江蘇某市10棟老舊磚混結(jié)構(gòu)房屋的檢測(cè)鑒定及加固建議

王辰宇，宋小雷

（江蘇省建筑工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司，江蘇 南京 210028）

0 引 言

20 世紀(jì) 70～80 年代，各級(jí)企事業(yè)單位為解決職工住房需求，建造了大量磚混結(jié)構(gòu)住宅，經(jīng)過(guò)三、四十年的使用，目前部分房屋出現(xiàn)老化、局部破損等狀況；受委托方委托，本單位近期對(duì)江蘇某市 10 棟已使用30～40 年的老舊房屋進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，通過(guò)對(duì)該批房屋的抗震措施、結(jié)構(gòu)布置等方面的檢測(cè)，指出此類(lèi)老舊房屋面臨的問(wèn)題，并在此基礎(chǔ)上提出加固改造建議。

根據(jù)現(xiàn)行 GB 50011－2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016 版），該市抗震設(shè)防烈度為 7 度（0.10 g），地震分組為第二組。

1 調(diào)查概況

該批 10 棟房屋均為磚混結(jié)構(gòu)，墻體采用黏土實(shí)心磚砌筑；樓屋蓋設(shè)置情況為：10 棟房屋的樓、屋面為預(yù)制板，局部屋面采用木檁條擱瓦；承重墻體設(shè)置情況為：9 棟房屋采用 240 mm 實(shí)心墻，1 棟房屋為空斗墻；房屋層數(shù)為：2 層 1 棟（前述空斗墻），3 層 1 棟，4 層 7 棟，5 層 1 棟；房屋的層數(shù)、層高、總高度均未超過(guò)GB 50011－2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016 版）的相關(guān)規(guī)定；初步檢查結(jié)果表明，房屋基礎(chǔ)穩(wěn)定，外墻散水完整，未見(jiàn)明顯不均勻沉降現(xiàn)象，建筑物整體傾斜小于規(guī)范限值；部分房屋外景如圖1、圖2 所示。

圖1 典型5層房屋外景

圖2 典型 4 層房屋外景

1.1 抗震構(gòu)造措施檢查

歷次震害表明［1］，對(duì)建筑物設(shè)置合理的圈梁、構(gòu)造柱等構(gòu)造措施，能夠?qū)Υu砌體起約束作用，從而顯著增加墻體的變形能力，有利于實(shí)現(xiàn)“中震可修、大震不倒”的設(shè)防目標(biāo)；為確保房屋的整體性，現(xiàn)行GB 50011－2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016 版）對(duì)磚混結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施有具體要求；對(duì)于 7 度地區(qū) 4 層以下的房屋，構(gòu)造柱設(shè)置要求為“樓梯間四角、外墻四角、隔 12 m 或單元橫墻與外縱墻交接處”，7 度地區(qū)五層房屋，構(gòu)造柱設(shè)置要求為“樓梯間四角、外墻四角、隔開(kāi)間橫墻與外墻交接處，山墻與內(nèi)縱墻交接處”；對(duì)于裝配式鋼筋混凝土樓、屋蓋或木屋蓋房屋，7 度地區(qū)圈梁設(shè)置要求為“外墻、內(nèi)縱墻和內(nèi)橫墻于屋蓋處及每層樓蓋處，且內(nèi)橫墻屋蓋處間距不應(yīng)＞4.5 m，樓蓋處間距不應(yīng)＞7.2 m”。

空斗墻與普通實(shí)心墻相比，可節(jié)約材料，減輕房屋質(zhì)量，因此在 20 世紀(jì) 70～80 年代部分 1～3 層民用房屋采用空斗墻；但歷次震害表明，空斗墻在震動(dòng)荷載作用下的整體穩(wěn)定性較差，對(duì)地基沉降的敏感性大，因此從 GB 50003－2011《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》起，承重墻體已不采用空斗墻［2］。

本次經(jīng)檢測(cè)的 10 棟房屋均未設(shè)置構(gòu)造柱；部分房屋于外墻或局部?jī)?nèi)橫墻設(shè)置圈梁，但圈梁設(shè)置層數(shù)及間距均不符合上述規(guī)范的具體規(guī)定。

本次檢測(cè)的 1 棟二層房屋的承重墻體為空斗墻，且如上所述未設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱等措施，抗震性能極差。

