巴彦淖尔市办公楼房屋结构安全检测鉴定单位
巴彦淖尔市办公楼房屋结构安全检测鉴定单位
通过对某办公楼的地基结构检测，分析得出工程裂缝的形成是由于湿陷性黄土地基长期浸水，而引起地基不均匀沉降所致，并进一步对结构的安全性、正常使用性、抗震性能及适修性进行了鉴定，为该结构的安全使用提供了意见与建议。
根据地质勘察报告之所述，某办公楼建于1954年。整个建筑物总体呈“工”字形布置，该大楼为主体三层砖混结构，顶层仿古拱斗木屋盖、大筒瓦屋面。建筑物总长51.38m，总宽29.58m，总高19m。该建筑首层层高3.8m。二层层高3.6m，中部三层层高为3.5m，顶部高度为8m，建筑物外墙厚为370mm，内墙厚为240mm，采用烧结粘土实心青砖砌筑。该结构横墙Zui大间距6.6m，纵墙Zui大间距4.5m。房间无隔墙部位设钢筋混凝土梁，楼板为钢筋混凝土预制板。基础设计为青砖条型基础，底宽0.6-1.4m，基础设计埋深为-0.9m，基础以下为碎砖三合土垫层，处理深度为0.6m。．该场地由池底起自上而下分别为：耕表士．灰黄色，稍湿，可塑，层厚06m；2)粘土，灰黄色，粘粒组成，含有粉细砂，湿，软～可塑．层厚4 2融～6．9m；3)淤泥质粘土，灰黑色，含有机质、贝壳、粉细砂等，很湿，软塑，层厚9．4m～12 3m；4)粉质粘土，灰黄间白色，含有粉细砂，软塑～可塑硬塑。层厚1 3 m～58m；5)砾砂土，灰黄色，由砾砂混粗砂、砾、中细砂、杂质组成，中密．层厚5 2m～8．8m；往下为断裂岩土层，浅紫红色，由粉质粘土混角砾岩碎块砾石、砂质及杂属组成．稍湿，硬塑～硬。该地下水属于潜水型，主要埋藏于杂填钢渣层中埋深4.3～4.5 m之间。
2 结构变形观测
(1)倾斜观测：采用经纬仪对办公楼大楼外墙角点进行倾斜观测，观测结果，如图1所示。
(2)沉降观测：采用水准仪选取一楼窗台对办公楼大楼外墙墙体进行沉降观测，Zui大相对沉降差为212mm，东南角Zui高，西北角Zui低，建筑物整体向西北角倾斜。
3 结构裂缝检测鉴定
(1)墙体裂缝：墙体裂缝主要呈斜裂缝和竖直裂缝，裂缝Zui大宽度为3．2mm，长度3．6―4.0m，贯穿整个墙体。主要分布在四个角，参照87年7月维修时的裂缝分布资料看，其部位基本一致，维修时已将裂缝封闭，现又重新出现，说明建筑物仍在下沉。
(2)砖柱裂缝：三楼西侧门柱断裂，裂缝Zui大宽度1．5―2．0mm呈水平方向。
(3)室内地面裂缝：由于不均匀沉降及使用年限57年，有开裂现象，外窗沿下墙体，局部有裂缝，不较久，室内地面普遍产生龟裂，除西北角二楼地板缝满足鉴定标准及规范要求。
4 地基结构的检测与鉴定
通过对结构现状进行调查、检测，提出该结构目前存在的主要问题：地基基础调查、检测与鉴定；材料强度检测与鉴定；结构承载力验算；结构变形观测；结构裂缝检测与鉴定；结构构造与连接检测与鉴定；结构抗震性能检测与鉴定。并对该结构的安全性、正常使用性、抗震性能、适修性进行鉴定，为该结构的安全使用提供意见与建议。
(1)场地岩土工程地质条件
某办公楼的地基基础调查中资料显示，本次地基基础检测工作中，布置检测井孔6个(总进尺155．20m)，采取黄土原状土样57组，超重型动力触探3．80m，地基土易溶盐2组，地下水化学分析2组，根据室内土工试验结果：Zui大湿陷量为121．59cm，Zui大自重湿陷量为64。67cm，Zui大湿陷深度17．00m，属自重湿陷性场地，湿陷等级为Ⅳ级。
(2)地基土承栽力特征值
根据室内土工试验、野外原位测试统计结果和国家现行规范以及结合本地区建筑经验，综合确定地基土承载力特征值fak=80kPa。
(3)场地土类型和场地类别划分
根据《建设抗震设计规范》的规定，该建筑物场地土为Ⅱ类中软建筑场地。
(4)建筑物相对沉降差
检测中对办公楼大楼进行了水准测量，建筑物相对沉降差达212mm，不满足规范的要求。
(5)地基发生变形的原因分析
1)地基浸水：从室内土工实验成果表中可以看出，地基土在2―10m以上含水量较大。根据调查，该办公楼内的地下管沟、水管等曾经跑水、漏水，沟内排水不畅；另外，地面防水不好，致使地表水浸入地基内，这是造成地基浸水湿陷的主要原因。
