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岩土研究院

工程实例-某市传染病医院病房大楼加固

276 2022-01-18 15:30:00

一、概况

某市传染病医院病房大楼始建于1981年,平面尺寸62.4m×17.9m,为四层(局部五层)砖混结构,基础为钢筋混凝土条形基础,南北外廊部分为独立柱基。由于多方面的原因,工程于1985年才竣工,建成后即发现墙体、柱、连系梁等多处开裂,局部裂缝宽度达 20mm,屋面漏水严重,无法投入使用,市卫生局数次召集建设、设计、施工单位协商,因为建筑物质量问题牵涉较广,且当时预计加固费用在 35~40万元之间,所以均未拿出处理方法,1987 年底上报市政府,1988 年初,市政府出面委托湖北省建筑科学研究设计院对建筑物进行加固处理。

施工前后均未对建筑物进行沉降观测,基于房屋开裂情况。认为开裂的主要原因是地基不均匀沉降造成的,为给事故分析及处理提供依据,又对房屋的沉降及裂缝肇的发展作了为期三个月的观测,观测结果见表4.6-3。

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表中可见,建筑物沉降尚未稳定,且差异沉降呈扩大趋势,必须尽快予以处理。

沉降观测期间走访了建设、设计、施工诸单位,了解了设计施工全过程,并结合工程地质报告、竣工资料,进行了深入细致的分析讨论,查出了工程质量事故的原因并由此拟定了加固方案。

二、工程质量事故原因及分析

(一)地基的不均匀变形造成了房屋开裂。建筑物地基土各土层物理力学性质如表 4.6-4∶

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2、基底接触应力差异较大

设计中,在拟定基础平面尺寸时,南北外廊A、G轴处独立柱基尺寸过大,基底接触应力较病房小 30%左右,加之其压缩层深度较小,导致独立桩基与建筑物主体之间产生较大的差异沉降,走廊地面倾斜开裂.外廊中间从东到西一条裂缝贯穿整个建筑物地面,最宽处达3mm。

3.浸水软化导致建筑物地基不均匀下沉

该地区粉质粘土具有湿陷性,地质勘探表明,该场地地下水位标高在-3.0cs左右、建筑物施工时,生产及生活用水渗入地基,致使地基软化,特别是施工底层水磨石地面时,大量的生产用水直接排入地基,使得一1.70~-3.0m 处非饱和高压缩性粉质粘土严重软化,加剧了地基的沉陷,建筑物普遍开裂,在没上活荷载的情况下,即成为危房。

(二)湿度应力促使建筑物开裂

建筑物平面尺寸62.4m×17.9m,设计中没考虑温度因素设置伸缩缝,屋面也没有架空板,仅设置 60 厚珍珠岩保湿层;楼板全部纵向布置,产生较大的温度应力,致使顶层墙体产生水平裂缝,内纵墙斜向开裂.①轴处砖柱水平剪断。观察阶段发现.在温差为 18℃时,用经纬仪测出建筑物①轴处侧向水平位移最大为 27rmorm。

(三)建筑物整体刚度较差

建筑物 A、G轴为独立柱基,基础间没有设置地梁,也没有与主体基础连接,使得房屋整体性较差,各部分刚度不均,A、G轴窗下纵墙严重开裂,连系梁产生较大变形,多处出现裂缝,局部钢窗玻璃压破,窗户变形,无法开启。

(四)雨篷设计考虑欠周

建筑物东西两边雨篷一端与大楼主体连接,另一端支承于钢筋混凝土柱上,柱下为独立基础,基底接触应力小于主体部分,且两端地基没受施工生产用水影响。这样,当大楼主体因各方面的原因产生较大的沉降时,连接部分拉裂就不可避免了。表现为雨篷底部与主体连接处裂缝宽度达10mm.左右,西端独立柱被拉裂,东端柱面大理石脱落破损,地面出现较宽裂缝。

三、加固方案

如前所述,经济承受能力问题是该建筑物搁置多年悬而未决的主要原因之一,基于建筑

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(二)拓宽基础

在加固后的地基上,将建筑物原来的条形基础加固成满布的板基,充分利用原有的地圈梁,在圈梁底下墙体上凿350×600孔洞,采用分离式条基将基础加宽,见平面图4.6-4。根据加固后的荷载情况,条基及基础梁的配筋按地基反力100kPa计算(拓宽后不计基础自重及土重的基底平均压力)。见图4.6-5。

(三)增强整体刚度

建筑物南北外廊A、G轴部分与房屋主体间因有一道 700 宽×1000 深管沟,基础无法连接,方案考虑在纵向加设一道 500×800连系梁,加强独立柱基之间的连接,方法是在基础面打开柱子钢筋,将连系梁主筋与柱主筋焊接,在梁底加打石灰桩以协调地基的沉降,连系梁配筋按地基反力120kPa计算,见图4.6-6,西端雨篷独立柱基与主体基础间,现浇 C20 混凝土基础,基础梁一端嵌固于地梁底部,另一端钢筋与柱主筋焊接。

(四)减小温度应力

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