工业厂房加固后可靠性鉴定

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1、工业厂房加固后可靠性鉴定　　[摘要]厂房内大面积地面堆载下，厂房地面各区域发现有不同程度的沉降，钢梁和屋面板局部下挠，钢柱倾斜。为了确保结构安全，对地面进行加固处理；处理后发现柱倾斜加剧。为了确保结构的安全，结合工程实例分析厂房加固前和加固后损伤原因，并评价厂房现有状态的可靠性。[关键词]大面积堆载不均匀沉降倾斜加固可靠性鉴定　　　　引言　　浙江省绍兴市一厂房为单层门式钢架结构建筑，主体地基采用Φ500mm预应力管桩，桩长约45～50米，桩尖持力层选在强风化岩层。地面地基采用Φ550mm水泥搅拌桩处理，桩长12米。投产后，厂房地

2、面各区域均发现有不同程度的沉降，最严重区域最大沉降45cm左右；并发现部分钢构件产生变形，其中屋面钢梁和屋面板局部下挠。后期采用静压锚杆方桩加固和预应力管桩加固。　　本文针对上述存在的问题，对产生现状的原因进行分析并按《工业建筑可靠性鉴定标准》GB50144-XX评估其是否还能安全使用。　　　　1工程背景　　建筑结构概况　　厂房采用单层五跨轻钢结构，平面呈现矩形，跨度均为25mm，柱距8m，轴网尺寸为176m×82m，建筑面积为约23600m2，参见图1。钢柱柱脚标高为±，A、F轴柱顶标高，B、E轴柱顶标高，C、D轴柱顶标高。钢

3、柱采用H480×220×5×10、H326×260×5×12和H330×250×5×10焊接H型钢。钢柱、梁采用Q345钢，其余构件采用Q235钢。根据现场堆载物品、单位重量以及占地面积等对地坪堆载情况对地坪堆载情况进行统计，地面堆载为～，参见图1。　　工程地质概况　　厂房场地土类型属软弱场地土，所在场地属于Ⅲ类场地，地基土自地表往下各土层的厚度及主要物理力学性能详见表1。　　　　2现场勘验检测情况　　地面、柱顶及屋脊标高测量　　现场采用水准仪对厂房地面进行标高测量，共设置沉降点85个。测量结果表明厂房加固后地面跨中标高与边柱标

4、高高差平均值约46mm。现场采用全站仪对厂房各轴线柱顶及局部屋脊相对标高进行测量，相对高差、测点布置和测量结果见图2、3。测量结果表明：轴相邻柱沉降差基本满足规范要求。12轴、13轴屋脊出现永久变形，变形量分别为157mm、184mm。　　钢构件变形检测　　采用全站仪对钢立柱进行倾斜检测，共计测点78个，5个测点满足规范C级侧向位移限值>H/700要求。各观测点水平位移情况计算结果详见图1。　　采用全站仪对部分屋架梁跨中挠度进行检测，8处屋架梁构件跨中挠度超出规范限值要求；其中3/A-B跨中挠度，4/A-B跨中挠度，/E-F跨中

5、挠度，8/C-跨中挠度，13/A-B跨中挠度，14/A-B跨中挠度，18/A-B跨中挠度，20/C-跨中挠度。　　3结构验算　　刚架结构承载力验算　　对厂房21榀刚架进行计算，当结构水平位移过大达到C级标准的严重情况时，考虑水平位移引起附加内力对结构承载力的影响。采用中国建筑科学研究院结构研究所PKPM系列的STS计算软件建模，按图1将各柱柱顶增加结构水平位移计算。柱脚采用地脚螺栓连接，建模时假定为铰接，其它部位为刚接。计算时，梁柱轴线尺寸、截面尺寸、材料强度均取设计值。？屋面恒载标准值：？？kN/m2？，屋面活载标准值：？kN

6、/m2？。计算结果表明：21/A-B、21/E-F屋架梁最大应力比为，22/A-B、22/E-F屋架梁最大应力比为，不满足现行设计规范要求；其余钢构件最大应力比≤1，满足现行设计规范要求。　　水泥搅拌桩复合地基承载力及变形计算　　根据厂房的堆载和地基处理情况对水泥搅拌桩复合地基下卧层承载力及变形进行计算。选取地面堆载，尺寸8m×24m，水泥搅拌桩桩长12m，矩形布桩，Φ550@XX。采用分层叠加法和角点法计算，计算结果表明，复合地基下卧层承载力满足规范要求；搅拌桩复合土层矩形基础中心点的平均压缩变形S1=155mm，S2=229

7、mm，S=384mm。　　　　4原因分析　　地面沉降分析　　该厂房地基采用12mφ550m水泥搅拌桩处理，位于淤泥层中部，搅拌桩处理范围以下仍有约20m软弱下卧层。在大面积地面荷载的作用下，下卧软弱层将会发生长期而缓慢的次固结沉降和压缩变形。厂房水泥搅拌桩复合地基变形理论计算表明该复合地基最终沉降量约为38cm，考虑施工误差与实际最大沉降量45cm基本吻合。加固改造前的地面沉降主要原因是设计对竖向承载搅拌桩复合地基的变形未提出有效的处理措施。　　柱和梁变形分析　　对于桩基础，大面积地面荷载一方面会在桩身产生负摩擦阻力，增加桩的竖

8、向荷载并产生不均匀沉降，另一方面土体发生水平侧移，使桩挠曲、水平变形，产生弯矩，从而使上部结构柱倾斜等损伤。　　加固施工采用大量的挤土类型桩，由于大量桩体积的压入，破坏了土体的相对平衡状态，在不排水条件下桩必须向外挤开与自身体积相等的土体体积。这就造成桩周土体中