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1、 专 业 推 荐 专 业 推 荐 精 品 文 档 精 品 文 档 西安地裂缝影响带房屋安全鉴定及防治措施 白 亮 1 刘永福 2 陈曦虎 2 李陵洲 2 周 宏 2 (1 1 长安大学建筑工程学院,西安 710061;21 西安市房屋安全鉴定中心,西安 710002) 摘 要:通过一幢位于地裂缝影响带的房屋安全鉴定实例分析,对受地裂缝影响的房屋,如何进行房屋 结构安全鉴定及如何实施相应的防治措施,进行了研究。可供类似西安地裂缝场地上的建筑物鉴定时参考 使用,同时为我国其他地区地裂缝影响带上的房屋安全鉴定积累宝贵经验。 关键词:西安地裂缝;安全鉴定;影响带 BUILDING SAFETY APP
2、RAISAL AND TREATING MEASURES OF GROUND FISSURE EFFECTING ZONE IN XIAN Bai Liang1 Liu Y ongfu2 Chen Xihu2 Li Lingzhou2 Zhou Hong2 (1 1School of Civil Engineering , Changan University , Xian 710061 ,China ; 21Xian Center of Building Safety Appraisal , Xian 710002 , China) Abstract : Based on the examp
3、le of building safety apprasial in ground fissure zone , how to make safety appraisal for those buildings and which measures should be taken were studied. Which is useful for buildingsof fissures zones in Xian and also provides experience for other regions suffering from ground fissure disasters. Ke
4、ywords : ground fissure in Xian; safety appraisal ; effecting zones 第一作者:白亮,男,1981年12月出生,讲师,博士。 E - mail:bailiang2000 yahoo. com. cn 收稿日期:2008 - 10 - 21 西安地裂缝是一种特殊的地质现象,20世纪50年代后 期发现,1976年唐山大地震以后活动明显加强。特别是进入 20世纪80年代以来,由于过量抽取承压水导致的地裂缝两 侧不均匀地面沉降进一步加剧了地裂缝的活动。地裂缝所 经之处,地面及地下各类建筑物开裂,破坏路面,阻断地下供 水,输气管道,危及一
5、些著名文物古迹的安全,不但造成了较 大经济损失,也给西安市居民生活带来不便。 1 西安地裂缝概况及其特征 据统计资料1 - 3,截止到目前,西安市一共发现了11条 地裂缝。11条地裂缝大致情况为:F4、F5、F6、F9地裂缝出露 长,连续性好,活动强烈,致灾严重地段占其出露长度的70 % 以上;F3、F8、F10地裂缝出露连续性较好,活动较强,致灾严 重地段占其出露总长度的30 %50 %;F1、F2、F7、F11地裂缝 出露段连续性较差,活动较弱,致灾严重地段占出露总长度 的30 %以下。 通过调查研究,本文把各类建(构)筑物受地裂 缝影响和破坏的基本类型及特征归纳为以下几点: 1) 地裂缝
6、通过处,各种不同类型的建筑物墙体普遍出现 开裂变形,裂缝呈上宽下窄,地裂缝东南侧下沉明显。 2) 地裂缝通过处,地面和路面大多呈锯齿状张裂,裂缝 东南侧下沉,形成北高南低的陡坎。 3) 地裂缝通过处,地下设施受到一定程度的破坏。例 如,由于地裂缝造成的差异沉降,地下管道错段,上下错开。 在此,本文通过对一例位于地裂缝上建筑物的鉴定,研 究有关地裂缝上房屋的安全鉴定及其相应防治措施。 2 房屋基本概况 被鉴定的建筑物,建于1985年,为5层砖混结构,结构平 面见图1。地基处理方式为大开挖,素土回填,基础为37灰 土垫层砖砌放大脚,设钢筋混凝土圈梁。墙体为普通黏土砖 混合砂浆砌筑,底层砖砌体采用1
