某局職工住宅樓沉降與傾斜的檢測及評定

1、某局職工住宅樓沉降與傾斜的檢測及評定 歐陽中意 （湖南省衡陽市建筑工程管理局） 提要： 通過對職工住宅樓的檢測、鑒定、分析、計算，全面分析了該建筑物沉降與傾斜的原因，確定房屋損傷的程度，提出了治理的方案。關鍵詞：沉降 傾斜 地質(zhì)勘察 承載力 加固1、概況某局的職工住宅樓，主體共六層（包括底層架空層）采用磚混結(jié)構(gòu)，東西方向總長46.8m（注：原設計為46m），南北方向總寬9.3m，房屋最大開間5.1m，最大進深5.5m，層高3m，屬橫墻承重為主的混合承重體系。該房屋1998年開始施工，2000年建成投入使用后不久就出現(xiàn)整體不均勻沉降及傾斜，局部墻體開裂。為保證結(jié)構(gòu)安全，故進行檢測分析和治理。2、

2、檢測及檢查內(nèi)容2.1、地質(zhì)補充勘察2001年12月由某水電勘察設計院進行了補充地質(zhì)勘察，其基本結(jié)論如下：1、建筑場地為軟土層，軟土厚度大，含水量大，壓縮性高，承載力較低；2、土層不同部位的物理力學性能有很大差異；3、房屋建在0.61.1m較佳軟土層上，但其下部仍為軟塑-流塑狀軟土，承載力低于100kPa，故沉降較大。以上實際情況說明，原設計中地耐力取值不準且土體壓縮模量低，是導致建筑物建成后產(chǎn)生不均勻沉降的主要原因。2.2、原設計條件調(diào)查1、設計地耐力標準值為130kPa；2、基礎設計采用鋼筋混凝土條形基礎，截面控制尺寸為三種：、橫墻墻體基礎設計采用底寬2300mm，中高600mm，邊高250

3、mm，梯形截面地基梁，配縱向主筋為10150，橫向主筋為12100；、縱墻墻體基礎有兩種設計采用底寬1200mm，中高600mm，邊高250mm；底寬1500mm，中高650mm；邊高300mm，梯形截面配縱向主筋為10200或10150，橫向主筋為12150或12100；3、承重墻體：、基礎部位墻厚240mm，設計采用MU10普通燒結(jié)磚，M10水泥砂漿砌筑，砌體抗壓強度設計值f=1.990.85=1.7MPa；、架空層墻體及一至三層墻體，墻厚240mm，設計采用MU10普通燒結(jié)磚，M10混合砂漿砌筑，砌體抗壓強度設計值f=1.99MPa；、四至六層墻體，墻厚240mm，設計采用MU10普通燒

4、結(jié)磚，M7.5混合砂漿砌筑，砌體抗壓強度設計值f=1.79MPa；4、構(gòu)造柱、圈梁、挑梁、整棟房屋共設構(gòu)造柱36個，均設置在拐角處和縱橫墻交接處。截面尺寸為240240mm，配置412主筋，箍筋為6200，設計混凝土強度等級為C20；、圈梁層層設置，尺寸為240240mm，配置412主筋，箍筋為6200，設計混凝土強度等級為C20；、挑梁，凈挑長度為1.8m，截面尺寸為250350mm，配置主筋為325+212，箍筋為8100，設計混凝土強度等級為C20。2.3 砌體抗壓強度檢測原位檢測一層共檢測10個測區(qū)，共取得160個數(shù)據(jù)，結(jié)果見匯總表表一所示： 砌體抗壓強度檢測結(jié)果匯總表 （單位：MPa

5、） 表一測區(qū)部位設計值砌體抗壓強度實測值砌體抗壓強度推定值推定值/設計值一層10個軸線10組砌體1.991.821.541.540.774實測砌體抗壓強度偏低，主要是砌筑砂漿強度等級普遍偏低造成。實測砌體抗壓強度值比設計要求值低22.6%。2.4混凝土抗壓強度檢測混凝土強度檢測：、0.00以上，梁、構(gòu)造柱作抽樣檢測驗證。實測混凝土抗壓強度，從抽樣四組實測數(shù)據(jù)分析，均已達到設計強度等級。、0.00以下，共抽取鉆芯樣55個，結(jié)果表明，有15個樣品不能成型，說明基礎梁混凝土強度等級有27%無法達到C20要求。3、按設計條件計算分析根據(jù)砌體結(jié)構(gòu)設計規(guī)范規(guī)定，實查該住宅樓的橫墻最大間距，墻體水平截面開洞

6、率，墻厚，橫墻長度與高度關系，以及采用混凝土屋面類型等具體控制條件，與規(guī)范條件比較，符合剛性方案的設計規(guī)定。即結(jié)構(gòu)系統(tǒng)布置合理，結(jié)構(gòu)形式與構(gòu)件選型基本正確，傳力路線明確，結(jié)構(gòu)構(gòu)造和連接可行。具體計算分析如下：1、高厚比驗算Smax = 5.1m， H = 3m， Ho = 0.4S+0.2H = 2.64m， = Ho/h = 111.0。滿足設計規(guī)定的承載力要求。、3.6m開間：該開間設計時定為3.4m, 后施工中改為3.6m，故墻體承載力按3.6m計算。屋面、樓面均采用單向混凝土預制空心板，與墻體簡支相連。其計算模式屬兩邊簡支支撐體系，按砌體抗壓強度實測值f=1.54MPa進行計算，根據(jù)砌

