某中學磚混宿舍樓抗震鑒定及加固方法研究

李治輝 薛學濤

1河南省建筑科學研究院有限公司（450053）2河南省建筑工程質(zhì)量檢驗測試中心站有限公司（450053）

0 引言

磚混結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點非常明確，優(yōu)點是:磚是最小的標準化構(gòu)件，對施工場地和施工技術(shù)要求低，可砌成各種形狀的墻體，各地都可生產(chǎn)；缺點是:墻體容易產(chǎn)生裂縫，抗震性能稍微差一些，與框架結(jié)構(gòu)相比較，其使用壽命和抗震等級都要低很多。通過調(diào)查表明，許多中學宿舍樓的砂漿強度偏低、整體性差，無構(gòu)造柱圈梁等抗震構(gòu)造措施，而且此類中學宿舍樓現(xiàn)有存量還非常大。因此，對既有中學宿舍樓進行安全和抗震鑒定并依據(jù)鑒定結(jié)果提出合理、科學的加固方案就顯得尤為必要。文章以河南省某中學磚混宿舍樓為例，對此類中學宿舍樓的檢測鑒定及加固處理進行探討。

1 工程概況

河南省某中學宿舍樓主體結(jié)構(gòu)形式為磚混結(jié)構(gòu)，建造于20世紀50年代，基礎(chǔ)采用條形基礎(chǔ)，地上3層，1層樓面為木結(jié)構(gòu)，2層為預制板樓面，屋面采用木結(jié)構(gòu)屋架，建筑面積為2307m2，外立面見圖1。所在地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度為0.15g，場地土類別為Ⅱ類；設(shè)計地震分組為第二組，抗震設(shè)防類別為乙類。該房屋建筑平面布置呈規(guī)則的矩形平面，總長為49.5m，總寬為18.25m，其標準層平面圖如圖2所示[1]。

圖1 房屋外立面

2 現(xiàn)場檢測及鑒定

2.1 工程綜合評定

圖2 標準層平面圖

該工程的檢測主要是依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范標準《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標準》（GB/T50344—2019）、《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB50292—2015）等，通過現(xiàn)場采集相關(guān)參數(shù)，為后期承載力驗算及抗震計算提供數(shù)據(jù)支持。鑒定結(jié)果是根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果以及承載力驗算結(jié)果，并依據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB50292—2015）以及《建筑抗震鑒定標準》（GB 50023—2009），對建筑物的安全性、綜合抗震能力進行綜合評定[2]。

2.2 平面圖繪制

現(xiàn)場采用激光測距儀及鋼卷尺對該房屋軸線尺寸、門窗洞口尺寸、房屋高度、砌體及混凝土構(gòu)件的截面尺寸等進行測量，根據(jù)測量結(jié)果繪制建筑、結(jié)構(gòu)平面示意圖。

2.3 裂縫及房屋現(xiàn)狀調(diào)查

對該房屋主要承重構(gòu)件進行現(xiàn)場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)主要裂縫出現(xiàn)在一層承重墻部位，而且多為豎向裂縫，其中一條裂縫的最大寬度達到2.5mm。部分墻體存在粉刷層脫落現(xiàn)象。

2.4 混凝土構(gòu)件強度檢測

采用回彈法?，F(xiàn)場隨機抽取混凝土構(gòu)件進行混凝土強度檢測，并依據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB50292—2015）第4.3.5條的相關(guān)規(guī)定進行齡期修正，修正后現(xiàn)齡期混凝土強度推定值為18.8～20.1MPa[3]。

2.5 磚及砂漿強度檢測

采用貫入法。現(xiàn)場每層隨機抽取墻體構(gòu)件，鑿開墻體粉刷層，并用砂漿貫入阻力儀對砌體砌筑砂漿進行強度檢測，所抽檢砌筑砂漿抗壓強度推定值為1.0～1.6MPa?，F(xiàn)場采用回彈法，并用磚回彈儀對磚的抗壓強度進行檢測，所抽檢磚的抗壓強度平均值為8.29～9.68MPa。

2.6 房屋整體垂直度檢測

依據(jù)《建筑變形測量規(guī)范》（JGJ8—2016）的相關(guān)規(guī)定，根據(jù)該結(jié)構(gòu)的位置與觀測條件，使用經(jīng)緯儀、采用投點法進行房屋整體垂直度檢測。檢測結(jié)果表明，該房屋各測點頂點位移偏差最大為32mm，尚未超出《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB50292—2015）規(guī)定的結(jié)構(gòu)側(cè)向位移安全性限值要求，該房屋現(xiàn)階段尚未產(chǎn)生明顯的傾斜[4-6]。