1.2 房屋平、立面布置檢查

為確保建筑物縱向的抗震能力，使得建筑物在縱橫兩個(gè)主軸方向的振動(dòng)特性不宜相差太大，GB 50011－2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016 版）規(guī)定，在房屋寬度方向的中部應(yīng)設(shè)置內(nèi)縱墻，開(kāi)洞后累計(jì)長(zhǎng)度不宜小于房屋總長(zhǎng)度的 60 %，且承重墻體最小厚度為 190 mm。

本次經(jīng)檢測(cè)的某棟五層房屋平面布置如圖3 所示，南北軸線外縱墻為 240 mm 實(shí)心磚墻，內(nèi)部各軸線縱墻均為 120 mm 厚，內(nèi)縱墻厚度不符合 GB 50011－2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016 版）規(guī)定，僅起分隔作用，抗震綜合評(píng)定時(shí)不考慮內(nèi)縱墻承擔(dān)地震荷載作用。

圖3 典型5層房屋底層平面示意圖

為確保建筑物在地震發(fā)生時(shí)較不容易發(fā)生局部或整體破壞，GB 50011－2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016 版）對(duì)建筑形體平、立面布置的規(guī)則性做出規(guī)定，對(duì)平面輪廓凹凸尺寸規(guī)定其超過(guò)典型尺寸的 25 %時(shí)，于房屋轉(zhuǎn)角處應(yīng)采取加強(qiáng)措施。

當(dāng)樓梯間位于房屋的盡端或轉(zhuǎn)角處時(shí)，由于樓梯間處的墻體缺少側(cè)向樓板的支承作用，且頂層墻體的無(wú)支承長(zhǎng)度達(dá)到一層半層高，在水平地震作用下，位于房屋盡端或轉(zhuǎn)角處的樓梯間由于扭轉(zhuǎn)效應(yīng)易導(dǎo)致震害加重，首先發(fā)生破壞，因此 GB 50011－2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016 版）對(duì)于樓梯間規(guī)定其不宜設(shè)置在房屋的盡端或轉(zhuǎn)角處。

根據(jù)歷次震害經(jīng)驗(yàn)，房屋外縱墻的開(kāi)洞率不應(yīng)過(guò)大，墻體局部尺寸不宜過(guò)小，防止局部失效造成整體破壞甚至倒塌，因此 GB 50011－2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016 版）規(guī)定，同一軸線上的窗間墻寬度宜均勻，7 度時(shí)外縱墻體開(kāi)洞率宜控制在 55 % 以?xún)?nèi)，且承重窗間墻及外墻盡端轉(zhuǎn)角處洞口邊局部墻段的尺寸不宜＜1 m。

本次經(jīng)檢測(cè)的某棟四層房屋平面布置如圖4 所示，該房屋北側(cè)外凸尺寸超過(guò)南側(cè)區(qū)域進(jìn)深的 25 %，且樓梯間位于房屋外凸區(qū)域；另一棟四層房屋外立面如圖2 所示，樓梯間位于北側(cè)外凸區(qū)域，樓梯間外縱墻開(kāi)洞率接近 55 %，且窗間墻及門(mén)洞口邊局部墻段的尺寸均＜1 m；平、立面局部布置均不符合上述規(guī)范的規(guī)定，多種不利因素疊加導(dǎo)致此處形成抗震薄弱部位。

圖4 典型 4 層房屋底層平面圖

1.3 材料強(qiáng)度檢測(cè)

現(xiàn)行砌體及抗震設(shè)計(jì)規(guī)范表明，砌體受壓承載力取決于磚強(qiáng)度及砂漿強(qiáng)度，砌體抗剪承載力取決于砂漿強(qiáng)度；本次 10 棟房屋經(jīng)抽檢，砌筑磚強(qiáng)度為7.37～13.71 MPa；砌筑砂漿強(qiáng)度較低，實(shí)測(cè)為0.6～1.3 MPa；砂漿中水泥含量普遍較少，部分粘結(jié)材料為黃泥土；砌筑灰縫飽滿(mǎn)度不夠，顏色灰白，大片粉化，用手碰或硬物刮擦即可掉下粉末。

1.4 損傷、滲漏等缺陷檢查

本次檢查結(jié)果表明，10 棟房屋的頂層局部區(qū)域滲漏，部分木屋蓋檁條等腐朽老化；除局部墻體窗洞角部出現(xiàn)輕微斜裂縫外，承重墻體未見(jiàn)因承載力不足引起的裂縫及變形等缺陷。