2)地基处理深度为0.6m，处理宽度基础外缘0.3m，处理宽度深度均不满足规范。
5 对主要受力构件的裂缝进行检测
5.1 屋架
对一、二系列204榀屋架进行全面检测，检测结果发现有29榀屋架下弦产生不同程度裂缝，占检测总数的14．2%，从裂缝的形态来分析，可分为以下两种：(1)沿屋架下弦纵向的顺筋裂缝，产生的主要原因是长期在高热环境下，混凝土的碳化较大，耐久性降低；(2)屋架下弦横向裂缝间距几乎相等，裂缝Zui大宽度为0.5mm，产生裂缝的原因是预应力损失，抗裂性能降低，从而使下弦混凝土产生受拉而出现裂缝。
5.2 T型梁
屋面T型连系梁是屋面系统破坏Zui严重的一种构件，由156根T型梁产生裂缝，占总数的43．8％，裂缝Zui大宽度为4mm，裂缝主要分布在T型梁两端变截面处，斜向45°向上发展，裂缝产生原因如下：(1)在变截面处，应力集中，特别是积灰荷载作用下，斜截面抗剪能力突变处易产生裂缝；(2)T型梁是两排架端头之间的连系杆件，因柱基产生不均匀沉降，在梁端较大约束的情况下产生拉力使混凝土受拉而产生裂缝。
5.3 裂缝产生原因分析
1）由于场地工程地质条件复杂，土层常常与坡向一致成层。建房时往往要挖填方，造成地基土的不均匀，自然地貌和植被条件遭到破坏，地基土中含水量差异增大，因而造成建筑物的地基承载力差异过大，临坡面墙体变形比坡后墙体变形大，房屋的变形除了竖向下沉变形外，还有水平向外的位移。斜裂缝的产生多是由于不均匀的土质承载力造成墙体受到较大剪应力，加上房屋的整体刚度不够，致使砌体受主拉应力而破坏。墙体的竖向裂缝是由于墙的2端沉降量较大，基底中部的土压力大于2端土压力。中间沉降量较小，因而产生负弯矩，结构中上部受拉，端部受剪，反向的弯曲使墙端形成受拉而破坏。
2）温度和干缩产生的裂缝温度应力引起的墙体裂缝主要是由于建筑物各部分温度差异引起温度变形不协调，从而导致的墙体开裂。这类裂缝主要发生在钢筋混凝土平屋盖的砖混住宅中，裂缝形式有“八”字形缝、45度斜裂缝、水平缝、垂直缝等。在砖混结构中的温度裂缝差异主要由两部分原因造成：一是砖砌体与混凝土楼板的初始温差：混凝土楼盖在浇筑后的硬化过程中，由于水化热的作用而使得楼盖的温度升高，而砌体温度不变，造成砖砌体与钢筋混凝土楼盖的初始温差。二是日光照射产生的温差：建筑物在使用过程中由于受到日照影响温度升高，由于钢筋混凝土楼盖通常接受日照时间较长，同时楼盖的阻热能力差，从而比砖砌体温度升的更快，造成楼盖与砖砌体的温度差异。在两种温差的影响下，加之钢筋混凝土楼盖与砖砌体的温度线膨胀系数也差别较大（钢筋混凝土为10×10��-6，砖砌体为5×10��-6），从而产生温度应力，并导致砖砌体中产生剪应力和拉应力，当这个剪应力和拉应力超过了砖砌体的允许应力，就会产生裂缝。
6 地基结构检测的方案确定
地基承载力虽经静载确定能满足设计要求．但不可忽视以下几个问题存在的可能性：1)基础底部有许多不利的因素，隐患存在的可能；2)由于存在可能隐患，也存在着不均匀沉降的可能；所以，确定采用加强底部刚度和整体性，来解决地基存在隐患可能造成不均匀沉降及承载力的不足。具体做法：a）沿各纵横轴及周边设置与承台厚同高．400mm宽的同刚度的梁，基底加厚至300mm；b)为了使一部分荷载通过各基础粱及池底板分担，将承台底下1 2m及池底板下1 2m范围内均采用7：3砂碎石搅匀．用水冲及振实，要求N63.5≥10击，以满足由池底板及地基梁分担传来的荷载的承载力要求。并且结构各部位构造尺寸鉴定结果得到屋盖处的外墙圈梁、砂浆强度等级等不符合抗震第一级鉴定要求，其余各项均满足抗震第一级鉴定要求。详见表1。
7 结束语
该办公楼出现的结构问题（包括墙体开裂、地面开裂、房柱不均匀等）主要是由地基不均匀沉降造成的；通过对某办公楼的结构检测、分析，发现裂缝的形成是湿陷性黄土地基长期浸水而引起地基不均匀沉降所致。鉴于楼房部分墙体及板面的裂缝已影响到该楼的整体结构性能，故应先对地基进行加固，待地基加固后再对墙体进行加固处理。
