試論混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的質(zhì)量檢測及抗震鑒定

張吉天

（上海市巖土工程檢測中心 上海寶山 200436）

前言

受建筑行業(yè)快速發(fā)展影響，近年來我國建筑的結(jié)構(gòu)、材料以及施工技術(shù)均實(shí)現(xiàn)了較為長足進(jìn)步，人們對房屋的需求也在不斷發(fā)生變化，這就對建筑行業(yè)的發(fā)展提出了較高挑戰(zhàn)，而為了較好應(yīng)對這類挑戰(zhàn)，正是本文圍繞混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的質(zhì)量檢測及抗震鑒定開展具體研究的原因所在。

1 混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的質(zhì)量檢測及抗震鑒定要點(diǎn)

1.1 質(zhì)量檢測要點(diǎn)

結(jié)構(gòu)檢測屬于混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的質(zhì)量檢測的重點(diǎn)，主要檢測內(nèi)容包括現(xiàn)場檢查、材料強(qiáng)度檢測、傾斜檢測、房屋損傷調(diào)查等內(nèi)容，目測法、工具測量法、理化試驗(yàn)法、材料無損檢測法、局部破損檢測法均可用于房屋的質(zhì)量檢測，具體檢測要點(diǎn)如下：①現(xiàn)場檢查。需初步明確房屋的損傷和缺陷，室內(nèi)及屋面的滲漏、梁墻交接裂縫、填充墻貫通斜裂縫、室內(nèi)粉刷層破損等均需要得到重點(diǎn)關(guān)注。②材料強(qiáng)度檢測。材料強(qiáng)度檢測主要圍繞混凝土強(qiáng)度檢測展開，檢測人員可采用回彈法進(jìn)行檢測，為保證檢測質(zhì)量，檢測過程需遵循《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T0344-2004）要求，房屋基礎(chǔ)、鋼筋混凝土梁、板、柱均屬于檢測對象。值得注意的是，一些特殊情況下材料強(qiáng)度檢測的開展可能面臨多種不利因素，這時(shí)可采用相同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土立方試塊（施工時(shí)預(yù)留）開展檢測，且需要保證該試塊的原材料、配合比、成型工藝、養(yǎng)護(hù)條件、齡期以及混凝土強(qiáng)度等級(jí)與房屋工程一致。③傾斜檢測。該檢測多使用經(jīng)緯儀與水準(zhǔn)儀，以此檢測房屋的傾斜及沉降，如自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀、電子經(jīng)緯儀均可較好滿足傾斜檢測需要。此外，近年來在業(yè)界流行的“3DDISTO房屋質(zhì)量檢測程序”也能夠較好服務(wù)于房屋的傾斜檢測，該程序的應(yīng)用同樣需要得到重視。④房屋損傷調(diào)查。結(jié)合現(xiàn)場檢查取得的初步成果，即可開展房屋損傷調(diào)查，這一調(diào)查的重點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)、框架梁、樓梯的裂縫，且調(diào)查結(jié)果需要在“損傷分布示意圖”中注明[1]。

1.2 抗震鑒定要點(diǎn)

混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的抗震鑒定需圍繞抗震構(gòu)造措施鑒定、抗震承載力驗(yàn)算展開，抗震節(jié)點(diǎn)要點(diǎn)如下：①抗震構(gòu)造措施鑒定。這一鑒定需遵循2016年版的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）展開，主要鑒定內(nèi)容包括房屋結(jié)構(gòu)體系、混凝土結(jié)構(gòu)材料、框架梁鋼筋配置、框架柱鋼筋配置、填充墻與主體結(jié)構(gòu)連接構(gòu)造、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件相關(guān)的抗震措施，現(xiàn)行規(guī)范要求必須在鑒定中得到充分體現(xiàn)。②抗震承載力驗(yàn)算。主要驗(yàn)算內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)抗震變形、框架柱、框架梁，驗(yàn)算過程需應(yīng)用屋蓋荷載、樓蓋荷載、樓體荷載、墻體荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、地震作用、材料強(qiáng)度等信息。

