石 寧
(陜西省咸陽市渭城區(qū)抗震辦,陜西咸陽 712000)
我國地處世界兩大活躍地震帶(環(huán)太平洋地震帶和歐亞地震帶)之間,是一個(gè)多地震國家。地震不僅造成人員傷亡,它造成的經(jīng)濟(jì)損失也十分巨大,一次地震引起的損失大小主要取決于震級(jí)的大小,還與地震區(qū)場(chǎng)地的巖土條件及建(構(gòu))筑物的抗震能力等有關(guān)。歷次地震表明,校舍損害相對(duì)于其他公共設(shè)施及民用設(shè)施比較嚴(yán)重。國家領(lǐng)導(dǎo)人多次強(qiáng)調(diào),以人為本,學(xué)生是祖國的未來,建設(shè)一批抗震性能好的學(xué)校建筑。在經(jīng)歷了幾次大地震后,國務(wù)院決定在全國實(shí)行校舍安全工程??拐鸢踩O(shè)防評(píng)價(jià)工作程序復(fù)雜,本文通過陜西省咸陽市某區(qū)校舍抗震安全性能評(píng)價(jià)的前期工作記錄,總結(jié)出一種中小學(xué)建筑抗震鑒定前期工作的方法,對(duì)今后的學(xué)校建筑安全性能評(píng)價(jià)起到一定的規(guī)范作用。
中小學(xué)建筑抗震鑒定工作一般程序主要由第一階段對(duì)校舍安全排查;第二階段為外業(yè)階段;第三階段為內(nèi)業(yè)階段組成。
第一階段主要由校舍場(chǎng)址安全排查、校舍場(chǎng)址防洪排查及校舍建筑安全排查三部分組成。通過第一階段的對(duì)學(xué)校建筑的排查,對(duì)其進(jìn)行一定的了解,為下一階段檢測(cè)工作奠定基礎(chǔ)。
第二階段是在前期排查基礎(chǔ)上,通過委托專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu),主要對(duì)有關(guān)前期排查報(bào)告中的重點(diǎn)問題進(jìn)行有針對(duì)性的檢測(cè),為抗震安全性能評(píng)價(jià)工作提供數(shù)據(jù)支撐。
后期內(nèi)業(yè)階段主要工作是整理前期和中期形成的不完整資料,形成正式抗震安全性能鑒定評(píng)價(jià)報(bào)告,為實(shí)施安全加固、危房拆除提供書面依據(jù)。
此次共檢查咸陽市某區(qū)轄1鎮(zhèn)9辦,中學(xué)18個(gè)、小學(xué)48個(gè)、幼兒園15個(gè)。共檢查單體建筑265個(gè),完成調(diào)查表265份,建筑面積約17.8萬 m2。
陜西省咸陽市某區(qū)中小學(xué)教學(xué)辦公及輔助樓房大部分在20世紀(jì)80年代~2000年左右修建,有些是20世紀(jì)70年代的建筑。在使用過程中,這些建筑經(jīng)歷了整體或者部分的改造。
通過安全排查,咸陽市某區(qū)中小學(xué)校舍總體情況表現(xiàn)為:許多教學(xué)樓是“普九”時(shí)的產(chǎn)物,當(dāng)時(shí)時(shí)間緊、任務(wù)重,經(jīng)費(fèi)也緊張,很多是非正規(guī)設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)的圖紙,也沒有經(jīng)過圖紙審查,表現(xiàn)出在許多地方?jīng)]有設(shè)圈梁、構(gòu)造柱,即使部分有,許多也不符合抗震標(biāo)準(zhǔn),造成教學(xué)樓結(jié)構(gòu)整體性差。還有施工質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán),施工工人素質(zhì)普遍低,基本上都是無證上崗,甚至連技術(shù)員、施工員許多都無學(xué)歷,不是正規(guī)建設(shè)公司承建,當(dāng)時(shí)還沒落實(shí)工程質(zhì)量監(jiān)理制,給后期使用留下質(zhì)量隱患,有的甚至成為豆腐渣工程。原材料也把關(guān)不嚴(yán),許多使用低質(zhì)偽劣原材料,檢測(cè)表明砌筑砂漿多使用石灰砂漿,水泥含量少,灰縫不飽滿,砂漿強(qiáng)度普遍低,磚的強(qiáng)度不夠,混凝土質(zhì)量不好,滿足不了現(xiàn)行規(guī)范的要求,有些教學(xué)樓存在加層現(xiàn)象。
