混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的質(zhì)量檢測(cè)及抗震鑒定

張澤涵

(安徽省建設(shè)工程測(cè)試研究院有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230000)

目前，隨著我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，建筑行業(yè)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)房屋的要求也不斷提高，由于很多建筑原本的空間無(wú)法符合人們的需求，所以對(duì)房屋開(kāi)展擴(kuò)建工作。但是，在開(kāi)展房屋擴(kuò)建工作之前，需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，房屋的質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)是建筑物鑒定的主要技術(shù)，檢測(cè)的水平會(huì)很大程度影響到房屋擴(kuò)建工作的安全性?；炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)因具有可以較靈活地配合建筑平面布置、結(jié)構(gòu)的整體性、剛度較好和施工工期短等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛運(yùn)用在當(dāng)代房屋建筑中，然而混凝土結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中，受外力、自重等因素的影響，結(jié)構(gòu)存在產(chǎn)生裂縫或其他損傷的情況，所以必須對(duì)混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋開(kāi)展檢測(cè)工作。

1 質(zhì)量檢測(cè)和抗震鑒定要點(diǎn)

1.1 質(zhì)量檢測(cè)要點(diǎn)

質(zhì)量檢驗(yàn)是質(zhì)量控制工作的重要組成部分，其是指采用可能的質(zhì)量檢測(cè)方法對(duì)房屋建筑開(kāi)展檢測(cè)工作，將檢測(cè)結(jié)果和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而確定房屋結(jié)構(gòu)是否符合規(guī)范要求。因此，質(zhì)量檢測(cè)主要是為了保證房屋建筑是否合格，防止一些不達(dá)標(biāo)建筑對(duì)人們的居住安全性產(chǎn)生危害。一般來(lái)說(shuō)，質(zhì)量檢測(cè)中需要采用較高的檢測(cè)技術(shù)，所以質(zhì)量檢測(cè)又稱作技術(shù)檢測(cè)。

隨著我們國(guó)家建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于房屋建筑質(zhì)量的重視程度與日俱增，基于質(zhì)量檢測(cè)工作，從而保證房屋建筑的使用安全性逐漸成為了建筑安全管理工作的主要內(nèi)容。在目前的質(zhì)量檢測(cè)工作中，主要的檢測(cè)內(nèi)容有現(xiàn)場(chǎng)檢查、材料強(qiáng)度檢查、傾斜角檢查、外殼損壞檢查等，而常用的質(zhì)量檢測(cè)方法有外觀觀察法、工具測(cè)量法、物理試驗(yàn)法、無(wú)損檢測(cè)法和破損檢測(cè)法等。主要的房屋建筑質(zhì)量檢測(cè)內(nèi)容如下。

1)開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作。首先應(yīng)該通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查初步了解到房屋的損傷程度，主要關(guān)注構(gòu)件的裂縫或損傷、房屋相對(duì)不均勻沉降和傾斜情況等。

2)開(kāi)展材料強(qiáng)度檢測(cè)工作。相關(guān)工作人員可以基于回彈法對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，從而確保檢測(cè)質(zhì)量。檢測(cè)工作要嚴(yán)格按照《建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50344—2019)的要求進(jìn)行開(kāi)展，混凝土框架結(jié)構(gòu)中的梁、柱都是應(yīng)該檢測(cè)其混凝土強(qiáng)度的。此外，由于在實(shí)際的檢測(cè)工作過(guò)程中可能會(huì)遇到一些不可控因素，導(dǎo)致無(wú)法正常開(kāi)展工作。因此，在這種情況下，可以通過(guò)使用在施工時(shí)預(yù)留的混凝土試件進(jìn)行檢測(cè)工作，同時(shí)需要確保該試件的所有條件與房屋建筑中的混凝土相一致。

3)開(kāi)展房屋傾斜檢測(cè)工作。在該項(xiàng)工作中，需要使用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀對(duì)房屋建筑的傾斜度和沉降量進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)，對(duì)房屋變形敏感部位進(jìn)行分析。

4)開(kāi)展損傷檢測(cè)工作?；诂F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)得到的結(jié)果，便能夠進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)工作，該項(xiàng)檢測(cè)的關(guān)注點(diǎn)在于節(jié)點(diǎn)、框架梁、樓梯的裂縫,同時(shí)，檢測(cè)的結(jié)果應(yīng)該在損傷分布圖中體現(xiàn)。

1.2 抗震鑒定要點(diǎn)

地震災(zāi)害會(huì)極大地?fù)p害房屋建筑結(jié)構(gòu)，影響到其安全性。為了能夠降低地震對(duì)房屋建筑的損壞程度，使地震的防治措施更加的科學(xué)，必須在房屋建筑施工中做好抗震鑒定工作，進(jìn)而制定出防震措施?？拐痂b定指的是基于建筑物的抗震規(guī)范要求，對(duì)房屋建筑的抗震性能開(kāi)展鑒定工作?？拐痂b定的結(jié)果可以為房屋建筑結(jié)構(gòu)的改善提供一定的參考，進(jìn)而提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，確保房屋的安全性和使用耐久性。在一般情況下，在開(kāi)展房屋建筑抗震鑒定工作過(guò)程中，既可以基于房屋構(gòu)造鑒定，對(duì)抗震能力進(jìn)行綜合的評(píng)估，也可以基于精確地抗震承載力計(jì)算，對(duì)房屋建筑的關(guān)鍵部位的抗震性能進(jìn)行評(píng)估。