7、00号砖,100号混合砂浆; 23层用75号砖,75号砂浆;4层用75号砖,50号砂浆;5层 用75号砖,25号砂浆。楼(屋)面板均为普通预制多孔板,每 层楼板下均设有钢筋混凝土圈梁,构造柱隔开间布置。据工 程地质勘察报告,该楼所处场地为I级非自重湿陷性黄土。 经现场调查,了解到该房屋曾因西侧外墙出现裂缝,采用 “预 试桩式托换法” 对西山墙及西单元部分承重墙、 中单元西户的 两道横墙、 东户的内纵墙及东单元的西户部分内横墙和内纵 墙等承重墙基础进行了加固补强,并补做了防漏地沟。 图1 结构平面 Fig.1 Plan of structure 811 Industrial Constructi
8、on Vol139 ,No17 ,2009 工业建筑 2009年第39卷第7期 3 现场勘察 经现场勘察,该楼东单元西户和中单元东户墙体裂缝较 为严重,经测量,裂缝最大宽度为13 mm。西单元外横墙与 内、 纵横墙也出现不同程度的裂缝,但受损情况相对于东单 元较轻。委托单位提供的地裂缝勘察报告表明4:从N55E 走向的F8的地裂缝从西南-东北方向斜穿过该房屋东单元 和中单元部分住户,该场地地裂缝处于西安地裂缝F8相对 活动强烈段,裂缝带宽24 m ,主变形带宽810 m ,深度约 10 m。地裂缝东南侧相对下沉明显,具有垂直张扭性的力学 特征。 4 成因分析 结合以上对该房屋的现场勘察做如下分
9、析: 该房屋东单元与中单元东户受到不同程度的破坏,主要 表现为地面变形,墙体开裂和门窗倾斜。墙体裂缝的形状, 具有受地裂缝损害的特征,墙体在相同部位较一致地出现斜 向裂缝,裂缝呈上宽下窄,纵墙裂缝东高西低,横墙裂缝南高 北低。裂缝张拉在纵墙严重,缝宽达313 mm。因F8地裂 缝东南侧相对下沉明显,造成门窗向东倾斜,开闭困难。西 安地裂缝每年第3季度的活动量最大,据住户反映,8月以来 房屋开裂、 变形加剧,这是西安地裂缝年变化的具体反映。 上述事实表明:该住宅楼东单元及中单元东户的损坏,与西 安地裂缝(F8)的活动直接有关。 西单元墙体出现的损害是否与地裂缝的活动有关,经现 场勘察,西单元外墙
10、裂缝呈明显的倒八字形,与东单元墙体 裂缝截然不同。委托单位提供的地裂缝勘察报告4表明:该 地裂缝主变形带宽810 m ,西单元南侧外墙距离地裂缝最 短垂直距离为30 m ,且不在地裂缝的主变形区内。根据 西 安地裂缝场地勘察与工程设计规程 5有关条款规定 ,对一 般建筑物最小安全避让距离为710 m(表1) ,由此可以推断 出该住宅楼西单元受地裂缝活动影响较小。据房屋使用方 反映,该楼于1994年实施加固前,由于部分地下水管道破 裂,使该处墙体突然出现裂缝且发展趋势较快。在对基础进 行加固,重做防漏地沟后,裂缝发展减缓且有停止的迹象。 由此可判定该房屋西单元墙体裂缝是排水管道破裂,水浸泡 地基
11、引起不均匀沉降所致,与地裂缝活动关系不大。 表1 最小安全避让距离 Fig.1 The least distance for safety of buildings 建筑类型建筑类型说明 最小安全 距离m 轻型建筑物如体育场、 停车场、 公园、 绿化场地等0 一般建筑物47层民用建筑,一般厂房710 重要建筑物810层楼房,具有1030 t吊车的动 力厂房,城市输水管道 20 特殊建筑物10层以上楼房,有重大建筑意义的馆 堂,50 t以上的大型厂房 70 5 检测结果 511 混凝土构件超声波探伤仪检测 为了掌握该房屋详细的受损情况,对该楼混凝土构件进 行了超声波探伤,采取随机抽样的方式共检测
12、了6个构件。 结果发现:被检测构件混凝土浇捣不密实,构件内部存在孔 洞,部分构件有裂缝存在。结果表明,被检测混凝土构件存 在内部缺陷。 512 砖砌体砂浆强度检测 经现场检查,该房屋砌筑砂浆酥松,已出现风化迹象。 并对底层砖砌体砂浆强度应用贯入法进行了检测,结果表 明,砂浆抗压强度换算值为110 MPa ,实际强度不能满足图纸 设计要求。 513 建筑物竖向位移观测 采用DSZ2水准仪对该楼竖向位移进行了观测,根据所 处环境与现场条件,以建筑物室外墙裙为假设基准。观测发 现,该楼东、 西两端相对于中间沉降量较大。其中,东侧下沉 量为18 cm ,西侧为2 cm。结果表明,该房屋已有不均匀沉降
