某教學(xué)樓的抗震檢測(cè)鑒定研究

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)防類別不應(yīng)低于重點(diǎn)設(shè)防類，即由原來(lái)的丙類提高到了乙類，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。

1 工程概況

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)防類別為乙類。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類建筑。

2 檢測(cè)內(nèi)容

2.1 地基基礎(chǔ)檢測(cè)

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。

2.2 材料強(qiáng)度檢測(cè)

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。

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。

2.3 傾斜測(cè)量

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。

2.4 結(jié)構(gòu)表觀質(zhì)量檢查

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。

3 結(jié)構(gòu)可靠性鑒定

3.1 地基基礎(chǔ)安全性評(píng)級(jí)

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)。

3.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全性評(píng)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)。

3.3 結(jié)構(gòu)整體性評(píng)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)。

3.4 上部結(jié)構(gòu)側(cè)向位移評(píng)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)。

3.5 鑒定單元安全性評(píng)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)。

3.6 鑒定單元正常使用性評(píng)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)。

3.7 鑒定單元可靠性評(píng)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。

4 結(jié)構(gòu)抗震性能鑒定

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類建筑，按B類砌體房屋進(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)防分類標(biāo)準(zhǔn)之規(guī)定，其抗震設(shè)防類別屬于重點(diǎn)設(shè)防類，簡(jiǎn)稱乙類，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類砌體房屋的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

4.1 第一級(jí)鑒定

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)不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，第一級(jí)鑒定不滿足抗震鑒定要求。

4.2 第二級(jí)鑒定

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足現(xiàn)行規(guī)范的要求。

5 鑒定結(jié)論

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足抗震要求，應(yīng)采取加固或其他相應(yīng)措施。

6 加固設(shè)計(jì)

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。

7 結(jié)語(yǔ)

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)防分類標(biāo)準(zhǔn)［S］.