深圳市既有建筑安全性能退化及安全管理研究

徐茂輝，汪四新

（1、深圳市建筑科學(xué)研究院股份有限公司 深圳 518031；2、深圳市建研檢測(cè)有限公司 深圳 518031）

0 引言

近幾年來(lái)，全國(guó)房屋垮塌事故時(shí)有發(fā)生，房屋老化及房屋安全問(wèn)題已引起各級(jí)建設(shè)行政主管部門(mén)的高度重視。國(guó)內(nèi)一些學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)對(duì)我國(guó)既有建筑安全管理從技術(shù)及管理層面開(kāi)展了大量的研究［1-5］，取得了不少有益于既有房屋安全管理的研究成果及建議。深圳市在近幾年也完成了既有房屋安全大排查工作，并頒布實(shí)施了一系列排查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及《深圳市房屋安全管理辦法》［6］，為指導(dǎo)既有房屋排查工作及房屋的安全管理奠定了良好的基礎(chǔ)。但在與既有建筑物安全密切相關(guān)的建筑物結(jié)構(gòu)安全發(fā)展及性能退化研究上尚未見(jiàn)相關(guān)成果，同時(shí)在既有建筑風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估上也缺乏簡(jiǎn)單實(shí)用的方法。因此本文將在深圳市既有建筑情況及特點(diǎn)研究的基礎(chǔ)上，提出性能退化安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法及安全管理建議。

1 深圳市既有建筑基本情況

據(jù)深圳市房屋電子地圖信息系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)，截至2017年11月底，深圳市既有房屋建筑共計(jì)約59.95萬(wàn)棟，總建筑面積約10.15億m2。其中各類(lèi)違法建筑40.31萬(wàn)棟，總建筑面積約4.54億m2，約占全市房屋面積的45%，約有900萬(wàn)人居住在違法建筑中。

根據(jù)深圳市小產(chǎn)權(quán)房、房地產(chǎn)發(fā)展史的相關(guān)資料［7-11］，結(jié)合深圳市人口及房屋竣工數(shù)據(jù)［12］的分析，深圳市建筑物按其建設(shè)歷史發(fā)展，大致可劃分為3個(gè)主要建設(shè)階段：

⑴1990年之前。這一時(shí)期為深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)剛成立初期，雖然人口在1985年后出現(xiàn)劇增，但人口總體規(guī)模仍很小，總數(shù)在200萬(wàn)以內(nèi)［10］。另89系列設(shè)計(jì)規(guī)范大部分也尚未實(shí)施。這一時(shí)期的建筑物在抗震構(gòu)造、材料強(qiáng)度及耐久性上均存在明顯不足。主要為1～3層磚（或夯土墻）木結(jié)構(gòu)祖屋及砌體結(jié)構(gòu)的原住民住宅、7層及以下層砌體或框架或二者混合結(jié)構(gòu)福利房住宅小區(qū)、少量新建鋼筋混凝土公共建筑及高層建筑及工業(yè)廠房。老祖屋及原住民住宅分布在深圳市各自然村落中，在深圳市2016年～2018年的房屋排查中基本已判定為C3類(lèi)房屋，大部分已垮塌或廢棄。這一時(shí)期建設(shè)的福利房小區(qū)主要分布在羅湖區(qū)及福田區(qū)東部，如在20世紀(jì)80年代中后期建成的園嶺新村、鹿丹村、紅崗村及南華村等。由于小產(chǎn)權(quán)房基本為深圳原住民自住為主，因此這一時(shí)期尚未出現(xiàn)大量小產(chǎn)權(quán)房。

⑵1990年～2004年。1988年《深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)住房制度改革方案》后開(kāi)始逐漸出現(xiàn)大批商品房建設(shè)，大量外來(lái)人員涌入也造成小產(chǎn)權(quán)房劇增，如圖1所示［10］。這一時(shí)期興建的建筑物主要為框架結(jié)構(gòu)小產(chǎn)權(quán)房、7層左右的砌體結(jié)構(gòu)住宅小區(qū)、大量混凝土結(jié)構(gòu)住宅、廠房、辦公樓、商業(yè)建筑及公共建筑等。且前期以多層建筑物為主，后期以高層建筑為主，也出現(xiàn)少量的超高層建筑，如地王大廈、賽格大廈等等。

圖1 深圳市1979年～2019年常住人口總數(shù)Fig.1 Permanent Population of Shenzhen from 1979 to 2019

據(jù)2020年的深圳統(tǒng)計(jì)年鑒［10］，1991年～2004年，深圳房屋新竣工建筑面積從539萬(wàn)m2快速增至2 155萬(wàn)m2，如圖2［10］所示。因此該時(shí)期為深圳市建筑物快速建設(shè)和發(fā)展時(shí)期。

