng)度很低;圈梁、構(gòu)造柱混凝土表觀質(zhì)量較差,存在離析現(xiàn)象,表面呈蜂窩狀,個(gè)別芯樣表面存在裂紋,因此依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)之規(guī)定評(píng)定為Cu級(jí)。
從現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)鑿墻皮檢查發(fā)現(xiàn),該樓圈梁、構(gòu)造柱設(shè)置比較完整,樓梯間四角及縱橫墻交接處均設(shè)有構(gòu)造柱,每層縱橫墻上均設(shè)有圈梁,但混凝土表觀質(zhì)量差,強(qiáng)度低,因此依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)之規(guī)定評(píng)定為Cu級(jí)。
從觀測(cè)結(jié)果可知:最大傾斜量為56 mm,未超過(guò)規(guī)范規(guī)定的不適于繼續(xù)承載的側(cè)向位移,但傾斜量偏大,因此依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)之規(guī)定評(píng)定為Cu級(jí)。
根據(jù)地基基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件、結(jié)構(gòu)整體性、上部結(jié)構(gòu)側(cè)向位移的評(píng)級(jí)結(jié)果,依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)之規(guī)定,綜合評(píng)定教學(xué)樓的安全性等級(jí)為Csu級(jí)。
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查可知,該樓表觀質(zhì)量較好,未發(fā)現(xiàn)墻體、樓板有明顯裂縫及變形,僅屋頂存在局部漏雨現(xiàn)象,衛(wèi)生間墻體存在堿蝕、泛潮現(xiàn)象,因此該樓正常使用性評(píng)定為Bss級(jí)。
根據(jù)結(jié)構(gòu)安全性與正常使用性評(píng)級(jí)結(jié)果,依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)之規(guī)定,綜合評(píng)定教學(xué)樓的可靠性等級(jí)為Ⅲ級(jí),即可靠性不符合本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)Ⅰ級(jí)的要求,顯著影響整體承載功能與使用功能,應(yīng)采取措施,且可能有極少數(shù)構(gòu)件必須立即采取措施。
依據(jù)GB 50023-2009建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,該教學(xué)樓建于1980年,后續(xù)使用年限取40年,應(yīng)劃分為B類(lèi)建筑,按B類(lèi)砌體房屋進(jìn)行抗震鑒定。同時(shí),該樓屬于學(xué)生教學(xué)用房,依據(jù)GB 50223-2008建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)之規(guī)定,其抗震設(shè)防類(lèi)別屬于重點(diǎn)設(shè)防類(lèi),簡(jiǎn)稱(chēng)乙類(lèi),該樓應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度1度的要求核查其抗震構(gòu)造措施。因此,該樓的抗震鑒定應(yīng)按照8度區(qū)B類(lèi)砌體房屋的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
1)該樓層數(shù)為4層(局部3層),總高度為15.65 m,不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定8度區(qū)教學(xué)樓層數(shù)不超過(guò)4層,高度不超過(guò)12 m的要求。2)房屋抗震橫墻最大間距為9.9 m,不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定乙類(lèi)建筑不大于7 m的要求。3)房屋高寬比15.65 m/16.4 m=0.95,符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不宜大于1.5的要求。4)墻體的砌筑砂漿實(shí)際達(dá)到的強(qiáng)度等級(jí)很低,不滿(mǎn)足原設(shè)計(jì)要求,也未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不應(yīng)低于M2.5要求;砌筑磚實(shí)際標(biāo)號(hào)大于75號(hào),滿(mǎn)足原設(shè)計(jì)要求,符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不應(yīng)低于MU7.5的要求;抽檢的圈梁、構(gòu)造柱混凝土芯樣抗壓強(qiáng)度均能滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不應(yīng)低于C15的要求。5)教學(xué)樓等橫墻較少、跨度較大的房間,宜為現(xiàn)澆或裝配整體式樓、屋蓋,該樓、屋蓋采用預(yù)制空心板(局部現(xiàn)澆),不符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。6)該樓樓梯間四角及縱橫墻交接處均設(shè)有構(gòu)造柱,符合標(biāo)準(zhǔn)要求。7)該樓圈梁設(shè)置完整、閉合,符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
教學(xué)樓抗震構(gòu)造措施有多項(xiàng)不滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求,第一級(jí)鑒定不滿(mǎn)足抗震鑒定要求。
地震參數(shù)選取:抗震設(shè)防烈度為8度,設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.2g,地震分組為第一組。
采用PKPM程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算,從計(jì)算結(jié)果可知該結(jié)構(gòu)墻體抗震承載能力不滿(mǎn)足現(xiàn)行規(guī)范的要求。
1)教學(xué)樓可靠性等級(jí)為Ⅲ級(jí)。即可靠性不符合本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)Ⅰ級(jí)的要求,顯著影響整體承載功能與使用功能,應(yīng)采取措施,且可能有極少數(shù)構(gòu)件必須立即采取措施。2)教學(xué)樓綜合抗震能力不滿(mǎn)足抗震要求,應(yīng)采取加固或其他相應(yīng)措施。
根據(jù)以上檢測(cè)鑒定的結(jié)論,按照安全、合理、經(jīng)濟(jì)的原則進(jìn)行了加固方案的設(shè)計(jì)。加固方法為:
1)對(duì)該建筑墻體采用鋼筋混凝土板墻和鋼筋網(wǎng)抹灰進(jìn)行加固;
2)在縱橫墻交接處增設(shè)配筋,構(gòu)成暗構(gòu)造柱;
3)在預(yù)制樓板下增設(shè)角鋼支撐,增加樓板的支撐長(zhǎng)度。
用新規(guī)范,從結(jié)構(gòu)的可靠性和抗震性能兩方面對(duì)校舍進(jìn)行全面檢測(cè)和鑒定,既反映了校舍的結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀可靠性,又明確了結(jié)構(gòu)的抗震性能,為校舍的加固改造提供了科學(xué)的依據(jù)。通過(guò)檢測(cè)和加固設(shè)計(jì)施工,使中小學(xué)校舍更加安全可靠,能夠達(dá)到規(guī)范規(guī)定的乙類(lèi)設(shè)防要求。
[1] GB 50292-1999,民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].
[2] GB 50023-2009,建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].
[3] GB 50011-2010,建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].
[4] GB 50223-2008,建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)[S].