7、體結(jié)構(gòu)設計規(guī)范規(guī)定，其控制墻體承載力Nu/N=1.261.0，滿足設計規(guī)定的承載力要求。計算結(jié)果說明，雖然實測砌體抗壓強度值低于設計值，但從承載力講，尚可滿足要求。但砌體的彈性模量降低，根據(jù)計算其值為1390/1600=0.868，故其抵抗不均勻變形能力會有所降低。4、地基基礎承載力計算分析按建筑地基基礎設計規(guī)范規(guī)定，依據(jù)設計條件和檢測條件，分兩種情況評定。、橫墻墻體：0.00以上，荷載為195kN/ m，基礎埋深-0.9m，fk=80kPa。f = fk+do(d-0.5)= 87.57(kPa) 根據(jù)計算，基礎需要寬度B = 2.8m按設計圖紙取用寬度為2.3m，不滿足承載力要求。但施工時

8、，改為3.0m，故承載力滿足要求。、縱向墻體0.00以上，荷載為175kN/ m，基礎埋深-0.9m，fk=80kPa。按f = 87.57(kPa)計算,基礎需要寬度B=2.51m。設計圖紙取用寬度為1.2m,施工實際寬度為1.5m。按實際寬度1.5m計算分析，說明絕大部分縱墻地基基礎承載力不足，偏低40%。四、住宅樓沉降，傾斜測量1、相對不均勻沉降差測量根據(jù)測量，在南北向，1軸13軸相對不均勻沉降差值變化最大，已超過地基變形允許值一倍。2、整體傾斜測量實測結(jié)果見表二所示： 房屋四角點傾斜測量結(jié)果匯總表 表二測點部位偏東偏南測點部位偏東偏南1G點76mm/21G點61mm77mm1B點91m

9、m/21B點90mm41mm測量結(jié)果說明, 21G點最大傾斜位移為東偏北98.23mm，21B點最大傾斜位移為東偏北98.90mm。該項結(jié)果已超過地基基礎設計規(guī)范規(guī)定值的1.4倍。3、墻體裂縫測繪從略。五、不均勻沉降變形產(chǎn)生的原因分析1、該住宅樓屬于無地質(zhì)勘察資料條件下進行的設計。 2001年12月補勘資料證實原設計確認的地基承載力標準值130kPa不準，且偏高，同時還驗證地質(zhì)條件復雜，物理力學性能差異大。按建筑地基基礎設計規(guī)范規(guī)定，地基承載力標準值小于130kPa，應作變形驗算和變形控制。同時高壓塑性軟土層，在基礎高應力作用下，較大部分沉降變形會在后期發(fā)生，同時還會伴有墻體和樓面裂縫產(chǎn)生。原

10、設計方未能充分考慮這一規(guī)定和要求。2、主體結(jié)構(gòu)靜力計算，按規(guī)范規(guī)定滿足承載力要求。檢查整體房屋高寬比，長寬比，橫墻承重間距，主體結(jié)構(gòu)幾何形心與重心的偏心率等，也滿足7度設防要求和控制條件。故0.00以上主體結(jié)構(gòu)靜力計算設計是符合設計規(guī)范要求的。但0.00以下地耐力確定不準（而圖紙未作正式簽章），特別是縱向墻體基礎承載力嚴重不足，其偏差40%是引發(fā)不均勻沉降的直接原因。3、施工質(zhì)量問題、砌體強度檢查發(fā)現(xiàn)，以首層為準，砌筑砂漿強度普遍偏低，致使砌體抗壓強度實測值均達不到砌體設計值要求。平均相差22.6%。 、地基基礎施工中，根據(jù)竣工圖，控制截面有改變。A、橫墻采用底寬3.0m，中高650mm，邊高

11、300mm，梯形截面，配筋未變。即底寬由2.3m增大至3.0m，邊高及中高截面均加厚50mm；B、 縱墻采用底寬1.5m，即由原設計1.2m，增大至1.5m，其他參數(shù)未變。、基坑開挖探察證實，基礎尺寸基本符合原竣工圖。六、結(jié)論與建議1、住宅樓地基因設計承載力取值偏高，已造成不均勻沉降和傾斜，其沉降最大值和傾斜值已超出國家設計規(guī)范和鑒定標準控制要求的規(guī)定，危及結(jié)構(gòu)正常使用，必須進行綜合加固和治理。2、房屋平面尺寸與原設計不符根據(jù)原設計圖紙，該房屋東西向121軸軸線總尺寸應為46m，但施工過程中卻自行改為46.8m。根據(jù)施工竣工圖及實際測量，原設計中四個3.4m的開間在施工中均改為3.6m。經(jīng)校核

12、，這一改動，直接增加了四個開間的橫墻墻體工作應力，并導致與該橫墻拉結(jié)的縱墻整體剛度降低12%。3、基礎混凝土強度等級與原設計不符根據(jù)設計圖紙，基礎混凝土強度等級應為C20。但通過大量的基礎混凝土鉆芯取樣表明：占取樣總數(shù)27%的混凝土不能成型，內(nèi)部蜂窩較多，振搗明顯不密實，配比隨意性較大，無法達到C20的設計強度。由于以上缺陷，導致了基礎承載力和基礎抵抗地基不均勻沉降變形能力的降低，房屋整體剛度被嚴重削弱，并對主體結(jié)構(gòu)的正常使用造成了影響。4、架空層墻體砂漿強度等級與原設計不符根據(jù)原設計圖紙，砂漿強度等級應為M10。但通過現(xiàn)場10個測區(qū)的檢測表明：砂漿的配比，飽滿度，厚度，以及均勻程度均不符合原設計和施工要求，離散性較大，砂漿強度等級僅能達到M5。經(jīng)校核，該層砌體強度比原設計強度低22.6%；彈性模量比原