□ 刊发于《中外建筑》
2005年第3期
□ 阅读次数：10046
□ 现有评论：0
□ 查看/发表评论 |
|
|
砖混结构住宅楼沉降与倾斜的检测及评定
欧阳中意
|
Examination and assessment of residence building's steelement and gradient
欧阳中意
Ouyang Zhongyi
摘 要： 通过对职工住宅楼的检测、鉴定、分析、计算，全面分析了该建筑物沉降与倾斜的原因，确定房屋损伤的程度，提出了治理的方案。
关键词：沉降； 倾斜； 地质勘察； 承载力； 加固
Abstract: By the test, appraisal,analysis and calculation,it analysed the cause of the dwelling house's subsidence and slant roundly and confirmed its damage.At the same time,it brought forth the project to deal with the case mentioned above.
Key words: subsidence，slant， geologic reconnaissance， carrying ca－pacity， reinforcement
中图分类号：TU433
文献标识码：B
文章编号：1008-0422(2005)03-0093-02
1 概况
某局的职工住宅楼，主体共六层（包括底层架空层）采用砖混结构，东西方向总长46.8m（注：原设计为46m），南北方向总宽9.3m，房屋最大开间5.1m，最大进深5.5m，层高3m，属横墙承重为主的混合承重体系。该房屋1998年开始施工，2000年建成投入使用后不久就出现整体不均匀沉降及倾斜，局部墙体开裂。为保证结构安全，故进行检测分析和治理。
2 检测及检查内容
2.1地质补充勘察
2001年12月由某水电勘察设计院进行了补充地质勘察，其基本结论如下：
2.1.1建筑场地为软土层，软土厚度大，含水量大，压缩性高，承载力较低；
2.1.2土层不同部位的物理力学性能有很大差异；
2.1.3房屋建在0.6~1.1m较佳软土层上，但其下部仍为软塑———流塑状软土，承载力低于100kPa，故沉降较大。
以上实际情况说明，原设计中地耐力取值不准且土体压缩模量低，是导致建筑物建成后产生不均匀沉降的主要原因。
2.2原设计条件调查
2.2.1设计地耐力标准值为130kPa；
2.2.2基础设计采用钢筋混凝土条形基础，截面控制尺寸为三种：
⑴横墙墙体基础设计采用底宽2300mm，中高600mm，边高250mm，梯形截面地基梁，配纵向主筋为Φ10@150，横向主筋为Φ12@100；
⑵纵墙墙体基础有两种设计采用底宽1200mm，中高600mm，边高250mm；底宽1500mm，中高650mm；边高300mm，梯形截面配纵向主筋为Φ10@200或Φ10@150，横向主筋为Φ12@150或Φ12@100；
2.2.3承重墙体：
⑴基础部位墙厚240mm，设计采用MU10普通烧结砖，M10水泥砂浆砌筑，砌体抗压强度设计值f=1.99×0.85=1.7MPa；
⑵架空层墙体及一至三层墙体，墙厚240mm，设计采用MU10普通烧结砖，M10混合砂浆砌筑，砌体抗压强度设计值f=1.99MPa；
⑶四至六层墙体，墙厚240mm，设计采用MU10普通烧结砖，M7.5混合砂浆砌筑，砌体抗压强度设计值f=1.79MPa；
2.2.4构造柱、圈梁、挑梁
⑴整栋房屋共设构造柱36个，均设置在拐角处和纵横墙交接处。截面尺寸为240×240mm，配置4Φ12主筋，箍筋为Φ6@200，设计混凝土强度等级为C20；
