淺談建筑結(jié)構(gòu)鑒定與加固改造

殷巍巍

淺談建筑結(jié)構(gòu)鑒定與加固改造

殷巍巍

（中國水利水電科學(xué)研究院，北京，100038）

在分析建筑結(jié)構(gòu)鑒定與加固意義的基礎(chǔ)上，圍繞建筑物可靠性鑒定方法，混凝土鉆芯取樣檢測方法、統(tǒng)一回彈檢測方法，進(jìn)行深入探討分析，提出了對混凝土、砌體、鋼、木等一系列結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的具體措施，探討了實(shí)現(xiàn)檢測加固處理的高效化、規(guī)范化方法。對建筑結(jié)構(gòu)鑒定與加固有借鑒作用。

建筑結(jié)構(gòu)；加固；鑒定；改造

引言

建筑物建成后，在投產(chǎn)應(yīng)用過程中，由于受人為設(shè)計(jì)、施工以及環(huán)境因素的影響，其自身可靠及安全性能會隨著應(yīng)用年限的增加而逐漸降低，建筑物自身結(jié)構(gòu)也易產(chǎn)生形變，承載能力下降，甚至發(fā)生結(jié)構(gòu)上的位移、形變等，嚴(yán)重危及人身財(cái)產(chǎn)安全。需考慮對于建筑物進(jìn)行相關(guān)鑒定以及安全加固處理[1]，以恢復(fù)或提升建筑物的應(yīng)用安全可靠性能。

建筑加固技術(shù)基于有效的建筑物性能鑒定檢測后實(shí)施。結(jié)構(gòu)加固對于提升建筑物結(jié)構(gòu)質(zhì)量、應(yīng)用穩(wěn)定安全性能以及提高應(yīng)用年限具有重大意義。然而，現(xiàn)有的建筑結(jié)構(gòu)鑒定及加固工作尚未形成統(tǒng)一化方案，相關(guān)的檢測鑒定規(guī)范尚未形成，建筑鑒定未引起相關(guān)施工技術(shù)人員的足夠重視，從而嚴(yán)重影響后期的建筑加固過程，使得加固過程存在較大盲目性。因此，建筑結(jié)構(gòu)的鑒定及加固有著重要的現(xiàn)實(shí)意義[2]。

1　建筑物可靠性鑒定基本方法

建筑物可靠性鑒定要根據(jù)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)質(zhì)量規(guī)范要求，按照規(guī)程對建筑物結(jié)構(gòu)、質(zhì)量進(jìn)行安全可靠性能檢測，并給出鑒定報(bào)告，以有效指導(dǎo)后期的建筑物加固過程。鑒定包括對建筑物自身結(jié)構(gòu)承載能力進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測、分析等。

我國現(xiàn)階段建筑物結(jié)構(gòu)鑒定主要包括經(jīng)驗(yàn)鑒定法、實(shí)用鑒定法以及可靠度檢測法三大類。目前，應(yīng)用手段大多介于經(jīng)驗(yàn)以及實(shí)用性檢測手段，我國對于建筑物可靠性能鑒定已出臺《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》；同時(shí)，圖1也給出對于工業(yè)建筑物可靠性鑒定評定等級的劃分，予以參考。依據(jù)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，再結(jié)合信息化時(shí)代數(shù)據(jù)存儲應(yīng)用的便捷性使得高難度復(fù)雜化的建筑物可靠性能鑒定工作易于實(shí)現(xiàn)，本文重點(diǎn)對于混凝土鉆芯取樣檢測、統(tǒng)一回彈檢測兩種方法進(jìn)行分析研究[3]。

1.1混凝土鉆芯取樣檢測

混凝土鉆芯取樣檢測即在混凝土建筑物結(jié)構(gòu)中進(jìn)行鉆取混凝土，獲得分析樣本，通過標(biāo)準(zhǔn)化加工，使得取芯樣本符合現(xiàn)有建筑檢測規(guī)定（直徑不宜小于3倍骨料最大粒徑，保證其公稱直徑大于70mm），對于符合實(shí)驗(yàn)要求的混凝土樣件進(jìn)行加壓測試，檢測其強(qiáng)度性能。

