曹東升(上海市建筑科學(xué)研究院,上海 200032)
某物流倉庫位于上海市,建于 2004 年,共 3 層,建筑平面為矩形,南北向總長 68.60 m,東西向?qū)?35.60 m。底層層高 9.00 m、室內(nèi)外高差 1.20 m,二、三層樓層高 6.60 m,屋面標(biāo)高 21.60 m。室內(nèi)地坪±0.00 m,相對于絕對標(biāo)高 5.60 m。
房屋各層主要為倉儲,夾層為辦公區(qū)。底層倉庫使用荷載為 30 kN/m2,樓面?zhèn)}庫使用荷載 20 kN/m2。
室內(nèi)地坪為回填土地坪,由上至下依次為:100mm厚 C 25 細石混凝土(內(nèi)配 8 @ 200 雙向鋼筋、留平頭伸縮縫),1.5mm厚聚酯防水層,100mm厚 C 20 素混凝土(留平頭伸縮縫),100mm厚碎石墊層,素土分層夯實(壓實系數(shù)≥ 0.95)。實測的分倉縫分別在跨中、軸線位置(底層梁側(cè)各一條分倉縫)。
樓面為 50mm厚 C 25 細石混凝土面層(內(nèi)配 4 @ 200雙向鋼筋)。
后期使用中,底層增加 3 層鋼結(jié)構(gòu)貨架,平面尺寸為3.4 m×18.0 m(柱距 3.0 m、6 跨)作為材料堆放區(qū)。
倉庫主體結(jié)構(gòu)為 3 層混凝土框架,樓、電梯間采用混凝土墻,采用柱下承臺+樁基礎(chǔ),底層±0.00m有混凝土框架梁。
根據(jù)設(shè)計圖紙和地勘報告,建造前的場地局部填土厚度較大(最大 3.20 m),房屋建造時室內(nèi)地坪處墊高約 1.50 m,室外地坪墊高約 0.30 m。
現(xiàn)場對各層倉庫使用情況和荷載現(xiàn)狀進行了調(diào)查,調(diào)查結(jié)果表明:幕墻、倉庫各層的使用荷載均未超過設(shè)計值。
2.1.1 底層荷載
底層局部搭建 3 層鋼結(jié)構(gòu)貨架作為材料堆放區(qū),其余為貨箱堆放區(qū)、通道、操作區(qū)等。
貨箱堆放區(qū)的貨箱為木質(zhì),底盤尺寸 1.8 m×2.1 m,高度約 2.1 m,為本倉庫的專用散貨周轉(zhuǎn)箱,貨箱限重 600 kg,倉庫標(biāo)準(zhǔn)開間(10.00 m×9.00 m)可堆放 4 排、4列、3 層。據(jù)使用方反映,由于地坪變形傾斜嚴(yán)重,貨箱堆放后會發(fā)生碰撞,現(xiàn)僅可堆放 2 層。底層使用荷載調(diào)查見表1。
表1 底層使用荷載 kN/m2
2.1.2 第二層樓荷載
第二樓層早前作為化妝品成品倉庫和服裝成品倉庫使用,后撤場。據(jù)介紹,化妝品成品倉庫和服裝成品倉庫貨架較分散,荷載較小。目前,二層樓下層部分采用木托盤放置紙質(zhì)檔案文件,上層基本空置。根據(jù)使用方提供的資料,紙質(zhì)檔案文件 15 kg/箱,二層樓現(xiàn)場載重標(biāo)識顯示,托盤限重1 500 kg,現(xiàn)場調(diào)查表明,托盤底盤 1.0 m×1.0 m,每個托盤存放資料箱 3 排、3 列、6 層,共 63 個。第二層樓使用荷載調(diào)查見表 2。
表2 第二層樓使用荷載 kN/m2
2.1.3 第三層樓荷載
