基于房屋安全鑒定加固的危房改造項(xiàng)目應(yīng)用研究

王志剛，余漢謀，蔡冰榕，趙崇銳

(廣東石油化工學(xué)院，廣東 茂名 525000)

0 前 言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國的基本建設(shè)規(guī)模呈井噴式不斷擴(kuò)大，建筑結(jié)構(gòu)隨著使用時(shí)間的增加，建筑結(jié)構(gòu)的材料和部分構(gòu)件日益趨于老齡化，結(jié)構(gòu)的功能也會呈下降趨勢并逐漸削弱。與此同時(shí)，如地震及臺風(fēng)等自然災(zāi)害頻發(fā)會給建筑結(jié)構(gòu)帶來巨大的損害。由于地震或臺風(fēng)作用引發(fā)的建筑物破損或倒塌均可簡化為水平荷載對建筑結(jié)構(gòu)的影響。近些年隨氣候變化，且我國處于活躍地震帶上，地震臺風(fēng)頻發(fā)。因此，對既有老舊建筑結(jié)構(gòu)的安全性的檢測、鑒定其是否滿足當(dāng)前的相關(guān)法規(guī)和抗震要求就顯得尤為重要。同時(shí)，相比傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)式進(jìn)行房屋的鑒定，現(xiàn)行的鑒定方法目的性更明確，加固方法多樣，更具有安全性、科學(xué)性。

1 建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)

當(dāng)前，我國已經(jīng)有相當(dāng)多的建筑物、構(gòu)筑物相繼達(dá)到或超過其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，其中除少部分將拆除外，大多數(shù)將維修加固后繼續(xù)使用。此外，由于各種施工缺陷和自然災(zāi)害，也使少數(shù)新建建筑物、構(gòu)筑物出現(xiàn)“病害”，這就需要對上述建筑物、構(gòu)筑物進(jìn)行相應(yīng)檢測，并對其可靠性進(jìn)行鑒定與評估。而在對建筑物做出鑒定的前提是要對不同類型建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測，如：混凝土結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)。本文主要對砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究探討。

砌體由塊體(磚)和砂漿組砌而成。塊體的強(qiáng)度通常高于砂漿，因而砌體的損壞大多先由砂漿中產(chǎn)生。砌體結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度較高，但抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度較低。荷載過大、基礎(chǔ)不均勻沉降或溫度應(yīng)力實(shí)際上就是在拉應(yīng)力或剪應(yīng)力作用下，砌體沿砂漿出現(xiàn)裂縫而對砌體結(jié)構(gòu)造成破壞。

2 砌體結(jié)構(gòu)加固技術(shù)

2.1 增設(shè)砌體扶壁柱技術(shù)

增設(shè)砌體扶壁柱就是沿著墻體長度方向每隔一定距離將局部墻體加厚形成墻帶垛加勁墻體的加固法。增設(shè)扶壁柱法是最常用的墻砌體加固方法，優(yōu)點(diǎn)是既能提高墻體的承載力，又可減小墻體的高厚比，而且加固所用的扶壁柱與樓層的外回圈梁、拉桿等還會構(gòu)建十分牢固的空間體系結(jié)構(gòu)，對于提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性具有非常重要的意義。按該方法加固后，不僅砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能得到大幅度提升，而且墻體中間部位抗剪能力及兩側(cè)部位的抗彎能力也會有相應(yīng)的增強(qiáng)，在地震水平作用力下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有了明顯的改善。適用于抗震設(shè)防烈度為6度及以下地區(qū)的砌體墻加固設(shè)計(jì)。使用增設(shè)砌體扶壁柱的方法對墻體進(jìn)行加固時(shí)，其承載力和高厚比的驗(yàn)算應(yīng)按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50003—2011)的規(guī)定進(jìn)行。

2.2 后加拉桿、圈梁等加固技術(shù)

