鼓楼台基安全检测与评价研究

黄从斌，邰洪生，张今阳，吴 旭

（1.安徽省水利部淮委水利科学研究院，安徽 蚌埠 233000；2.安徽省建筑工程质量监督检测站，安徽 合肥 231000；（3.凤阳县建筑工程质量监督站，安徽 滁州 233100）

1 概 述

凤阳鼓楼坐落于安徽凤阳县，是我国最大的鼓楼，建于明洪武八年，当时是中都城重要附属建筑，与西边的钟楼遥遥相对，两座建筑相距3km，分列于中都城中轴线的两侧。鼓楼由台基（城台）和殿楼（城楼）两部分组成。台基正中间有三个门洞。目前鼓楼台基砖墙的很多地方出现了竖向裂缝、鼓凸变形、墙面浸湿、风化、破损落石等现象，其安全性值得深入研究，一旦发生破坏，将会产生严重后果。因此需要对鼓楼台基进行检测及安全性作出客观的评价，为其进行健康修复的决策和修复方案提供科学依据。

2 台基现状研究

2.1 台基结构特征

鼓楼现存台基南北长72m，东西宽34.3m，高15.8m，城砖砌成。台基下有东西向3个券门，中门宽度5.0m、高度5.6m，侧门宽度4.0m、高度5.0m，门洞拱券为5券5伏的形式；门洞间墙体厚度2.5m。门洞外侧镶有10cm白玉石门边，台基顶面相对广场地面高度13.6m。如图1所示。台基的主体结构以填土结构为核心，外包特制青砖砌体（青砖尺寸：43.5cm×11.5cm×12.0cm）的形式；台基砖墙以青砖为基础，基础埋深为1.0m，墙趾为0.1m×0.1m。

2.2 台基砖墙外观质量

②台基砖墙东侧墙体表面有6条主要竖向裂缝，裂缝距南侧分缝距离分别为3.8m、7.3m、8.8m、16.8m、52.2m，竖向裂缝长度较大，西侧面和东侧面各有3条裂缝长度超过台基砖墙高度的1/3，裂缝宽度为5mm～10mm，台基砖墙墙身存在局部浸湿现象，砌砖表层有风化破损现象，如图4所示。

图1 鼓楼台基现状图

图2 台基砖墙计算简图

2.3 台基填土的主要特征

根据检测与分析的需要，对台基内部填土地质情况进行勘察。根据勘察结果，地基土层由表层向下依次包括杂填土、素填土、粉质粘土，各土层主要特征如表1所示。

勘察结果表明：场地土类型属中软场地土，据区域地质资料：覆盖层厚度为20m＜d＜50m，由《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）表4.1.6查得，建筑场地类别为Ⅱ类；场地无活动断裂通过，杂填土和素填土7m以下土层均匀性均较差且有空洞分布，场地适宜性差为不均匀地基。

2.4 雷达检测台基砖墙厚度

用雷达检测墙体厚度，雷达测线在东西两侧墙体表面按水平、竖直两个方向分别布置，并在门洞间墙体中进行波速率定。水平向测线布置于门洞与北端分缝之间。竖向测线布置于广场地面至墙垛底部。

砖、土作为不同的介质具有不同的介电常数，当电磁波从砖体进入土体时，因为介电常数的差异，电磁波会在分界点产生反射。当雷达天线沿墙体表面移动时，一系列的分界点波形变化就形成分界线，就是砖土的分界面。

图3 基砖墙西侧立面外观质量（单位：m）

图4 基砖墙东侧立面外观质量（单位：m）

土层参数检测结果汇总表 表1

台基砖墙厚度汇总表 表2

本次雷达检测使用的是美国生产的GSSISIR-10B型探地雷达，配备天线中心频率为100MHz，采用连续测量方式。根据现场环境及探测目标体的情况，探测参数设置如下：窗口：100ns；增益：5点增益，手动调节；低通滤波：280MHz；高通滤波：35 MHz；波速取值：0.09m/ns。

墙体厚度检测结果见表2。

3 台基砖墙安全性分析

根据实测几何尺寸和土层性质及《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330-2002），在不考虑台基砖墙竖向裂缝和内部填土不均匀的情况下，采用理正软件计算分析台基砖墙的承载力和稳定性。上部殿楼自重等效为41.25kN/m，台基砖墙计算简图如图2所示，本次计算时采用两种计算工况进行计算，计算结果见表3。

为认真贯彻落实习近平总书记重要讲话精神，大力支持和促进民营企业发展壮大，司法部研究出台了《关于充分发挥职能作用 为民营企业发展营造良好法治环境的意见》（以下简称《意见》），为民营企业发展提供坚实法治保障。

计算工况一：挡墙结构自重+墙顶与第二破裂面间有效荷载+墙背侧岩土侧压力+墙背侧地表荷载引起岩土侧压力。

计算工况二：挡墙结构自重+墙顶与第二破裂面间有效荷载+墙背侧岩土侧压力+墙背侧地表荷载引起岩土侧压力+地震作用力。

计算结果表明：台基砖墙的抗倾覆稳定性、抗滑移稳定性、台基砖墙地基基础的承载力满足要求，但是整体稳定性系数、地基承载力的可靠性保证情况较小。

4 台基砖墙裂缝处理界限研究

4.1 民用建筑可靠性鉴定标准有关规定

国家标准《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292-1999）中，关于不适于继续承载的裂缝的有关规定如下。

①对于受力裂缝：a.空旷承重外墙的变截面处，出现水平裂缝或斜向裂缝；b.其他明显的受压、受弯或受剪裂缝。

②对于非受力裂缝：a.纵横墙连接处出现通长的竖向裂缝；b.其他明显的受压、受弯或受剪裂缝；c.其他显著影响结构整体性的裂缝。

4.2 历史遗留建筑物结构安全性检测与鉴定指南有关规定

清华大学《历史遗留建筑物结构安全性检测与鉴定指南》中，古建筑中，关于C级不能继续使用的砖砌体的有关规定如下：

①墙体有宽度大于2mm、长度超过墙高1/2的1条竖向裂缝，或长度超过墙高1/3的3条及以上竖向裂缝。

②墙表面风化、剥落、砂浆粉化，有效截面削弱达1/4及以上。

台基砖墙各工况下安全性分析计算结果 表3

综上所述，在鼓楼台基砖墙上出现的竖向裂缝中，有明显的弯曲受拉裂缝，为受力裂缝，西侧面和东侧面各有3条裂缝长度超过台基砖墙高度的1/3，裂缝宽度为5mm～10mm，宽度较大，不适用于继续承载，为C级裂缝，影响结构的整体性和承载力。

5 结论与建议

①台基内部填土不均匀和出现空洞在雨水浸入后容易引起局部土体抗剪强度降低，导致局部土体滑移，对台基砖墙形成侧压力形成鼓凸变形；应做好台基顶部雨水疏通，避免雨水渗入到内部填土中去。

②在不考虑台基砖墙竖向裂缝和内部填土不均匀的情况下，台基砖墙的抗倾覆稳定性、抗滑移稳定性、整体稳定性、台基砖墙地基基础的承载力满足要求,但是整体稳定性系数、地基承载力的可靠性保证情况较小。

③台基砖墙中出现的竖向裂缝的长度及宽度超过规范和标准的要求，会影响结构的承载力、安全性和耐久性，容易产生安全隐患，建议对台基砖墙已经产生的破坏进行修复和加固处理，增加砖墙墙身的整体性和强度。

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