第三層樓為紙質(zhì)檔案文件區(qū),鋼貨架平面尺寸1.35 m×2.70 m,無夾層的區(qū)域貨架 6 層(貨架 3 層、 4 層間設(shè)走道),3 夾層區(qū)域貨架為 2 層。根據(jù)使用方提供的資料,紙質(zhì)檔案文件 15 kg/箱,現(xiàn)場調(diào)查表明,標(biāo)準(zhǔn)貨架每層存放資料箱 3 排、7 列、3 層,共 63 個,6 層貨架滿載時存放資料箱 378 個,2 層貨架滿載時存放資料箱 147 個(2 層貨架區(qū)上層存放 4 層)。第三層樓使用荷載調(diào)查見表 3。
表3 第三層樓使用荷載 kN/m2
房屋的室內(nèi)外損傷包括底層地坪裂縫和鋼貨架變形、室外地坪裂縫和鋼梯銹蝕、外墻鋁板膜起皮、室內(nèi)隔墻接縫等。底層裂縫主要位于軸線位置分倉縫處(1 條或 2 條);部分分倉縫兩側(cè)地坪有沉降差,最大沉降差 30.0 mm;未長期堆載的底層通道也有裂縫;鋼貨架地坪裂縫嚴(yán)重,地坪與墻間的沉降差約 100.0 mm。鋼貨架變形嚴(yán)重。
2.3.1 房屋角點垂直度
角點垂直度測量結(jié)果表明:墻角垂直度偏差0.031%~0.250%,傾斜率較小,東西向和南北向均無明顯的規(guī)律。
2.3.2 底層柱垂直度
底層柱垂直度測量結(jié)果表明:底層柱垂直度偏差0.047%~0.344%,傾斜率較小,東西向和南北均無明顯的規(guī)律。
2.3.3 底層室外裝飾線相對高差
室外裝飾線相對高差測量結(jié)果表明:室外裝飾線的最大相對高差 42.0 mm,南北向和東西向均無明顯的規(guī)律,主要是施工偏差。
2.3.4 底層地坪相對高差測量
底層地坪測量結(jié)果:①軸線位置地坪相對較高(底層有沿軸線布置混凝土框架梁),跨中相對較低,跨中一般低于軸線位置 50.0~70.0 mm,無長期堆載通道地坪的變形與堆載區(qū)無明顯差異;②貨架區(qū)域地坪變形最大,該區(qū)域的跨中和東端地坪均較低,與北側(cè)地坪的最大相對高差 174.0 mm,地坪與東墻的相對變形為 100.0 mm。
2.3.5 第三層樓地坪相對高差測量
測量結(jié)果:東西向和南北向的中部沉降略低于兩端,三層樓地坪最大相對高差 57.0 mm。
2.3.6 不均勻沉降測量匯總
房屋無明顯的不均勻沉降,底層地坪的變形較大,底層2-4/A-B 軸貨架區(qū)的地坪變形最大。
底層貨架區(qū)的使用荷載約為 18.2 kN/m2,貨箱區(qū)域的使用荷載為 4.8 kN/m2,通道區(qū)無長期荷載,底層倉庫各區(qū)的使用荷載未超過設(shè)計值 30 kN/m2。
第二層樓局部使用荷載為 8.6 kN/m2,大部分處于空置狀態(tài),二層樓面使用荷載未超過設(shè)計值 20 kN/m2。
第三層樓 6 層貨架區(qū)使用荷載約為 16.2 kN/m2,2 層貨架區(qū)使用荷載為 8.4 kN/m2,三層樓面使用荷載未超過設(shè)計值 20 kN/m2。
主體結(jié)構(gòu)、外圍護墻無明顯的不均勻沉降。