2 實(shí)例分析

2.1 建筑結(jié)構(gòu)概況

為提升研究的實(shí)踐價(jià)值，本文選擇了建造于1978年的某金工車間作為研究對象，該車間在1985年進(jìn)行過加層改造，目前總建筑面積為3500m2、共3層，現(xiàn)處于空置狀態(tài)。房屋東西向總長、南北向總寬分別為48.40m與24.00m，室內(nèi)外高差0.30m，一層高9.00m、二層高7.00m、三層高7.00m，建筑高23.00m。房屋為三層現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向框架結(jié)構(gòu)，在（①～②）/（B～C）及（⑧～⑨）/（B～C）區(qū)域設(shè)置夾層，一層夾層、二層夾層、三層夾層的標(biāo)高分別為4.50m、12.50m、19.50m，南北方向設(shè)主框架，跨度為12m、2跨，屬于相連等高跨。邊柱、中柱框架柱柱頂標(biāo)高分別為22.95m與23.25m，框架柱的截面尺寸逐層減小，屬于典型的矩形柱，底層柱與二層中柱、二層邊柱及三層柱的截面尺寸分別為400×800mm、400×600mm。主要框架柱東西方向設(shè)縱向連系梁，柱距為6.00m，采用版跨6.00m的大型鋼筋混凝土預(yù)制槽型板作為二層、三層樓板，上覆300#細(xì)石混凝土整筑層，屋蓋采用預(yù)制板擱置于主次梁上部，上覆200#細(xì)石混凝土整筑層，采用結(jié)構(gòu)找坡的屋面。房屋外圍護(hù)墻為嵌砌式，混合砂漿砌筑并采用240mm厚燒結(jié)多孔磚，外墻近牛腿處分別設(shè)有三處240×500mm的縱向連梁，設(shè)置高度分別為5.30m、12.40m、19.40m，對外墻和橫向框架起到拉結(jié)作用，房屋結(jié)構(gòu)的整體性也由此得到了保證[2]。

2.2 房屋質(zhì)量檢測

房屋質(zhì)量檢測主要圍繞基礎(chǔ)開挖檢測、房屋傾斜測量、構(gòu)件變形測量、房屋完損檢測、結(jié)構(gòu)材料性能檢測展開，具體檢測內(nèi)容如下：①基礎(chǔ)開挖檢測。采用局部開挖的方法進(jìn)行檢測，以此明確基礎(chǔ)的埋深及尺寸，檢測發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)無明顯剝落、松散、酥堿、腐蝕現(xiàn)象，三處基礎(chǔ)開挖處的埋深、布置與原設(shè)計(jì)基本相符。②房屋傾斜測量。采用全站儀測量房屋外輪廓線傾斜率，房屋傾斜率處于0.1～3.6‰之間，整體呈向東傾斜規(guī)律，傾斜率在0.4～3.6‰之間（平均值為2.1‰），南北方向無明顯傾斜規(guī)律。③構(gòu)件變形測量。開展框架梁撓度抽樣測量，采用全站儀并選擇跨度較大的框架梁作為測量對象，表1為構(gòu)件撓度測量結(jié)果。結(jié)合表1不難發(fā)現(xiàn)，房屋結(jié)構(gòu)構(gòu)件撓度符合規(guī)范要求。④房屋完損檢測。開展完損狀況檢測，檢測對象為房屋公共部位、外立面、部分室內(nèi)單元，采用照片、文字形式進(jìn)行記錄。檢測結(jié)果表明，房屋存在多處結(jié)構(gòu)性損傷，相關(guān)構(gòu)件的耐久性和承載力均存在一定削弱，主要損傷情況包括填充墻墻體破損、吊頂破損、粉刷剝落。⑤結(jié)構(gòu)材料性能檢測。檢測中發(fā)現(xiàn)，房屋混凝土外觀質(zhì)量尚可，僅存在局部粉刷層脫落現(xiàn)象，并無嚴(yán)重蜂窩和麻面。在對梁、柱構(gòu)件的檢測中，采用了鉆芯法和回彈法，應(yīng)用了ZC3-A型混凝土回彈儀，表2為檢測結(jié)果。結(jié)合表2不難發(fā)現(xiàn)，建造于1978年的混凝土框架梁柱推定值為28.3MPa，基本滿足原設(shè)計(jì)等級(jí)要求（300#，對應(yīng)C28），結(jié)合《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50292-2015）規(guī)定及現(xiàn)場檢測情況，取0.82作為房屋齡期修正系；建造于1985年的混凝土框架梁柱，經(jīng)齡期修正后的強(qiáng)度推定值為22.0MPa，基本滿足原設(shè)計(jì)等級(jí)要求（200#，對于C18）[3]。