圖2 深圳市1979年～2019年房屋竣工面積Fig.2 Floor Space of Buildings Completed in Shenzhen from 1979 to 2019

⑶2004年以后。受深圳市對(duì)違法建筑的嚴(yán)厲控制，雖然這一時(shí)期仍有部分違法村委統(tǒng)建高層住宅小區(qū)，但非房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目總體已出現(xiàn)了明顯下降。同時(shí)受建設(shè)用地所限和房地產(chǎn)調(diào)控影響，房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目也出現(xiàn)下降。這一時(shí)期的建筑物主要以鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)高層建筑為主，高層及超高層商業(yè)辦公及建筑綜合體也進(jìn)入高速發(fā)展期。

2 深圳市既有建筑性能退化特點(diǎn)

從前述可知，深圳市前2個(gè)建設(shè)階段的建筑物大部分已使用超20年，特別是小產(chǎn)權(quán)房和福利房小區(qū)基本已使用超過(guò)30年。深圳市超過(guò)20年的房屋（僅統(tǒng)計(jì)1979年～2001年竣工的房屋）總面積14 186萬(wàn)m2，占1979年至2019年間房屋竣工總面積的44%，因此深圳市建筑業(yè)目前正處在新建與維修改造并重時(shí)期，并開(kāi)始向以維修加固和改造為重點(diǎn)的發(fā)展期，總結(jié)房屋性能退化，有以下5個(gè)方面的特點(diǎn)：

⑴以鋼筋銹蝕劣化及砌體房屋性能退化問(wèn)題為主

深圳市在20世紀(jì)80～90年代建造的房屋，由于設(shè)計(jì)、施工、材料、人為損壞及自然劣化等因素，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫、鋼筋銹蝕等，使房屋安全問(wèn)題日益凸顯。如海樂(lè)花園、鹿丹村、南華村等因鋼筋銹蝕嚴(yán)重或材料強(qiáng)度偏低已被拆除。

⑵人為因素使房屋性能急劇劣化

深圳市的房屋交易和租賃活躍，人員密集且流動(dòng)性大，房屋使用安全問(wèn)題明顯，如擅自改變房屋使用功能、超載使用、盲目加改擴(kuò)建和裝修時(shí)拆改承重結(jié)構(gòu)等行為，嚴(yán)重影響房屋的安全性和整體性。

⑶地下工程施工影響房屋安全

深圳市隨著城市地下軌道交通、市政管溝及高層建筑基坑施工引起巖土變形、地下水位下降，導(dǎo)致受影響區(qū)的既有房屋沉降、開(kāi)裂等情況時(shí)有發(fā)生，不同程度影響該區(qū)域既有房屋的安全使用。

⑷突發(fā)災(zāi)害影響房屋性能

深圳市近幾年因遭受滑坡、水災(zāi)、臺(tái)風(fēng)、火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害影響的房屋破壞時(shí)有發(fā)生。如2015年光明滑坡造成房屋垮塌、2019年“山竹”臺(tái)風(fēng)造成鋼結(jié)構(gòu)場(chǎng)館屋面破壞、多處廠房及住宅因火災(zāi)或爆炸造成主體結(jié)構(gòu)損傷，這些災(zāi)害會(huì)不同程度地削弱建筑物的安全性能和耐久性，甚至造成房屋倒塌。

⑸既有房屋安全信息靜態(tài)化、孤島化

深圳市近幾年雖然進(jìn)行了全面的既有建筑物排查，并形成排查管理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)基本為靜態(tài)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，建筑物的情況如發(fā)生變化，也只能在下一次排查后才能得以更新。且目前尚未建成整個(gè)城市的房屋安全管理信息系統(tǒng)，而建設(shè)、規(guī)劃、消防、安全生產(chǎn)、房屋租賃、質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督等職能部門(mén)之間沒(méi)有實(shí)現(xiàn)涉及房屋安全的信息共享，因此尚未實(shí)現(xiàn)對(duì)房屋安全的實(shí)時(shí)、集中管理，從而未能實(shí)現(xiàn)有效的房屋安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判及實(shí)時(shí)管控。

3 既有建筑性能退化安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

根據(jù)深圳市地理環(huán)境及既有建筑特點(diǎn)，可將建筑物性能退化因素分為外因和內(nèi)因。外因是相對(duì)動(dòng)態(tài)，內(nèi)因是相對(duì)靜態(tài)，但在外因嚴(yán)重影響下，內(nèi)因有時(shí)會(huì)發(fā)生快速變化，達(dá)到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的閥值。

