某煤矿主井井塔现有结构抗震鉴定

唐少平

(长治市建设工程质量监督站，山西长治 046000)

1 工程概况

某煤矿主井井塔建于1992年，结构体系为钢筋混凝土壁板结构。该建筑长15 m，宽12.5 m，总建筑面积为1 687.5 m2;该建筑一共9层，其中1层层高7 m，2层～6层层高5 m，7层层高4.8 m，8 层层高5.25 m，9 层层高10.95 m，建筑总高度为 53.5 m。该井塔原设计提升能力为120万t/年，目前实际年处理煤量为153万t，已经超过原设计提升能力。

2 现场检测

2.1 结构外观质量检测

经现场调查复核，井塔结构基本符合结构设计图纸。

该结构现浇混凝土整体外观质量较差，蜂窝、麻面、酥松、孔洞等缺陷普遍存在，该结构混凝土外观质量不满足规范要求。

1)结构构件尺寸偏差检测。采用NIKON Nivo 2.M全站仪对该结构梁构件挠度进行抽检，检测时梁底、柱和壁柱已经抹灰，因此只能通过观测梁底抹灰的相对高差来间接反映梁在荷载作用下的挠曲情况及垂直度。按梁构件总数的10%进行抽检，现场随机抽取15根梁构件进行检测;按各类柱构件总数的10%进行抽检，现场对所有具备检测条件的框架柱和壁柱进行检测，其中框架柱20个，墙壁柱29个。检测结果表明，结构梁构件挠度检测结果基本满足规范要求;大量柱及壁柱垂直度偏差大于规范允许值，不满足现有规范要求。2)结构整体垂直度观测。采用NIKON Nivo 2.M全站仪对结构整体垂直度进行观测，目前结构顶点侧移矢量最大值为74.4 mm，结构整体向西倾斜过大，因此该结构整体垂直度不满足现有规范要求。

2.2 现有结构混凝土强度检测

主要采用钻芯法和回弹法对混凝土强度进行测试。该结构各层混凝土梁、板、柱的强度均为C20，按照同一批次构件进行检测，其中墙、柱采用钻芯法，板采用回弹法。取10个芯样进行校核，该结构柱的混凝土强度最低值为16.7 MPa，平均值为24.6 MPa，混凝土强度值离散性很大，另外10个芯样有6个异常断裂，这说明该批柱子施工质量很差，混凝土内部蜂窝、孔洞等质量缺陷严重。由于梁钢筋配置太密，取芯时难免打断钢筋，破坏原有结构，考虑到梁、板构件为同批次施工，并且强度等级相同，故可通过板的混凝土强度来评价梁的混凝土强度。评定结果显示，该批混凝土样本强度换算值分布均匀，样本值标准差为3.94，说明该批混凝土的匀质性较好，强度分布较均匀，因此根据回弹结果评定该结构梁、板构件的混凝土强度满足设计强度C20。根据设计图纸，该结构标高12 m以下墙体构件总数为8，混凝土构件设计强度为C25，现场钻取芯样6个;标高12 m以上墙体构件总数为28，混凝土构件设计强度为C20，现场钻取芯样11个。该结构标高12.000 m以下墙体混凝土强度最低值为23.5 MPa，平均值为27.5 MPa，混凝土强度离散性较小，因此可以鉴定标高12.000 m以下混凝土强度满足设计要求，可按C25计取。标高12.000 m以上墙体混凝土强度最低值为14.2 MPa，平均值为16.6 MPa，普遍低于设计强度C20，并且所取的11个芯样有3个异常断裂，施工质量较差，内部缺陷较多，强度不满足设计要求。

3 结构抗震鉴定

3.1 场地、地基和基础

该楼所处整个场地比较平整，不属于对抗震不利地段，可不进行场地对建筑影响的抗震鉴定。

该结构属于7度设防时的丙类建筑，根据结构整体垂直度现状及墙体裂缝现状的检测结果，该建筑地基基础现状无严重静载缺陷，可不进行地基基础的抗震鉴定。

3.2 上部结构抗震鉴定

1)结构外观和内在质量。根据现场检测结果，现有结构墙体、梁、柱等主要承重构件及其节点未见明显开裂、剥落、松动等缺陷，钢筋无明显露筋、锈蚀等缺陷，但是该结构柱类构件的施工质量很差，内部缺陷严重，严重影响柱类构件抗震承载力，不满现有规范要求。2)抗震一般规定与构造措施。该结构共9层，房屋总高度为53.5 m，满足规定。剪力墙的洞口位置上下对齐符合规范规定。同时也满足塔壁洞口宜布置在塔壁中间部位，洞口宽度不宜大于1/3塔壁宽度，洞口边距塔壁边的距离不宜小于2 m。梁、柱和墙截面尺寸都满足规范相关规定。该结构框架柱和标高12.000以上的墙混凝土实际强度等级不满足设计强度等级C20的要求。现有框架梁的配筋与构造符合相关规范的规定。3)抗震验算结果。该结构柱类构件体积配箍率相对较小，大量框架柱和壁柱的抗剪承载能力不满足规范的有关要求;该部分柱子的抗震承载力不满足现行规范要求;一层框架柱最大轴压比验算结果为0.79，虽然未超过规范规定的限值，但是上述计算结果未考虑混凝土内部缺陷，因此对该批柱子的轴压比问题应谨慎看待。该结构顶层墙体弹性层间位移角验算值为1/491大于规范允许值1/800，不满足规范要求。其他梁和墙体抗震承载力验算结果满足现行设计规范的要求。

4 结语

4.1 鉴定结果

1)现有结构静力安全性等级为C级，结构可靠性综合等级为三级，结构受压承载力存在一定的安全隐患，不满足GB 50144-2008工业建筑可靠性鉴定标准的鉴定要求。

2)该结构抗震措施和抗震承载力均存在不足，结构综合抗震性能不满足GB 50023-2009建筑抗震鉴定标准的抗震鉴定要求。

4.2 处理措施

考虑到混凝土柱子强度很低，且内部缺陷严重，同时还存在配筋不足的缺陷，因此建议对所有柱子采用包钢法进行加固处理，增加混凝土侧向约束，提高混凝土柱抗压、抗剪和抗弯承载力，增加柱子延性;针对顶层缺陷，建议增加水平抗侧力构件，使结构抗震体系更加合理完善;该结构顶点侧向位移矢量方向整体向西倾斜，建议长期观测，看倾斜是否趋于稳定。

［1］GB/T 50344-2004，建筑结构检测技术标准［S］.

［2］GB 50007-2002，建筑地基基础设计规范［S］.

［3］GB 50010-2010，混凝土结构设计规范［S］.

［4］GBJ 117-88，工业构筑物抗震鉴定标准［S］.

［5］GB 50191-93，构筑物抗震设计规范［S］.

［6］GB 50011-2010，建筑抗震设计规范［S］.

［7］GB 50204-2002，混凝土结构工程施工质量验收规范(2011版)［S］.