但對于混凝土直接施加外部荷載進(jìn)行強(qiáng)度測試尚有較大的偏差和不確定性，導(dǎo)致可靠程度以及精確度較低?；阢@芯法的混凝土強(qiáng)度測試能夠有效降低此類不確定性，使得檢測結(jié)果較為精確，但尚存在標(biāo)準(zhǔn)差較大的問題，此時(shí)間接測量的方式能夠有效避免實(shí)驗(yàn)測試與實(shí)際情況偏差較大的缺陷。因此，實(shí)際檢測過程中，將混凝土鉆芯取樣檢測方式與間接測量方法結(jié)合，能夠在提升測量精度的同時(shí)，盡可能使得實(shí)驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)接近于實(shí)際情況，并極大程度上提升檢測的可靠程度[4]。

圖1　建筑可靠性鑒定一般流程

1.2統(tǒng)一回彈檢測

為提升檢測精度，還可應(yīng)用統(tǒng)一回彈設(shè)備來檢測混凝土結(jié)構(gòu)性能?；貜棛z測手段作為一種普遍性的檢測方法，具有操作靈活便捷等特點(diǎn)，同時(shí)伴隨著時(shí)代發(fā)展，該手段也逐漸克服了自身檢測精度低等特點(diǎn)，逐漸得到廣泛實(shí)際應(yīng)用。而實(shí)踐過程中，尚存在設(shè)備未能得到高效應(yīng)用、檢測狀態(tài)的評估未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)等缺陷，因此若要使得檢測精度進(jìn)一步提升，需對現(xiàn)有的檢測方式以及評估標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一化解決。

2　建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)與改造

建筑結(jié)構(gòu)的加固處理為提升建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、可靠性以及應(yīng)用安全性能考慮，旨在恢復(fù)或提升建筑物承載能力，提升建筑物應(yīng)用年限，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求。

2.1加固技術(shù)基本原則

建筑物結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)是建立在前期有效的建筑物性能鑒定的基礎(chǔ)之上的，其主要工作內(nèi)容為：首先，遵循一定的加固改造原則作為指導(dǎo)，致力于結(jié)構(gòu)剛度以及承載能力的提升，以防外界荷載作用于結(jié)構(gòu)，使之發(fā)生形變，避免降低結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及耐久性能；其次，結(jié)構(gòu)加固改造過程需綜合考慮施工技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效果，在確保加固后效果的前提下，最大程度減少施工成本，盡量保障人員財(cái)產(chǎn)安全，對具體有修復(fù)和保存價(jià)值的結(jié)構(gòu)的加固工作也需做到有條不紊。

施工前統(tǒng)籌好各方設(shè)計(jì)施工以及后期處理的工作，考慮到施工過程中易出現(xiàn)的各方面突發(fā)事件，如加固過程中可能會出現(xiàn)的傾斜、坍塌、斷裂等事故，提前做好應(yīng)急預(yù)案，并明確要求施工單位一定要嚴(yán)格安全要求進(jìn)行施工操作，確保萬無一失。再次，加固設(shè)計(jì)完成之后，應(yīng)有序開展加固施工作業(yè)，避免對加固施工方案進(jìn)行臨時(shí)隨意更改。對于例外情況，需更改前期設(shè)計(jì)，在得到技術(shù)鑒定亦或設(shè)計(jì)變更許可的基礎(chǔ)之上，由建筑、設(shè)計(jì)、施工等各方人員共同商討決定設(shè)計(jì)更改事宜，并且實(shí)際的加固施工須嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行[5]。

2.2檢測加固技術(shù)改造實(shí)施

由于傳統(tǒng)的加固技術(shù)存在的弊端缺陷，已逐漸不能滿足建筑居住的舒適性、安全性等高效要求，需對現(xiàn)有的建筑加固進(jìn)行一系列技術(shù)改進(jìn)措施，逐漸替代傳統(tǒng)加固技術(shù)，優(yōu)化處理，以極大提升建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和適用性。對此，筆者在下文深入分析了混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)以及木結(jié)構(gòu)的檢測實(shí)施策略。

（1）混凝土結(jié)構(gòu)

混凝土結(jié)構(gòu)的缺陷及損傷主要包括以下幾個(gè)方面：整體外觀結(jié)構(gòu)缺陷（即易出現(xiàn)外形裂縫、較大混凝土澆筑間隔造成結(jié)合面）、疏松多孔等質(zhì)量缺陷，環(huán)境災(zāi)害腐蝕、凍裂、堿骨料、氯離子等浸蝕損傷，以及碰撞等人為損傷。對于混凝土結(jié)構(gòu)的檢測，需依據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)及質(zhì)量缺陷，采取實(shí)際外觀質(zhì)量的一系列優(yōu)化檢測手段，例如，通過目測與尺量、超聲等方法檢測外觀質(zhì)量；通過超聲、取樣、剔鑿等方法進(jìn)行損傷的檢測；通過超聲、尺量等方法進(jìn)行裂縫缺陷的檢測，并基于檢測結(jié)果采取一系列結(jié)構(gòu)加固措施。