⑴外部因素

環(huán)境因素：周邊山體邊坡河道、水文地質(zhì)情況、海水；自然災(zāi)害：強(qiáng)降雨、滑坡、臺(tái)風(fēng)、地震；施工因素：地下工程施工影響、振動(dòng)影響；人為因素：超載、拆改結(jié)構(gòu)、加層、擴(kuò)建、爆炸、火災(zāi)。

⑵內(nèi)部因素

地基條件：溶巖（龍崗）、河流三角洲（寶安沙井）、填海區(qū)（寶安及南山）、坡地（羅湖、龍華）；建設(shè)年代：設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)選型、抗震要求、耐久性要求；材料性能：材料強(qiáng)度、氯離子含量、保護(hù)層厚度；結(jié)構(gòu)病害：傾斜、不均勻沉降、銹蝕、裂縫、風(fēng)化剝離。

通過(guò)對(duì)以上影響因素的分類(lèi)分析，提取出8類(lèi)關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因素，按風(fēng)險(xiǎn)矩陣法的原理，根據(jù)不同因素對(duì)結(jié)構(gòu)安全性能退化的影響程度不同，設(shè)定不同權(quán)重系數(shù)μi，并將建筑安全風(fēng)險(xiǎn)分為3類(lèi)，分別給出風(fēng)險(xiǎn)值φi，最終提出以安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估綜合值R進(jìn)行建筑物性能退化安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法。該方法通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)初步調(diào)查即可快速了解建筑物的安全風(fēng)險(xiǎn)情況，為進(jìn)一步采取檢測(cè)鑒定或?qū)ξｋU(xiǎn)房屋先期處置提供判斷依據(jù)。安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估綜合值R的計(jì)算如式⑴所示。

風(fēng)險(xiǎn)值φi的取值根據(jù)影響因素μi分類(lèi)確定，如表1所示。

表1 既有建筑性能退化安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估Tab.1 Safety Risk Assessment for Performance Degradation of Existing Buildings

通過(guò)近20年的既有建筑檢測(cè)鑒定案例按式⑴進(jìn)行分析，確定如下風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估綜合值分類(lèi)：當(dāng)R＜1.3時(shí)，判定為低風(fēng)險(xiǎn)建筑；當(dāng)1.3≤R≤3.3時(shí)，判定為中風(fēng)險(xiǎn)建筑；當(dāng)R＞3.3或當(dāng)出現(xiàn)明顯傾斜、承重構(gòu)件貫穿裂縫時(shí)，直接判定為高風(fēng)險(xiǎn)建筑。

無(wú)法確定某項(xiàng)指標(biāo)時(shí)，該項(xiàng)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)值μ可取1。

建筑物如全面加固過(guò)，則建設(shè)年代及材料性能風(fēng)險(xiǎn)可降低一個(gè)層級(jí)；而場(chǎng)地環(huán)境、人為影響及結(jié)構(gòu)病害消除后，安全風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)按實(shí)際情況進(jìn)行評(píng)估。

4 深圳市既有建筑安全管理建議

針對(duì)深圳市既有建筑的特點(diǎn)，基于已有全面房屋安全排查等工作基礎(chǔ)，根據(jù)自身工作經(jīng)驗(yàn)提出如下房屋安全管理對(duì)策及建議：

4.1 按安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果處理

⑴對(duì)R＞3.3的建筑，需要重點(diǎn)關(guān)注，進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)

或經(jīng)檢測(cè)鑒定后，選擇觀察使用、加固處理、拆除重建或者緊急空樓等措施，在消除安全隱患后可重新評(píng)估安全風(fēng)險(xiǎn)；

⑵對(duì)1.3≤R≤3.3的建筑，對(duì)存在的損傷需修繕或加固處理，對(duì)人為影響嚴(yán)格控制下可觀察使用，損傷處理后可重新評(píng)估安全風(fēng)險(xiǎn)；

⑶對(duì)于R＜1.3的建筑，可以正常使用。

4.2 充分利用深圳市網(wǎng)格系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)房屋動(dòng)態(tài)巡查

深圳市全市劃分為1.9萬(wàn)個(gè)基礎(chǔ)網(wǎng)格，并配備2.1萬(wàn)余名網(wǎng)格員進(jìn)行網(wǎng)格管理。因此通過(guò)定期對(duì)網(wǎng)格員進(jìn)行房屋安全基本知識(shí)培訓(xùn)，可利用廣大網(wǎng)格員在日常工作中通過(guò)移動(dòng)智能采集終端，動(dòng)態(tài)采集房屋信息以及安全隱患事件，這些信息統(tǒng)一上傳到市社區(qū)綜合信息采集系統(tǒng)（庫(kù)），通過(guò)市政務(wù)信息資源共享交換平臺(tái)，納入市公共信息資源庫(kù)。從而實(shí)現(xiàn)房屋安全的動(dòng)態(tài)巡查和管理。這一做法可解決現(xiàn)有房屋安全排查管理信息系統(tǒng)的信息更新不足的問(wèn)題，使房屋問(wèn)題及時(shí)得到處置。