1)部分建筑物整體出現(xiàn)不均勻沉降,GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定限值為H/250,檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)有的建筑已經(jīng)超過限值。由于時(shí)代不同,經(jīng)濟(jì)條件和施工水平的限制,這批建筑物基本采用的都是天然基礎(chǔ),由于缺乏地梁的約束,地基在沉降過程中并不均勻,這就導(dǎo)致了上部結(jié)構(gòu)在以后的加固設(shè)計(jì)過程中要考慮不均勻沉降產(chǎn)生的附加應(yīng)力。2)由于時(shí)代經(jīng)濟(jì)水平和技術(shù)水平的限制,隨著時(shí)間的推移,混凝土的碳化深度超過了規(guī)范的要求。有些教學(xué)樓梁、柱的鋼筋出現(xiàn)了銹斑,但通過檢測(cè)發(fā)現(xiàn),其鋼筋截面尚未顯著減小,并沒有影響到結(jié)構(gòu)的耐久性。有的教學(xué)樓樓板板底出現(xiàn)鋼筋銹蝕脹裂裂縫,鋼筋截面面積減小,混凝土保護(hù)層剝落,影響到結(jié)構(gòu)的耐久性。構(gòu)造方面:樓梯間墻體無配筋加固,部分支撐大梁的縱墻有裂縫,外挑梁配筋不夠,有變形產(chǎn)生,有圈梁的橫墻圈梁布置不符合規(guī)范要求,即許多建筑結(jié)構(gòu)整體性剛度弱,局部尺寸不滿足抗震規(guī)范要求,承重墻外墻盡端至門窗洞邊的距離不滿足規(guī)范要求,部分教學(xué)樓樓板和挑梁的靜力承載能力不足。3)預(yù)制板在主梁和橫墻支撐位置并沒有設(shè)置拉結(jié)鋼筋,混凝土面層大部分開裂。通過檢測(cè)也發(fā)現(xiàn)個(gè)別預(yù)制板的支撐長度并不能滿足規(guī)范的要求。4)個(gè)別教學(xué)樓由于建成時(shí)間比較長,有些采用了清水墻,磚風(fēng)化現(xiàn)象比較嚴(yán)重,滿足不了鑒定標(biāo)準(zhǔn)MU7.5的要求。除此之外的教學(xué)樓采用了兩種方法檢測(cè),磚抗壓強(qiáng)度采用回彈法,砌筑砂漿采用貫入法。檢測(cè)結(jié)果表明:實(shí)測(cè)磚抗壓強(qiáng)度推定等級(jí)可基本達(dá)到MU7.5;大部分教學(xué)建筑承重墻體的砌筑砂漿均低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求,大概在0.6 MPa~4.0 MPa之間,部分墻體高厚比不滿足規(guī)范要求,承載力也不夠。
鑒定結(jié)論:評(píng)定為滿足抗震設(shè)防要求的158個(gè),約占總數(shù)的59.6%;主體結(jié)構(gòu)滿足抗震設(shè)防要求,局部抗震結(jié)構(gòu)不滿足要求的51個(gè),約占19.2%;不滿足設(shè)防要求的36個(gè),約占13.6%;屬于危房的20個(gè),約占7.6%。
從總體情況看,咸陽市某區(qū)中小學(xué)校舍工程不符合抗震要求的比例還比較大。
由住房建設(shè)部和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局共同發(fā)布的《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,所有幼兒園、小學(xué)、中學(xué)的教學(xué)用房以及學(xué)生宿舍和食堂的設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于重點(diǎn)設(shè)防類。因此,這些教學(xué)建筑及一些相關(guān)的配套建筑應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度1度的要求加強(qiáng)抗震措施。
5·12汶川地震后,咸陽市人民政府制定了《咸陽市建設(shè)工程抗震設(shè)防管理暫行規(guī)定》,規(guī)定指出中心城市規(guī)劃區(qū)新建、改擴(kuò)建教學(xué)建筑,必須按設(shè)防烈度8度(地震加速度值0.20g)來進(jìn)行抗震設(shè)防,并進(jìn)行相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)。其他各縣市區(qū)要按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)。學(xué)校、幼兒園、醫(yī)院、體育場(chǎng)館等公共服務(wù)建筑設(shè)施應(yīng)在當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度基礎(chǔ)上提高1度設(shè)防。這就意味著本市中小學(xué)校舍須按9度設(shè)防。
通過對(duì)鑒定結(jié)果和震害現(xiàn)象的分析,參考相應(yīng)的規(guī)范條文,對(duì)本次教學(xué)樓加固改造處理進(jìn)行了分析并提出了下面的建議:
