蔡曉東 (安徽省建筑科學研究設計院,安徽 合肥 230001)
某學校地下車庫結(jié)構(gòu)形式為單層地下框架結(jié)構(gòu),建筑面積約3673.9m2。該工程于2017年3月20日開工建設,目前形象進度為地下一層主體結(jié)構(gòu)完工,地下車庫周邊基坑已回填,車庫頂板未覆土。
委托單位提供資料顯示:地下車庫主體完工后,因連降大雨及暴雨,車庫周邊積水未能及時排除,致使車庫四周及筏板受地下水浸泡出現(xiàn)上浮現(xiàn)象;施工人員于8月3日7:00發(fā)現(xiàn)地下車庫頂板出現(xiàn)隆起現(xiàn)象,之后采取了基坑周邊降水及筏板開孔泄壓等初步處理措施?,F(xiàn)由于發(fā)現(xiàn)地下車庫柱、梁、板等混凝土構(gòu)件出現(xiàn)不同程度的裂縫及損傷,為確保結(jié)構(gòu)安全及為后期加固處理提供依據(jù),特對該工程結(jié)構(gòu)安全性進行檢測、鑒定。
3.1.1 設計概況
本工程設計為單層框架結(jié)構(gòu),設計使用年限為50年,建筑結(jié)構(gòu)的安全等級為二級,抗震設防類別為丙類,抗震設防烈度為6度,框架抗震等級為四級;地基基礎的設計等級為丙級,基礎采用柱墩+筏板基礎,筏板設計厚度400mm,基礎持力層位于勘察報告中的③層粉質(zhì)粘土加粉土,承載力特征值為200kPa,抗浮設計水位為25.750m(85高程);地下車庫柱、墻、梁、板等承重構(gòu)件混凝土強度設計等級均為C30。
3.1.2 結(jié)構(gòu)體系核查
該工程為地下一層框架結(jié)構(gòu),經(jīng)現(xiàn)場檢測:結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置、柱距及層高與設計相符,檢測期間未發(fā)現(xiàn)使用環(huán)境中存在明顯對混凝土構(gòu)件存在腐蝕性的氣、液相物質(zhì),工程建筑平面、立面規(guī)則,豎向構(gòu)件傳力途徑明確。
3.1.3 混凝土構(gòu)件損傷情況
經(jīng)現(xiàn)場普查,地下車庫框架柱、框架梁、剪力墻、底板(筏板)、頂板等構(gòu)件均存在不同程度的裂縫或損傷,主要受損表現(xiàn)為:框架柱頭及柱根角部混凝土剝落、碎裂、主筋外露等破壞特征,同時伴隨大量裂縫產(chǎn)生,實測裂縫最大寬度約1.3mm;框架梁裂縫分布于梁支座或梁全跨度范圍內(nèi);大部分裂縫呈豎向或斜向開展,極少數(shù)呈水平向,部分豎向裂縫由側(cè)面延伸開展至梁底面,斜裂縫分布于梁支座下部,呈倒“八”字型;實測裂縫最大寬度約1.5mm;剪力墻墻身出現(xiàn)水平裂縫或斜裂縫,實測裂縫最大寬度約0.25mm;地下室頂板與周邊縱、橫梁軸線約呈夾角裂縫,少數(shù)與板縱、橫向平行,實測裂縫最大寬度約0.25mm。
3.1.4 實體質(zhì)量檢測
①框架柱頂點側(cè)向位移
采用電子經(jīng)緯儀、鋼尺等儀器對抽取的框架柱側(cè)頂點側(cè)向位移進行觀測,測量結(jié)果:實測框架柱頂點側(cè)向位移值未超出標準(GB 50292-2015)規(guī)定界限值。
②混凝土強度檢測
采用回彈法對抽取框架梁、柱及剪力墻構(gòu)件混凝土強度進行檢測,檢測結(jié)果:抽檢構(gòu)件現(xiàn)齡期混凝土強度推定值在30.0 MPa~34.8MPa之間,達到設計強度等級(C30)要求。
③框架梁撓度測量
采用水準儀對地下車庫部分出現(xiàn)裂縫的框架梁撓度進行測量,檢測結(jié)果:被測地下車庫框架梁撓度在-6~16mm之間,未超出規(guī)范允許限值。
④現(xiàn)澆構(gòu)件鋼筋配置及截面尺寸檢測
采用鋼筋定位儀及鋼尺等對框架梁、柱、剪力墻及現(xiàn)澆板鋼筋配置情況及截面尺寸進行檢測。檢測結(jié)果:抽取的現(xiàn)澆構(gòu)件鋼筋配置、截面尺寸均滿足或基本滿足設計及施工質(zhì)量驗收規(guī)范要求。
4.1.1 地質(zhì)勘查資料