4.3 對(duì)重點(diǎn)區(qū)域重點(diǎn)對(duì)象實(shí)行專門(mén)管控和治理

深圳市目前已對(duì)山邊建筑、暗渠上蓋建筑、舊村祖屋進(jìn)行了管控和整治。建議在此基礎(chǔ)上再增加特殊地質(zhì)條件地區(qū)的建筑物進(jìn)行管控，包括龍崗區(qū)溶巖地質(zhì)的基坑施工降水引起房屋沉降問(wèn)題、寶安區(qū)河流入海口三角洲地區(qū)房屋傾斜沉降問(wèn)題。

4.4 加強(qiáng)房屋裝修及使用管理

近幾年深圳市內(nèi)在房屋裝修和使用過(guò)程中，進(jìn)行拆改承重結(jié)構(gòu)、隨意更改使用功能、加改擴(kuò)建等違規(guī)行為屢有發(fā)生。特別是砌體結(jié)構(gòu)房屋拆改承重墻問(wèn)題對(duì)安全影響較大，這些行為的發(fā)生和業(yè)主安全意識(shí)、施工隊(duì)伍不專業(yè)以及小區(qū)物業(yè)公司對(duì)裝修工程的管理不到位有關(guān)系。因此建議加強(qiáng)物業(yè)公司的監(jiān)管，強(qiáng)化物業(yè)人員房屋安全意識(shí)，對(duì)裝修工程進(jìn)行日常巡查，發(fā)現(xiàn)違規(guī)行為馬上制止或上報(bào)社區(qū)及街道辦。

4.5 加大房屋安全宣傳

筆者在工作中發(fā)現(xiàn)，房屋業(yè)主大都不具備房屋安全基本知識(shí)，不清楚業(yè)主對(duì)房屋安全及維修負(fù)主體責(zé)任，缺乏相關(guān)法律意識(shí)，在房屋使用、維護(hù)、裝修改造方面存在很大的隨意性。因此建議加大房屋安全知識(shí)、政策、法律方面的普及宣傳工作，使房屋業(yè)主能清楚自己在房屋安全使用中的責(zé)任和法律地位，充分了解所居住房屋的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，正確使用各類(lèi)配套設(shè)施，確保建筑結(jié)構(gòu)、設(shè)施的使用安全，全面了解裝飾、維修的注意事項(xiàng)，按照有關(guān)規(guī)定和要求進(jìn)行裝飾、維修和使用。從而杜絕房屋在使用過(guò)程中因人為因素而引發(fā)房屋安全問(wèn)題。

5 結(jié)論

隨著深圳市推進(jìn)國(guó)際化城市建設(shè)，深圳市的既有建筑安全工作已經(jīng)進(jìn)入精細(xì)化管理階段，需要盡快解決現(xiàn)存的房屋問(wèn)題，更需要對(duì)潛在的房屋問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)和提前管控。本文在對(duì)深圳市既有建筑充分研究基礎(chǔ)上，提出了既有建筑安全管理的方法和建議，主要研究成果如下：

⑴對(duì)深圳市既有建筑按其建設(shè)歷史發(fā)展劃分為3個(gè)主要建設(shè)階段進(jìn)行系統(tǒng)性梳理?？煽傮w上了解不同歷史階段的既有建筑類(lèi)型和存在的共性問(wèn)題。

⑵總結(jié)出既有建筑安全性能退化的5個(gè)特點(diǎn)。為既有房屋管理明確了工作方向及管理重點(diǎn)，便于針對(duì)性提出解決對(duì)策。

⑶通過(guò)對(duì)影響既有建筑安全的內(nèi)外因素進(jìn)行分析歸類(lèi)，提取出8類(lèi)關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因素，并按風(fēng)險(xiǎn)矩陣法的原理，提出一種建筑物安全風(fēng)險(xiǎn)判定的計(jì)算方法，該方法通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)初步調(diào)查即可快速了解建筑物的安全風(fēng)險(xiǎn)情況，為進(jìn)一步采取檢測(cè)鑒定或?qū)ξｋU(xiǎn)房屋先期處置提供判斷依據(jù)。

⑷對(duì)既有建筑安全的管理提出建議，建議具有較強(qiáng)的針對(duì)性及可實(shí)施性，可供技術(shù)部門(mén)及建設(shè)行政主管部門(mén)參考。