（2）砌體結(jié)構(gòu)

砌體結(jié)構(gòu)的缺陷及損傷主要包括以下幾個(gè)方面：砌筑組砌質(zhì)量缺陷、砌體受環(huán)境以及人為的損傷（如環(huán)境災(zāi)害影響、凍融損傷、風(fēng)化、日曬引起的結(jié)構(gòu)承載能力下降），以及人為碰撞損傷等。解決方法為通過目測法對于砌筑質(zhì)量進(jìn)行有效監(jiān)測，同時(shí)通過超聲、尺量等方法對砌體損傷進(jìn)行有效檢測，并基于檢測結(jié)果采取一系列結(jié)構(gòu)加固措施。

（3）鋼結(jié)構(gòu)

鋼結(jié)構(gòu)的缺陷和損傷主要包括以下幾個(gè)方面：鋼結(jié)構(gòu)自身質(zhì)量特性，如均勻性、裂紋金屬材質(zhì)純度等；受環(huán)境以及人為因素影響造成的損傷，如局部強(qiáng)度差引起的形變、裂縫等。此時(shí)，可依托于觀察法和投射法對鋼結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量可靠性進(jìn)行檢測，對于局部強(qiáng)度差異引起的裂縫以及銹蝕，可分別通過觀察尺量法、電位差法進(jìn)行檢測，最后可基于檢測結(jié)果采取一系列結(jié)構(gòu)加固措施[6]。

（4）木結(jié)構(gòu)

木材缺陷主要包括以下幾個(gè)方面：圓木和方木的裂縫、扭斜紋等質(zhì)量缺陷；膠合木結(jié)構(gòu)的翹曲等缺陷；輕型木結(jié)構(gòu)的彎折、扭曲等缺陷。對于木結(jié)構(gòu)的檢測技術(shù)包括目測、尺量、靠尺、探針等手段，并基于檢測結(jié)果采取一系列結(jié)構(gòu)加固措施。

3　結(jié)語

我國建筑行業(yè)的檢測及加固技術(shù)尚有很大的研究發(fā)展空間。針對我國建筑結(jié)構(gòu)及特征，需在傳統(tǒng)檢測加固技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分考慮當(dāng)前建筑物應(yīng)用強(qiáng)度、可靠性、安全性等方面的需求，從而實(shí)現(xiàn)檢測、加固處理、再檢測的高效化、規(guī)范化發(fā)展。

[1]陳婷婷. 現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定及加固設(shè)計(jì)研究[D]. 北京: 北京工業(yè)大學(xué), 2012.

[2]成龍. 建筑結(jié)構(gòu)的加固與鑒定[J]. 科技傳播, 2013, 20(11): 163-167.

[3]楊曉光. 火災(zāi)后鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受損鑒定與修復(fù)加固[D].天津: 天津大學(xué), 2006.

[4]錢曉旭, 韓曉健, 彭陽. 校舍抗震鑒定與加固處理[J]. 施工技術(shù), 2012(S1): 141-143.

[5]李海龍. 關(guān)于抗震鑒定的初步探討及實(shí)例應(yīng)用[J]. 山西建筑, 2012, 38(18): 44-45.

[6]程紹革, 史鐵花, 戴國瑩. 現(xiàn)有建筑抗震鑒定的基本規(guī)定[J]. 建筑結(jié)構(gòu), 2010(05): 1-3.

Identification and Reinforcement Measures of Building Structure

YIN Wei-wei
(China Institute of Water Conservancy and Hydropower Research, Beijing, 100038, China)

Based on the full understanding of significance of building structure identification and reinforcement, two basic methods, namely, concrete drill core sampling detection, and uniform rebound detection, of reliability identification are deeply discussed and analyzed. Also, put forward measures for optimization of a series of structures, such as concrete, masonry, steel and wood, providing theoretical guidance for development of high efficiency and standardization of reinforcement identification and reinforcement.

Building Structure; Reinforcement; Identification; Reconstruction

TU201.1

A

2095-8412 (2016) 05-879-03工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新 URL: http://www.china-iti.com

10.14103/j.issn.2095-8412.2016.05.013

殷巍?。?983-），女，工程師，學(xué)士學(xué)位，建筑與土木工程。E-mail: yinww@iwhr.com