當(dāng)無圈梁或圈梁設(shè)置不符合現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范要求，或縱橫墻交接處咬槎有明顯缺陷，或房屋的整體性較差時(shí)，應(yīng)增設(shè)圈梁進(jìn)行加固。外加圈梁一般采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁或鋼筋網(wǎng)水泥復(fù)合砂漿砌體組合圈梁，在特殊情況下也采用型鋼圈梁。這種圈梁在加固過程中工藝簡單，不受環(huán)境氣候因素的影響，但其對鋼材消耗較大，因此成本相對較高。對于砌體結(jié)構(gòu)建筑圈梁加固形式的選用，需要在具體施工過程中與建筑的實(shí)際情況、環(huán)境及成本因素等多方面有效的結(jié)合，選擇適宜的圈梁。

對內(nèi)墻圈梁還可以使用鋼拉桿代替，但鋼拉桿間距設(shè)置進(jìn)行加密設(shè)置，同時(shí)橫跨房屋橫墻(或縱墻)的全寬度，并應(yīng)設(shè)在有橫墻(或縱墻)處進(jìn)行錨固。利用鋼拉桿對砌體結(jié)構(gòu)建筑的縱橫墻進(jìn)行拉結(jié)，不僅可以有效地避免縱墻倒塌現(xiàn)象的發(fā)生，而且對磚墻及外加鋼筋混凝土構(gòu)造之間的協(xié)作的改善也具有非常好的效果，有利于房屋整體性能的進(jìn)一步增強(qiáng)。

2.3 鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固

外加網(wǎng)片法適用于增強(qiáng)砌體抗裂性能，限制裂縫開展，修復(fù)風(fēng)化、剝蝕砌體。由于水泥砂漿在外界作用力作用下會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，這就會導(dǎo)致砌體墻面開裂及鋼筋屈服問題發(fā)生，因此采用鋼筋網(wǎng)砂漿面層來改善墻體的抗側(cè)力剛度和抗剪強(qiáng)度，能夠整體優(yōu)化房屋的性能，特別是在多層砌體結(jié)構(gòu)房屋加固中應(yīng)用所取得效果更為顯著。

外加網(wǎng)片材質(zhì)主要以鋼筋網(wǎng)、鋼絲網(wǎng)、復(fù)合纖維織物網(wǎng)等為主。當(dāng)采用鋼筋網(wǎng)時(shí)，其鋼筋直徑不宜大于4 mm。當(dāng)采用無紡布替代纖維復(fù)合材料修補(bǔ)裂縫時(shí)，僅允許用于非承重構(gòu)件的靜止細(xì)裂縫的封閉性修補(bǔ)上。網(wǎng)片覆蓋面積不僅要按裂縫或風(fēng)化、剝蝕部分的面積確定，還要考慮網(wǎng)片的錨固長度。網(wǎng)片的短邊尺寸≥500 mm。網(wǎng)片的層數(shù)設(shè)置對于不同材質(zhì)均有所不同，針對鋼筋和鋼絲網(wǎng)片設(shè)置為單層；針對復(fù)合纖維材料設(shè)置為1～2層；加固設(shè)計(jì)時(shí)也可根據(jù)實(shí)際情況確定。

3 實(shí) 例

3.1 工程概況

某私宅位于廣東省茂名市電白區(qū)電城鎮(zhèn)，共3.5層，整體為磚混結(jié)構(gòu)，樓板為現(xiàn)澆，無地下室，朝向大致坐北朝南。3、5層均為住宅，本次鑒定范圍為整幢樓房，鑒定建筑總面積為461 m2。

3.2 檢測目的

由于梯屋門檻過低，雨水經(jīng)常浸泡屋內(nèi)墻體，甲方擔(dān)心對房屋的強(qiáng)度造成影響，為了解該房屋現(xiàn)狀的結(jié)構(gòu)安全程度及其承載力，特委托我司對其私宅進(jìn)行房屋安全性鑒定。

3.3 鑒定內(nèi)容

本項(xiàng)目鑒定內(nèi)容主要有：對結(jié)構(gòu)使用歷史和建筑資料的搜集調(diào)查；對結(jié)構(gòu)內(nèi)外環(huán)境的情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查；對結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件的截面尺寸進(jìn)行檢測；對結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件強(qiáng)度進(jìn)行檢測；對結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件中鋼筋的直徑、位置、數(shù)量、混凝土保護(hù)層厚度及樓板厚度進(jìn)行檢測；結(jié)構(gòu)整體變形檢測，根據(jù)資料及現(xiàn)場情況分析判斷結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)工作狀況。