13、产生。 514 墙体抗震能力验算 利用PKPM结构设计软件对该楼进行抗震承载能力验 算,计算结果表明:该住宅楼1、2层部分墙体抗震承载能力 不能满足现行抗震设计规范8度抗震设防的要求。 6 鉴定结论 由上述检测结果,根据 危险房屋鉴定标准 6判定 ,该 楼属C级房屋,即局部危险房屋。 7 处理措施 根据鉴定结论及地裂缝活动对西单元影响较小的实际 情况,应委托单位对该房屋保留一部分继续使用的要求,对 该房屋采取以下处理措施: 1) 对房屋东单元与中单元东侧受地裂缝影响较为严重 的部分进行拆除(即拆除 ? 轴 ? 轴之间建筑物 ) , 保留西单 元、 中单元西侧部分建筑。拆除时应连基础一起断开,避
14、免 因地裂缝活动变化,影响到被保留部分的安全使用。 2) 对该房屋保留部分采取抗震加固补强措施。拆除前 应对房屋整体进行定期沉降观测,拆除后应对被保留部分进 行定期的沉降观测。 在其后的3年内,对该房屋保留部分进行了定期沉降观 测。由于该房屋在建设初期未设立沉降观测点,考虑到F8 地裂缝东南侧下降的因素,为避免东南侧下沉影响到观测数 据的准确性,在该房屋 轴正北约20 m处设立了相对观测 基准点。从观测数据看,各观测点均有下沉但比较均匀,总 沉降量为10138 mm。差异沉降为116 mm ,最后100 d沉降速 率为01009 mmd。根据 建筑变形测量规程 7最后 100 d沉 降速率在0
15、1010104 mmd时可认为已进入稳定阶段的规 定,该房屋沉降稳定,符合安全使用的要求。 8 结 论 房屋鉴定工作者在进行地裂缝影响带上房屋安全鉴定 (下转第110页) 911 西安地裂缝影响带房屋安全鉴定及防治措施 白亮,等 降段变陡,这表明,随着轴压比的增加,构件最大荷载后的承 载力衰减加快,变形能力越来越小,延性越来越差。 1R5 - 018;2R5 - 016;3R5 - 014 图7 轴压比对骨架曲线的影响 Fig.7 Effect axial compression ratio on skeleton curves 3 结 语 1) 试验结果表明,钢骨-钢管混凝土柱在试件屈曲后
16、仍然具有很大的刚度,表现出良好的塑性,水平荷载不断上 升,直到屈曲非常严重时,荷载才开始下降,并且荷载的下降 非常缓慢。说明结构具有承载力高、 延性良好等优点。 2) 分析钢骨-钢管混凝土柱荷载-位移滞回曲线可 得:滞回曲线具有较好的稳定性,曲线图形饱满呈梭形,没有 明显的捏缩现象出现,表现出良好的耗能能力。 3) 含钢率和轴压比对钢骨-钢管混凝土柱的骨架曲线 有影响:随着含钢率的增加,骨架曲线形状变化不大,但是试 件的极限荷载有所增加;随着轴压比的增大,构件极限荷载 减小,极限位移减小,同时随着轴压比增大曲线下降段变陡, 延性越来越差。 参考文献 1 叶列平,方鄂华.钢骨混凝土构件的受力性能
17、研究综述J .土 木工程学报,2000 ,33(5) :1 - 12. 2 刘阳.核心型钢混凝土柱抗震性能实验研究D.泉州:华侨大 学,2006. 3 陈周熠.以钢管混凝土为核心的高强混凝土柱的设计方法研究 D.大连:大连理工大学,2002. 4 徐亚丰,向常艳,赫芳.轴心荷载作用下的钢骨-钢管混凝土柱 实验全过程分析 C 第七届全国现代结构工程学术会议. 2007:1812 - 1815. 5 徐亚丰,向常艳,李达,等.钢骨-钢管混凝土轴压短柱模拟实 验分析J .沈阳建筑大学学报:自然科学版,2007 ,123 (5) : 747 - 750. 6 徐亚丰,赫芳,蔡洪洲,等.钢骨-钢管混凝土