⑵圈梁层层设置，尺寸为240×240mm，配置4Φ12主筋，箍筋为Φ6@200，设计混凝土强度等级为C20；
⑶挑梁，净挑长度为1.8m，截面尺寸为250×350mm，配置主筋为3Φ25+2Φ12，箍筋为Φ8@100，设计混凝土强度等级为C20。
2.3 砌体抗压强度检测
原位检测一层共检测10个测区，共取得160个数据，结果见汇总表表一所示：
实测砌体抗压强度偏低，主要是砌筑砂浆强度等级普遍偏低造成。实测砌体抗压强度值比设计要求值低22.6%。
2.4混凝土抗压强度检测
混凝土强度检测：
⑴±0.00以上，梁、构造柱作抽样检测验证。实测混凝土抗压强度，从抽样四组实测数据分析，均已达到设计强度等级。
⑵±0.00以下，共抽取钻芯样55个，结果表明，有15个样品不能成型，说明基础梁混凝土强度等级有27%无法达到C20要求。
3 按设计条件计算分析
根据《砌体结构设计规范》规定，实查该住宅楼的横墙最大间距，墙体水平截面开洞率，墙厚，横墙长度与高度关系，以及采用混凝土屋面类型等具体控制条件，与规范条件比较，符合刚性方案的设计规定。即结构系统布置合理，结构形式与构件选型基本正确，传力路线明确，结构构造和连接可行。具体计算分析如下：
3.1高厚比验算
Smax = 5.1m，H = 3m，Ho = 0.4S+0.2H = 2.64m， β= Ho/h = 11<22
高厚比验算符合规范规定。
3.2荷载计算
⑴屋面荷载：考虑油毡防水，130厚现浇板，隔热板等按《建筑结构荷载规范》规定取值6.22kN/ m2；屋面不上人，取活载0.7kN/ m2。
⑵楼面荷载：考虑现浇板，瓷砖地面等，取值5.04kN/ m2；取活载2.1kN/ m2。
⑶墙体：按双面粉刷，240mm厚，6.29kN/ m2。
3.3墙体承载力计算分析：墙体承载力分析，按两种情况考虑：
⑴5.1m开间：
屋面、楼面均为现浇混凝土板结构，与墙体连接，其计算模式属四边简支支撑体系，砌体抗压强度按实测f=1.54 MPa进行计算，按《砌体结构设计规范》规定，其控制墙体承载力Nu/N=1.24>1.0。满足设计规定的承载力要求。
⑵3.6m开间：
该开间设计时定为3.4m，后施工中改为3.6m，故墙体承载力按3.6m计算。屋面、楼面均采用单向混凝土预制空心板，与墙体简支相连。其计算模式属两边简支支撑体系，按砌体抗压强度实测值f=1.54MPa进行计算，根据《砌体结构设计规范》规定，其控制墙体承载力Nu/N=1.26>1.0，满足设计规定的承载力要求。
计算结果说明，虽然实测砌体抗压强度值低于设计值，但从承载力讲，尚可满足要求。但砌体的弹性模量降低，根据计算其值为1390/1600=0.868，故其抵抗不均匀变形能力会有所降低。
3.4地基基础承载力计算分析
按《建筑地基基础设计规范》规定，依据设计条件和检测条件，分两种情况评定。
⑴横墙墙体：
±0.00以上，荷载为195kN/m，基础埋深-0.9m，fk=80kPa。
f = fk+ηdγo(d-0.5)=87.57(kPa)根据计算，基础需要宽度B = 2.8m
按设计图纸取用宽度为2.3m，不满足承载力要求。但施工时，改为3.0m，故承载力满足要求。
⑵纵向墙体
±0.00以上，荷载为175kN/m，基础埋深-0.9m，fk=80kPa。
按f = 87.57(kPa)计算,基础需要宽度B=2.51m。
设计图纸取用宽度为1.2m,施工实际宽度为1.5m。按实际宽度1.5m计算分析，说明绝大部分纵墙地基基础承载力不足，偏低40%。
4 住宅楼沉降，倾斜测量
4.1相对不均匀沉降差测量
根据测量，在南北向，1轴～13轴相对不均匀沉降差值变化最大，已超过地基变形允许值一倍。