1)本次建筑物利用的是淺基,基礎(chǔ)拉梁的設(shè)置基本沒有,在加固處理過程中難免會(huì)有其他附加荷載,因此要考慮由此對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生的影響。特別是在基礎(chǔ)發(fā)生新的不均勻沉降后,不免會(huì)對(duì)上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生附加的內(nèi)力。加固措施改善整體連接的方法:a.增設(shè)角鋼;b.重新澆筑細(xì)石混凝土面層。改善局部易損易倒部位的方法:a.在懸挑構(gòu)件端部增設(shè)混凝土柱、砌體柱或鋼柱解決其墻體不符合鑒定要求的問題;b.增設(shè)砌體柱、組合柱、混凝土柱解決支撐大梁墻短抗震能力不夠的問題;c.增設(shè)型鋼支座解決局部懸挑部分挑出過長的問題;d.對(duì)于窗洞邊可采用型鋼或混凝土包角或鑲邊的方法處理;e.增設(shè)混凝土窗框解決墻肢寬度過小或抗震能力不夠的問題。
2)對(duì)建筑物的高度及高寬比進(jìn)行限制。結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn),在建筑物總層數(shù)限制的條件下,建筑物總高度稍微超出是允許的,但是應(yīng)當(dāng)采取加強(qiáng)墻體約束的有效措施,對(duì)其抗震能力沒有影響,對(duì)于超層應(yīng)采取改變結(jié)構(gòu)體系、降層等措施。
3)對(duì)局部墻體的加固可能會(huì)影響到整體結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力分布,應(yīng)當(dāng)避免新的剛度分布不均的現(xiàn)象出現(xiàn)。結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度在加固處理后宜對(duì)稱、均勻,減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng),防止地震發(fā)生時(shí)墻體發(fā)生破壞。因此,對(duì)局部墻體的加固過程要特別重視。
4)為了減少縱墻平面外的破壞,確保樓蓋剛度足夠大,地震作用很好的傳到橫墻,可限制橫墻的間距。同時(shí),還可以減小最大間距。橫墻的架設(shè)有時(shí)候并不能滿足使用的要求,比如需要大的開間,有時(shí)候需要獨(dú)立基礎(chǔ),所以對(duì)橫墻間距差比較大的建筑建議拆除。當(dāng)承載力驗(yàn)算滿足時(shí),橫墻間距不滿足第一鑒定限值可適當(dāng)放寬。
5)砌體結(jié)構(gòu)平面采用單面外廊形式,只有兩道承重縱墻,外走廊多為懸挑結(jié)構(gòu)或由獨(dú)立磚柱支撐,為滿足采光要求要大開窗,可用于抗震的縱墻面積會(huì)大大減少,嚴(yán)重影響縱橫墻體的抗側(cè)能力。砌體結(jié)構(gòu)一般由脆性材料組成,房屋整體性差,若出現(xiàn)地震極易出現(xiàn)問題。所以,建議該地區(qū)以后在建造校舍等方面宜采用結(jié)構(gòu)好的方案,如框架結(jié)構(gòu)。
綜上所述,我們結(jié)合這次校舍普查結(jié)論和某區(qū)實(shí)際,建議區(qū)政府責(zé)成區(qū)教育局和各鎮(zhèn)、辦,對(duì)于農(nóng)村中小學(xué)校校舍項(xiàng)目,鑒定為不滿足抗震設(shè)防要求的,要督促受檢單位委托有資格的檢測(cè)單位進(jìn)行檢測(cè),經(jīng)檢測(cè)確實(shí)不能滿足抗震設(shè)防要求的房屋,盡快按照輕重緩急的原則,采取抗震加固措施,以達(dá)到抗震設(shè)防要求;鑒定為危房的,該撤并的,立即撤并,并堅(jiān)決予以拆除,將學(xué)生盡快轉(zhuǎn)移到安全校舍,徹底消除安全隱患。
[1]咸政發(fā)[2008]55號(hào),咸陽市建設(shè)工程抗震設(shè)防管理暫行規(guī)定[S].
[2]GB 50223-2008,建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)[S].
[3]GB 50292-1999,民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].
[4]GB 50011-2010,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].