2 房屋結(jié)構(gòu)承載力復(fù)核

2.1 受壓承載力驗(yàn)算

因本次所檢 1 棟 2 層房屋承重墻體為空斗墻砌筑，且木屋面已腐朽老化，適修性差，無(wú)加固改造價(jià)值；根據(jù)其余 9 棟房屋的平、立面測(cè)繪結(jié)果，結(jié)合各棟房屋實(shí)測(cè)的磚強(qiáng)度、砂漿強(qiáng)度最小值對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算；驗(yàn)算結(jié)果表明，9 棟房屋均有部分底層承重墻體的抗力與效應(yīng)之比＜1，承載力不足；2 層以上承重墻體的抗力與效應(yīng)之比均＞1，承載力滿(mǎn)足要求；典型5層房屋的底層受壓承載力如圖5 所示（圖中數(shù)據(jù)為抗力與效應(yīng)之比）。

2.2 抗震受剪承載力驗(yàn)算

根據(jù)上述 9 棟房屋的平、立面測(cè)繪結(jié)果，并根據(jù)各棟房屋實(shí)測(cè)的磚強(qiáng)度、砂漿強(qiáng)度最小值對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算；驗(yàn)算結(jié)果表明，在 7 度（0.10 g）多遇地震荷載作用下，9 棟房屋各層橫墻的抗力與效應(yīng)之比均＞1，能夠達(dá)到抗震要求；縱墻因開(kāi)洞較多，且布置數(shù)量較少，9 棟房屋各層均有部分縱墻的抗力與效應(yīng)之比＜1，抗震承載力不足，且底層數(shù)量較多，頂層數(shù)量較少；典型五層房屋的底層抗震承載力如圖6 所示（圖中數(shù)據(jù)為抗力與效應(yīng)之比）。

圖5 典型5層房屋底層受壓承載力

圖6 典型5層房屋底層抗震承載力

圖7 典型5層房屋底層加固后受壓承載力

圖8 典型5層房屋底層加固后抗震承載力

3 加固方案建議

根據(jù) JGJ 116－2009《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》及GB 50702－2011《砌體結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》，采用雙面鋼筋混凝土板墻對(duì)受壓承載力或抗震承載力不足的墻體進(jìn)行加固［3-4］；墻體交接處未按照前述規(guī)范要求設(shè)置構(gòu)造柱時(shí)，可在混凝土板墻內(nèi)相應(yīng)位置處設(shè)置相互可靠拉結(jié)的配筋加強(qiáng)帶，不另設(shè)外加構(gòu)造柱；樓層標(biāo)高處未按照上述規(guī)范要求設(shè)置圈梁時(shí)，可在混凝土板墻內(nèi)樓層上下兩端增設(shè)配筋加強(qiáng)帶，不另設(shè)外加圈梁；內(nèi)墻局部未設(shè)圈梁處可用鋼拉桿代替；驗(yàn)算結(jié)果表明，增設(shè)鋼筋混凝土板墻后，原有受壓及抗震承載力不足的構(gòu)件，加固后承載力顯著提高，能夠符合規(guī)范要求；典型五層房屋加固后底層受壓及抗震承載力如圖7、8 所示。

對(duì)局部出現(xiàn)裂縫的墻體采用壓力灌漿修補(bǔ)，考慮到房屋使用年限較長(zhǎng)，屋面防水老化，建議對(duì)屋面防水進(jìn)行更換。

因委托方未提供上述 9 棟房屋的原始資料，且受多方面條件限制未能對(duì) 9 棟房屋的地基基礎(chǔ)進(jìn)行開(kāi)挖檢測(cè)；考慮到 9 棟房屋使用已達(dá) 30～40 余年，原房屋基礎(chǔ)底部的土層在長(zhǎng)期荷載壓密作用下，承載力將有所提高，且房屋結(jié)構(gòu)在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用后未見(jiàn)明顯差異沉降；故初定對(duì)原有地基基礎(chǔ)不進(jìn)行加固，但為保證房屋安全，在加固施工過(guò)程中及加固后加強(qiáng)對(duì)房屋的沉降觀測(cè)，若出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行后續(xù)處理。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)江蘇某市 10 棟建于 20 世紀(jì) 70～80 年代磚混結(jié)構(gòu)房屋的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，結(jié)合現(xiàn)行砌體及抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，指出上述房屋在結(jié)構(gòu)布置、抗震措施等方面存在的問(wèn)題；根據(jù)現(xiàn)行砌體及抗震加固設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)上述房屋提出加固建議，經(jīng)驗(yàn)算，原有受壓及抗震承載力不足的構(gòu)件經(jīng)過(guò)加固后，承載力顯著提高，能夠符合規(guī)范要求。