表1 構(gòu)件撓度測量結(jié)果

2.3 房屋改造內(nèi)容

受檢房屋計(jì)劃改造為辦公建筑，改造內(nèi)容如下：①設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)夾層，位置在一層至二層間、二層至三層間、三層至屋面間。②屋面層作為辦公使用，屋面搭建一層鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)，且平臺(tái)上搭建新屋面層，利用鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)構(gòu)建屋頂花園。③拆除（⑧～⑨）/（B～C）軸區(qū)域樓梯，并新增樓梯于（⑧～⑨）/（A～B）軸處。

表2 測區(qū)混凝土強(qiáng)度芯樣修正結(jié)果

2.4 房屋抗震鑒定

結(jié)合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)程》（DGJ08-9-2013）、《現(xiàn)有建筑抗震鑒定與加固規(guī)程》（DGJ08-81-2015），可確定房屋的抗震鑒定基本信息，后續(xù)使用年限為50年、抗震構(gòu)造措施烈度為7度、場地類別為上海IV類，設(shè)計(jì)地震分組、框架抗震等級(jí)、抗震設(shè)防分類、抗震鑒定分類分別為第二組、三級(jí)、丙類、C類，特征周期、設(shè)計(jì)基本地震加速度分別為0.9s、0.10g。

結(jié)合上述信息進(jìn)行房屋抗震鑒定，可發(fā)現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)體系、混凝土結(jié)構(gòu)材料、框架梁鋼筋配置、框架柱鋼筋配置、填充墻與主體結(jié)構(gòu)連接構(gòu)造、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件相關(guān)的抗震措施均存在不滿足規(guī)范內(nèi)容，如夾層區(qū)域剛度過大導(dǎo)致的塑性變形集中、原200#的混凝土強(qiáng)度不滿足C20要求、200mm的橫向梁端箍筋間距大于規(guī)范最低要求150mm、2.1的錯(cuò)層處剪跨比不滿足規(guī)范要求、未采用鋼絲網(wǎng)砂漿面層加強(qiáng)人流通道和樓梯間填充墻、懸挑雨篷梁未與主體框架形成可靠連接。開展抗震承載力驗(yàn)算，可確定結(jié)構(gòu)最大彈性層間位移角和彈塑性層間位移角不滿足規(guī)范要求，且一層、二層、三層及三者夾層柱縱向配筋不滿足規(guī)范要求，二層中①/A～B、屋面層③/A～C等框架梁箍筋同樣不滿足規(guī)范要求。

2.5 相關(guān)檢驗(yàn)

結(jié)合上述檢測和鑒定，本文建議通過設(shè)置縱向鋼支撐、加大構(gòu)件截面并外包角鋼、采用碳纖維或粘貼鋼板、采用鋼絲網(wǎng)砂漿面層等方式進(jìn)行加固改造，同時(shí)需保證房屋改造過程盡可能選擇環(huán)保、輕質(zhì)材料，施工過程中應(yīng)開展定期沉降觀測，并保證修繕、加固單位擁有較高資質(zhì)。

3 結(jié)論

綜上所述，混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的質(zhì)量檢測及抗震鑒定具備較高現(xiàn)實(shí)意義，在此基礎(chǔ)上，本文涉及的實(shí)例，則提供了可行性較高的質(zhì)量檢測與抗震鑒定路徑，而為了更好保證檢測與鑒定的質(zhì)量，“3DDISTO房屋質(zhì)量檢測程序”的應(yīng)用、高水準(zhǔn)資料收集及現(xiàn)場調(diào)查的開展均需要得到重視。