4.2整体倾斜测量
实测结果见表二所示：
测量结果说明, 21-G点最大倾斜位移为东偏北98.23mm，21-B点最大倾斜位移为东偏北98.90mm。该项结果已超过《地基基础设计规范》规定值的1.4倍。
4.3墙体裂缝测绘从略。
5 不均匀沉降变形产生的原因分析
5.1该住宅楼属于无地质勘察资料条件下进行的设计。 2001年12月补勘资料证实原设计确认的地基承载力标准值130kPa不准，且偏高，同时还验证地质条件复杂，物理力学性能差异大。
按《建筑地基基础设计规范》规定，地基承载力标准值小于130kPa，应作变形验算和变形控制。同时高压塑性软土层，在基础高应力作用下，较大部分沉降变形会在后期发生，同时还会伴有墙体和楼面裂缝产生。原设计方未能充分考虑这一规定和要求。
5.2主体结构静力计算，按规范规定满足承载力要求。
检查整体房屋高宽比，长宽比，横墙承重间距，主体结构几何形心与重心的偏心率等，也满足7度设防要求和控制条件。故±0.00以上主体结构静力计算设计是符合设计规范要求的。但±0.00以下地耐力确定不准（而图纸未作正式签章），特别是纵向墙体基础承载力严重不足，其偏差40%是引发不均匀沉降的直接原因。
5.3施工质量问题
⑴砌体强度检查发现，以首层为准，砌筑砂浆强度普遍偏低，致使砌体抗压强度实测值均达不到砌体设计值要求。平均相差22.6%。
⑵地基基础施工中，根据竣工图，控制截面有改变。
A、横墙采用底宽3.0m，中高650mm，边高300mm，梯形截面，配筋未变。即底宽由2.3m增大至3.0m，边高及中高截面均加厚50mm；
B、 纵墙采用底宽1.5m，即由原设计1.2m，增大至1.5m，其他参数未变。
⑶基坑开挖探察证实，基础尺寸基本符合原竣工图。
6 结论与建议
6.1住宅楼地基因设计承载力取值偏高，已造成不均匀沉降和倾斜，其沉降最大值和倾斜值已超出国家设计规范和鉴定标准控制要求的规定，危及结构正常使用，必须进行综合加固和治理。
6.2房屋平面尺寸与原设计不符
根据原设计图纸，该房屋东西向1～21轴轴线总尺寸应为46m，但施工过程中却自行改为46.8m。
根据施工竣工图及实际测量，原设计中四个3.4m的开间在施工中均改为3.6m。经校核，这一改动，直接增加了四个开间的横墙墙体工作应力，并导致与该横墙拉结的纵墙整体刚度降低12%。
6.3基础混凝土强度等级与原设计不符
根据设计图纸，基础混凝土强度等级应为C20。但通过大量的基础混凝土钻芯取样表明：占取样总数27%的混凝土不能成型，内部蜂窝较多，振捣明显不密实，配比随意性较大，无法达到C20的设计强度。
由于以上缺陷，导致了基础承载力和基础抵抗地基不均匀沉降变形能力的降低，房屋整体刚度被严重削弱，并对主体结构的正常使用造成了影响。
6.4架空层墙体砂浆强度等级与原设计不符
根据原设计图纸，砂浆强度等级应为M10。但通过现场10个测区的检测表明：砂浆的配比，饱满度，厚度，以及均匀程度均不符合原设计和施工要求，离散性较大，砂浆强度等级仅能达到M5。
经校核，该层砌体强度比原设计强度低22.6%；弹性模量比原设计降低13.2％，其抵抗不均匀变形的能力也被削弱。
6.5根据以上情况，建议采用旋喷桩加固基础，同时对原外围纵、横基础墙体增设钢筋混凝土围箍梁和对部分纵、横墙体采用双（单）面配筋加强。
参考文献：
[1] 混凝土结构设计规范. （GBJ10-89）
[2] 混凝土结构设计规范.（GBJ50010-2002）
[3] 混凝土加固技术规范.（CECS25：90）
[4] 民用建筑可靠性鉴定规程.（GB50292-1999）
作者单位：衡阳市建筑工程管理局
|
|
现有评论：0 [查看/发表] |
|