目前，針對(duì)混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的抗震鑒定的主要工作分為抗震構(gòu)造措施和抗震承載力驗(yàn)算。具體的鑒定內(nèi)容如下。

1)開(kāi)展抗震構(gòu)造措施鑒定工作。這一項(xiàng)鑒定工作必須嚴(yán)格按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50011—2010)相關(guān)要求進(jìn)行，鑒定的內(nèi)容主要有房屋結(jié)構(gòu)體系、混凝土材料、鋼筋配置情況、填充墻與主體結(jié)構(gòu)的連接等情況，同時(shí)在鑒定工作中，必須嚴(yán)格按照現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行操作。

2)開(kāi)展抗震承載力驗(yàn)算工作。這項(xiàng)工作的主要內(nèi)容為對(duì)結(jié)構(gòu)的變形、框架梁柱進(jìn)行驗(yàn)算，驗(yàn)算過(guò)程中需要根據(jù)樓屋面荷載、墻體荷載、地震作用等一些常見(jiàn)的荷載進(jìn)行計(jì)算分析。

2 案例分析一

2.1 結(jié)構(gòu)概況

案例一的研究對(duì)象為混凝土框架結(jié)構(gòu)廠房，其總面積為5000m。近年來(lái)，隨著工廠規(guī)模的不斷擴(kuò)大，原來(lái)的廠區(qū)面積已不能符合現(xiàn)實(shí)的要求，因此需要對(duì)現(xiàn)有廠房開(kāi)展改造工作。在確保廠房結(jié)構(gòu)安全的同時(shí)，增加廠房的荷載承受能力，完成對(duì)廠房科學(xué)的擴(kuò)建工作。因此，基于有關(guān)規(guī)范要求，必須對(duì)廠房開(kāi)展質(zhì)量檢測(cè)和抗震鑒定工作，對(duì)廠房的安全性、使用性和抗震性等性能進(jìn)行詳細(xì)的研究分析，制定出可靠的改造方案。

2.2 質(zhì)量檢測(cè)

質(zhì)量檢測(cè)是一項(xiàng)綜合檢測(cè)工作，涵蓋的內(nèi)容很多，本案例具體的質(zhì)量檢測(cè)內(nèi)容和工作細(xì)節(jié)如下。

1)結(jié)構(gòu)體系檢測(cè)。通過(guò)對(duì)廠房進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，得知該廠房的主要結(jié)構(gòu)為混凝土框架結(jié)構(gòu)，廠房地上和地下的層數(shù)分別為4層和1層。廠房目前的整體結(jié)構(gòu)情況良好，并且在建筑完成之后沒(méi)有對(duì)其開(kāi)展任何的改造工作。

2)傾斜度檢測(cè)。在開(kāi)展房屋建筑的傾斜度檢測(cè)工作過(guò)程中，基本是采用高精度且便于使用的全站儀來(lái)檢測(cè)房屋建筑的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。為了確保傾斜度檢測(cè)工作的完成質(zhì)量，必須做好開(kāi)展工作前的準(zhǔn)備工作，包括全站儀找準(zhǔn)、選取合適的檢測(cè)點(diǎn)和熟悉儀器操作等事宜。根據(jù)結(jié)果可知：本案例中的廠房的最大傾斜度為0.69%，滿足國(guó)家規(guī)范中傾斜度的要求。

3)開(kāi)展損傷檢測(cè)工作。本案例中廠房的竣工時(shí)間為2014年，使用的總時(shí)間還沒(méi)有超過(guò)十年，因此在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大面積的損傷；建筑中的主要承重結(jié)構(gòu)沒(méi)有出現(xiàn)明顯的損傷和鋼筋生銹現(xiàn)象；墻體局部出現(xiàn)了少量的裂縫，然而并沒(méi)有出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象。建筑外觀質(zhì)量較好，沒(méi)有明顯的變形，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的沉降量檢測(cè)，房屋建筑的不均勻沉降量符合相關(guān)規(guī)范的要求。

4)開(kāi)展材料強(qiáng)度檢測(cè)工作。在開(kāi)展該項(xiàng)工作過(guò)程中，為了減少質(zhì)量檢測(cè)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全造成的影響，使用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)。作為在檢測(cè)工作中常見(jiàn)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，超聲-回彈法在開(kāi)展材料強(qiáng)度檢測(cè)工作中表現(xiàn)的效果良好。在本次案例中，基于超聲-回彈法檢測(cè)技術(shù)得知，廠房一層到四層，超聲均值大致在4.38～4.66，回彈均值大致在38～51，強(qiáng)度換算值大致在41.07～61.34，因此，混凝土強(qiáng)度的均值推斷為45.89MPa，通過(guò)嚴(yán)格的計(jì)算，混凝土強(qiáng)度值為31.21MPa，滿足混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。