2.7 地基基礎(chǔ)檢測

該房屋基礎(chǔ)采用墻下條形基礎(chǔ)，受制于現(xiàn)場場地條件，本次檢測并未對該房屋進行基礎(chǔ)開挖檢測。該房屋建于20世紀50年代，至今已使用較長時間，房屋整體垂直度檢測表明:該房屋現(xiàn)階段尚未產(chǎn)生明顯整體傾斜，上部承重結(jié)構(gòu)及圍護結(jié)構(gòu)也未發(fā)現(xiàn)明顯沉降裂縫，地基基礎(chǔ)現(xiàn)階段工作狀態(tài)尚屬正常。

2.8 抗震鑒定

該工程抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度為0.15g。根據(jù) 《建筑抗震鑒定標準》（GB 50023—2009）的相關(guān)規(guī)定，該房屋約建造于20世紀50年代，抗震設(shè)防類別為乙類，依據(jù)A類建筑抗震鑒定方法對其進行抗震鑒定分析。

2.9 結(jié)構(gòu)體系

該房屋總高度約為11m，共3層，長度為49.5 m，寬為18.25m，高度寬比為0.60＜2.2，滿足《建筑抗震鑒定標準》（GB50023—2009）第5.2.1、5.2.2條的規(guī)定；抗震橫墻最大間距為6.5m，滿足《建筑抗震鑒定標準》（GB50023—2009）第5.2.2條的規(guī)定[7-9]。

2.10 材料強度

所抽檢磚構(gòu)件的抗壓強度平均值均大于7.5 MPa，滿足《建筑抗震鑒定標準》（GB50023—2009）第5.2.3條的規(guī)定；所抽檢砂漿構(gòu)件的抗壓強度推定值均大于1.0MPa，滿足《建筑抗震鑒定標準》（GB 50023—2009）第5.2.3條的規(guī)定。

2.11 整體性連接構(gòu)造

該房屋構(gòu)造柱和圈梁設(shè)置不滿足《建筑抗震鑒定標準》（GB50023—2009）第5.2.4、5.2.5條的規(guī)定；其他整體性連接構(gòu)造均滿足《建筑抗震鑒定標準》（GB50023—2009）第5.2.4條的規(guī)定。

2.12 局部易損易倒部位

該房屋部分承重墻門窗間距最小寬度不滿足《建筑抗震鑒定標準》（GB50023—2009）第5.2.8條的要求。

其他局部尺寸及易損易倒部位均滿足《建筑抗震鑒定標準》（GB50023—2009）第5.2.8條的規(guī)定。

綜上所述，該房屋不滿足第一級抗震鑒定要求。根據(jù)《建筑抗震鑒定標準》（GB50023—2009）第5.2節(jié)的規(guī)定，對該房屋進行第二級鑒定，并采用樓層抗震能力指數(shù)的方法進行第二級鑒定。經(jīng)驗算，該房屋綜合抗震能力不滿足抗震鑒定要求[10]。

3 加固處理方案

該宿舍樓在抗震鑒定時確定其后續(xù)使用年限為30年，依據(jù)鑒定結(jié)果，充分考慮現(xiàn)有結(jié)構(gòu)實際情況，面對中學宿舍樓磚混結(jié)構(gòu)大量存在的現(xiàn)實，此類校舍通過提高建筑結(jié)構(gòu)綜合抗震承載力和結(jié)構(gòu)剛度，實施安全、經(jīng)濟、合理、有效的加固，才能滿足抗震設(shè)防標準，并保證其在規(guī)定的后續(xù)使用年限內(nèi)安全使用。

3.1 承載力不滿足要求

當整片墻承載力不滿足要求時，采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層在墻體的一側(cè)或者兩側(cè)進行加固。對于房屋中易損易倒部位以及部分門窗間距過小的承重墻:①支撐懸挑構(gòu)件的墻體不符合鑒定要求時，宜在懸挑構(gòu)件端部增設(shè)鋼筋混凝土柱或組合柱加固；②隔墻無拉結(jié)或拉結(jié)不牢，可采用鑲邊、埋設(shè)鋼夾套、錨筋或鋼拉桿加固；當隔墻過長、過高時，可采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固。

3.2 整體構(gòu)造不滿足要求

在地震力作用下，墻體與構(gòu)造柱之間產(chǎn)生的摩擦力會與地震力相抵，構(gòu)造柱與圈梁在砌體結(jié)構(gòu)中會形成類似框架結(jié)構(gòu)的體系，會增強砌體結(jié)構(gòu)的變形能力。當構(gòu)造柱與圈梁布置不合理時，墻體容易因抗剪能力不足而發(fā)生剪切破壞。因此通過增設(shè)構(gòu)造柱及圈梁并與墻體形成可靠的連接的方式來提高整體抗震能力[11]。

3.3 墻體裂縫的處理

對墻體出現(xiàn)的裂縫采用壓漿法及灰縫鑲嵌鋼筋法進行加固處理。

4 結(jié)語

文章以河南省某中學磚混宿舍樓為例，對此類建筑進行安全性及抗震鑒定時的工作流程進行了整體分析，探討了此類建筑普遍存在的一些問題及相對應的加固方法，為同類建筑的抗震鑒定以及抗震加固提供參考。