根據(jù)委托方提供的《某學校巖土工程勘察報告》顯示:建設場地地貌為二級階地地貌單元,建筑場地為中硬場地土,Ⅱ類建筑場地,為建筑抗震一般地段,基礎持力層為③層粉質(zhì)粘土夾粉土,可塑,干強度中等,中等壓縮性,工程性質(zhì)較好,層厚4.70m~11.10m,fak=230kPa。
4.1.2 基礎施工隱蔽驗收資料調(diào)審結(jié)果
該工程基礎隱蔽工程驗收記錄齊全,未見異?,F(xiàn)象。
采用水準儀對地下車庫筏板頂面標高及變形進行測量,檢測結(jié)果:被測大部分地下車庫筏板標高測點變形值超出規(guī)范允許偏差要求。
檢測期間對施工單位鉆取的泄水孔進行查看,檢測筏板基礎與墊層之間是否存在夾層以及墊層與持力土層之間是否接觸,檢測結(jié)果:泄水孔鉆開后有大量水涌出,墊層與持力土層間可見間隙;筏板基礎與墊層之間未見淤泥、沉渣等軟夾層。
國家現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范及規(guī)程;
中國建筑科學研究院PKPM系列計算程序。
自然條件:基本風壓0.40kN/m2,基本雪壓0.50kN/m2;抗震設防烈度 6度(0.05g),設計地震分組為第二組。
恒荷載:根據(jù)原設計施工圖按規(guī)范規(guī)定取值。地下室頂板活荷載:5.0kN/m2(非消防車道外),30.0kN/m2(消防車道)。
①原設計地基基礎承載能力符合規(guī)范要求;
②上部承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力符合規(guī)范要求;
③按原設計圖紙驗算車庫整體抗浮符合規(guī)范要求;
④按工程現(xiàn)狀(頂板無覆土)驗算車庫整體抗浮不符合規(guī)范要求。
根據(jù)構(gòu)件裂縫及損傷分布特征、現(xiàn)場檢測結(jié)果及結(jié)構(gòu)復核結(jié)論綜合分析:地下車庫框架梁支座部位裂縫及損傷、框架柱裂縫及損傷、剪力墻及筏板裂縫及頂板與縱、橫軸線約呈夾角(少數(shù)約與板縱、橫軸線平行)裂縫主要由于車庫周邊積水未能及時排除,地下水位上升,導致車庫整體抗浮不足引起;混凝土構(gòu)件其余裂縫主要由于混凝土收縮應力和溫度應力疊加作用引起,筏板基礎上浮對裂縫開展有影響。
依據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292-2015),綜合本站實測結(jié)果、結(jié)構(gòu)驗算結(jié)論,對該地下車庫的安全性等級評定如下。
①按原設計圖紙進行結(jié)構(gòu)復核驗算:上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力符合規(guī)范要求;結(jié)合現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)進行結(jié)構(gòu)復核驗算:施工階段(頂板未覆土)地下車庫抗浮不滿足規(guī)范要求。
②地下車庫框架梁支座部位裂縫及損傷、框架柱裂縫及損傷、剪力墻及筏板裂縫及頂板與縱、橫軸線約呈3夾角(少數(shù)約與板縱、橫軸線平行)裂縫主要由于車庫周邊積水未能及時排除,地下水位上升,導致車庫整體抗浮不足引起;混凝土構(gòu)件其余裂縫主要由于混凝土收縮應力和溫度應力疊加作用引起,筏板基礎上浮對裂縫開展有影響。
③地下車庫主要承重構(gòu)件裂縫數(shù)量較多,寬度較大,且多為受力裂縫,部分構(gòu)件混凝土存在碎裂、剝落等嚴重損傷,顯著影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力,應進行加固處理。
④對照《民用建筑可靠性鑒定標準》,地下車庫承載功能安全性等級可評為Cu級,應進行加固處理。
建議后期處理前應首先采取有效降水措施,待地下水位穩(wěn)定后對原有受損構(gòu)件采用增大截面法或外包碳纖維法進行加固處理,另外應加強對變形觀測工作。