3.4 儀器設(shè)備

檢測使用的儀器設(shè)備主要有鋼筋位置檢測儀(ZBL-R630)、全站儀(NTS-342R5)、樓板測厚儀(HC-HD90)、測距儀(PD-56)、貫入式砂漿強(qiáng)度檢測儀(SJY-800B)、回彈儀(ZC3-A)等。

3.5 PKPM建模技術(shù)分析

本鑒定項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算采用《建筑結(jié)構(gòu)CAD PKPM2010V4.2版本》結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件，根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果并結(jié)合實(shí)際使用條件進(jìn)行驗(yàn)算，構(gòu)件的截面尺寸根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果取值。本次鑒定驗(yàn)算分析所采用的主要計(jì)算參數(shù)如表1所示,模型分析圖如圖1所示。

表1 結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)

圖1 私宅建模分析模型圖

3.6 鑒定結(jié)論

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況、檢測結(jié)果及承載力驗(yàn)算分析結(jié)果，依照《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50292—2015)，對本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀安全性做如下評定。

3.6.1 地基基礎(chǔ)

經(jīng)全站儀對該房屋部分豎向構(gòu)件進(jìn)行垂直度抽檢測量，檢測結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)垂直度滿足規(guī)范要求，其地基基礎(chǔ)未發(fā)現(xiàn)有不均勻沉降跡象。故地基基礎(chǔ)子單元的安全性等級評為Bu級。

3.6.2 上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件

根據(jù)建模后的計(jì)算分析可知：①封口梁配筋部分不滿足承載力要求;②板配筋不滿足結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算的要求；③承重墻應(yīng)力比不滿足結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算要求；④承重墻高厚比部分不滿足允許高厚比要求；⑤該結(jié)構(gòu)局部受壓承載力不滿足現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算要求；⑥承重磚墻強(qiáng)度滿足規(guī)范最低要求，砂漿強(qiáng)度不滿足規(guī)范最低要求。故上部承重結(jié)構(gòu)子單元的安全性等級評為Du級。

3.6.3 構(gòu)造要求

依據(jù)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50023—2009)5.3.4條規(guī)定：本區(qū)域?qū)儆?度區(qū)，應(yīng)該在外墻四角，錯層部位橫墻與外縱墻交接處、較大洞口兩側(cè)、大房間內(nèi)外交接處、隔開間橫墻(軸線)與外墻交接處，山墻與內(nèi)縱墻交接處、樓梯間、電梯間四角都應(yīng)該設(shè)置構(gòu)造柱。經(jīng)現(xiàn)場檢測，該結(jié)構(gòu)沒有設(shè)置構(gòu)造柱，不滿足規(guī)范要求。

3.6.4 圍護(hù)系統(tǒng)

經(jīng)現(xiàn)場檢查，房屋門窗及水電設(shè)施基本完好，具備正常使用功能。該結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀的安全等級評定為Dsu級。

3.7 處理建議

根據(jù)現(xiàn)場檢測及后期驗(yàn)算結(jié)果，結(jié)合相關(guān)規(guī)范要求，若對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，加固后功能極差，而且加固所需總費(fèi)用與新建結(jié)構(gòu)總造價(jià)相當(dāng)，故建議業(yè)主將其進(jìn)行拆除重建。

4 結(jié) 語

建筑物鑒定、加固實(shí)質(zhì)屬于“結(jié)構(gòu)醫(yī)生”。對現(xiàn)有帶病工作的建筑結(jié)構(gòu)，如先天缺損、存在安全隱患、可靠度衰減等問題進(jìn)行“把脈、檢測、分析”，最后“出具處方”即采取有效的措施，提高可靠度，達(dá)到“長壽、安全”的目標(biāo)。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，結(jié)合節(jié)能減排要求，大規(guī)模新建結(jié)構(gòu)比重將不斷減少，若將“結(jié)構(gòu)醫(yī)生”的作用發(fā)揚(yáng)光大、輻射開來，帶病工作的結(jié)構(gòu)可以繼續(xù)發(fā)揮作用，使得結(jié)構(gòu)更新正循環(huán)，對資源統(tǒng)籌使用有積極的經(jīng)濟(jì)意義。

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