底層地坪不均勻沉降明顯(軸線位置地坪相對較高,跨中相對較低,跨內(nèi)呈網(wǎng)兜狀),地坪裂縫損傷較多,地坪裂縫集中在軸線區(qū)域、梁邊或梁頂?shù)姆謧}縫位置,現(xiàn)有的地坪裂縫主要由于回填土較厚引起。本房屋室內(nèi)外高差 1.2 m,相對于建造前的天然地坪,室內(nèi)地坪墊高約 1.5 m,回填土較厚。地面墊高、回填土較厚引起的變形包括自身壓實產(chǎn)生的變形、堆土荷載增加引起的軟弱下臥層變形,在地面未堆載區(qū)的情況下,地面也會產(chǎn)生明顯的壓縮和沉降變形。大面積地面墊高引起的地面沉降較大、且在較長時期內(nèi)難以穩(wěn)定,在地面不堆載的情況下也會產(chǎn)生明顯沉降,對周邊環(huán)境也有一定影響,填土越厚、地面沉降變形越大,地坪荷載較大的區(qū)域地面變形較大。
本房屋主體結(jié)構(gòu)采用獨立承臺+樁基礎(chǔ),在地坪面的軸線位置有框架梁,柱承臺、底層框架梁等位置的沉降變形相對較小,跨中回填土區(qū)域的沉降變形較大,故柱承臺、底層框架梁等軸線位置與跨中回填土位置產(chǎn)生明顯沉降差,造成地坪變形嚴(yán)重、局部傾斜、裂縫等損傷。
底層貨架區(qū)的局部地坪使用荷載較大(未超過設(shè)計使用荷載),地坪變形和裂縫損傷較嚴(yán)重,過大的地坪變形已經(jīng)造成鋼貨架構(gòu)件、節(jié)點等嚴(yán)重變形、損傷。
第三層樓面梁有部分裂縫,根據(jù)其特征分析,主要是混凝土材料收縮裂縫。本房屋的跨度相對較大、樓面使用荷載較大、梁也相對較大,較易產(chǎn)生收縮裂縫。
第二層樓隔墻裂縫屬常見的施工缺陷。
現(xiàn)有的底層地坪變形和裂縫、樓面梁裂縫、銹蝕、隔墻裂縫、外墻鋁板起皮等不影響主體結(jié)構(gòu)安全,但底層地坪影響房屋的使用功能(目前已經(jīng)不能按照設(shè)想堆載),樓梯銹蝕影響其耐久性。過大的地坪變形已經(jīng)造成鋼貨架構(gòu)件、節(jié)點等嚴(yán)重變形、損傷,鋼貨架存在嚴(yán)重的安全隱患。此外,鋼貨架本身也存在螺栓缺失等問題,不適合繼續(xù)使用。
(1)現(xiàn)場使用情況調(diào)查結(jié)果表明,各層倉庫的使用荷載均未超過設(shè)計值。
(2)該物流倉庫的底層地坪變形較大,在無長期使用荷載的通道區(qū)也有變形,鋼貨架區(qū)的底層地坪變形最大。房屋損傷包括底層地坪裂縫和鋼貨架變形、樓面梁裂縫、鋼梯銹蝕、外墻鋁板膜起皮、室內(nèi)隔墻接縫等。目前,底層地坪變形和裂縫、貨架變形和損傷(地坪變形引起)等問題較嚴(yán)重。
(3)底層地坪變形裂縫主要由較厚的回填土引起,局部區(qū)域使用荷載較大對地坪變形損傷也有影響。
(4)底層地坪變形已經(jīng)影響了倉庫的使用功能,過大的地坪變形還造成鋼貨架構(gòu)件、節(jié)點等嚴(yán)重變形、損傷,鋼貨架存在嚴(yán)重的安全隱患。此外,鋼貨架還存在螺栓缺失等問題,不適合繼續(xù)使用。室外鋼梯銹蝕影響鋼梯的耐久性。
(5)對倉庫存在的問題應(yīng)進行必要的維修處理,底層地坪可采用壓密注漿加固地基、重做配筋混凝土地坪或其他有效方法進行處理。維修處理應(yīng)由有資質(zhì)的設(shè)計單位和施工單位承擔(dān)。