18、柱正截面承载力 分析J .沈阳建筑大学学报:自然科学版,2007 ,23(1) :33 - 36. 7 徐亚丰,赫芳,向常艳,等.钢管-钢骨混凝土组合柱轴压比限 值的研究J .沈阳建筑大学学报:自然科学版,2006 ,22 (5) : 740 - 744. 8 Xu Yafeng , He Fang , Xiang Changyan. The Conceptual Design and Innovation of the StructureC 8th International Conference on Steel2 Concrete Composite and Hybrid Structu
19、res. Harbin:2006:512 - 517. 9 徐亚丰,赫芳,向常艳,等.结构的概念设计与创新J .沈阳建 筑大学学报:自然科学版,2006 ,22(1) :30 - 34. 10徐亚丰,姜桂兰,向常艳,等.轴心受压下钢骨-钢管混凝土组 合短柱承载力研究J .沈阳建筑大学学报:自然科学版,2005 , 21(6) :640 - 643. 11徐亚丰,姜桂兰,赫芳,等.钢管-钢骨混凝土组合柱实验研究 J .沈阳建筑大学学报:自然科学版,2006 ,22(2) :228 - 231. 12游经团.矩形钢管混凝土压弯构件滞回性能研究D.福州:福 州大学,2003. 13 Wakabaya
20、shi M. Review of Research on Concrete Filled Steel Tubular Structures in Japan C Proceedings of the International Speciality Conference on Concrete Filled Steel Tubular Structures ( Including Composite Beams) .1988:5 - 11. 14 Ichinohe Y, Matsutani T,Nakajima M, et al. Elasto2Plastic Behavior of Conc
21、rete Filled Steel Circular ColumnsC Proceedings of the Third International Conference on Steel2ConcreteCompositeStructures. 1991:131 - 136. 15 Furlong R W. Columns Rules of ACI ,SSLC, and LRFD ComparedJ . Journal of Structural Division , ASCE, 1983 ,109(10) : 2375 - 2386. 16 Jack C Mccormac. Structu
22、ral Steel Design:LRFD MethodM. Harper and Row. Publishers. Inc ,1989. 17赵敬义.钢骨-钢管混凝土柱抗震性能研究D.沈阳:沈阳建 筑大学,2009. (上接第119页) 时,应对造成房屋损坏的各种原因,进行调查与分析,做到科 学的使用既有房屋,保证房屋安全鉴定工作的准确、 合理。 1) 对处于地裂缝场地上建筑物的安全鉴定,既要考虑地 裂缝的影响又要顾及其他因素,做到具体问题具体分析。如 在本实例中,对该房屋的损坏原因,就不能只单独认为是由 于西安地裂缝(F8)活动所造成,应结合房屋现状,仔细调查 被鉴定建筑物的既往历史,认真
23、分析,找出造成房屋损坏的 真正原因。 2) 建筑勘察设计单位在设计初期时,应尽量避开对建筑 物有不良影响的特殊地形地貌,这样既可以避免影响房屋的 结构安全,又可以节约更多的建设资金,从而确保社会的和 谐稳定及人民群众的生命财产安全。 参考文献 1 王景明.地裂缝及其灾害的理论与应用M.西安:陕西科学技 术出版社,2000:4 - 10. 2 李永善,李金正.西安地裂缝M.北京:地震出版社,1986:6 - 15. 3 谢广林.地裂缝M.北京:地震出版社,1988:7 - 15. 4 陕西省工程地震勘察研究院.某住宅楼场地地裂缝勘察报告 R.陕西省工程地震勘察研究院,1992. 5 DBJ 24688 西安地裂缝场地勘察与工程设计规程S. 6 JG J 12599 危险房屋鉴定标准S. 7 JG J 82007 建筑变形测量规范S. 011 工业建筑 2009年第39卷第7期