2.3 抗震鑒定

本案例的抗震鑒定分析，需要基于相關(guān)規(guī)范設(shè)計(jì)要求，其主要的鑒定內(nèi)容和結(jié)果如下。

1)開(kāi)展結(jié)構(gòu)質(zhì)量宏觀鑒定工作。基于相關(guān)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，從宏觀的角度鑒定了房屋結(jié)構(gòu)的外在和內(nèi)在質(zhì)量，根據(jù)鑒定結(jié)果得知，本案例中建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)在和外在的質(zhì)量都滿足規(guī)范要求。例如，框架梁、柱和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)都沒(méi)有出現(xiàn)顯著的裂縫、鋼筋外漏、鋼筋生銹等情況；墻體沒(méi)有出現(xiàn)裂縫；建筑的主體結(jié)構(gòu)沒(méi)有明顯的變形。

2)開(kāi)展基礎(chǔ)承載力分析工作?；诜课萁ㄖ南嚓P(guān)資料得知，本文案例中的廠房的基礎(chǔ)是以預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土樁為主。根據(jù)PKPM軟件驗(yàn)算了基礎(chǔ)承載力，根據(jù)計(jì)算結(jié)果得知，廠房在改造后其樁基的承載力已經(jīng)無(wú)法滿足要求，應(yīng)該對(duì)其采取加固措施。

3)開(kāi)展抗震措施分析工作?；谠O(shè)計(jì)規(guī)范得知，本案例中的房屋建筑在完成改造之后是乙類(lèi)建筑，根據(jù)當(dāng)?shù)亟ㄖ拐鹨螅梢蕴岣呓ㄖ目拐鸬燃?jí)，并鑒定改造之后的房屋的抗震能力。在鑒定工作中，需要鑒定的內(nèi)容有：結(jié)構(gòu)布置、材料檢測(cè)、鋼筋布置、框架梁、柱尺寸等。根據(jù)鑒定結(jié)果可知，在完成擴(kuò)建之后的廠房部分的框架柱不能很好地符合規(guī)范中的抗震要求，需要進(jìn)行加固處理。

4)開(kāi)展構(gòu)件抗震承載力驗(yàn)算工作。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)圖紙，利用PKPM軟件驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的抗震承載力。根據(jù)計(jì)算結(jié)構(gòu)，該廠房部分構(gòu)件承載力不滿足要求，部分框架柱的軸壓比不滿足要求。

2.4 加固措施

基于嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)和抗震鑒定得知，房屋建筑的一些框架梁、柱的鋼筋的實(shí)際配置量要低于計(jì)算量，一些框架柱的軸壓比很高，基礎(chǔ)的樁基反作用力大于樁基的承載力?；诖耍瑧?yīng)該選擇合理的加固方法進(jìn)行加固。例如，采用碳纖維布加固技術(shù)對(duì)有問(wèn)題的框架梁柱進(jìn)行處理；增加混凝土柱的構(gòu)件截面面積；在混凝土樓板中使用H型鋼，進(jìn)而調(diào)整建筑的受力體系，改善建筑的抗震性能；加固基礎(chǔ)，從而提升房屋基礎(chǔ)的抗壓承載力。

3 案例分析二

3.1 結(jié)構(gòu)概況

本案例的研究對(duì)象為建成于2012年的一個(gè)混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋，該建筑屬于丙類(lèi)建筑，整體呈不規(guī)則形狀。該建筑一共有兩層，建筑總高度為10m，建筑的總面積為1000m，其與地面的高度差為0.5m。根據(jù)實(shí)際需要，該建筑的使用功能發(fā)生改變，需對(duì)其進(jìn)行改建。在改建之前要對(duì)建筑物開(kāi)展質(zhì)量檢測(cè)和抗震鑒定工作。

由于委托方保管不當(dāng)，相關(guān)房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖紙已丟失。為了便于后續(xù)的檢測(cè)工作，需要對(duì)樓板厚度、柱尺寸和梁尺寸進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)詳細(xì)的檢測(cè)得知：該房屋的結(jié)構(gòu)體系為框架結(jié)構(gòu)，樓板為混凝土現(xiàn)澆板，樓板厚度為120mm?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中柱尺寸是400×400mm，梁的尺寸一共有三種，分別為：300×500mm、300×650mm和300×600mm。此外，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查得知，房屋結(jié)構(gòu)的質(zhì)量較好，沒(méi)有出現(xiàn)明顯的損傷情況(見(jiàn)圖1)。

圖1 測(cè)繪施工現(xiàn)場(chǎng)圖

3.2 質(zhì)量檢測(cè)

在開(kāi)展房屋質(zhì)量檢測(cè)工作中最重要的環(huán)節(jié)是現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的工作內(nèi)容主要有結(jié)構(gòu)變形檢測(cè)、傾斜度檢測(cè)、損傷檢測(cè)、材料強(qiáng)度檢測(cè)等。具體的工作細(xì)節(jié)和結(jié)果如下。

1)開(kāi)展基礎(chǔ)檢測(cè)工作。在該項(xiàng)工作中，應(yīng)該使用局部開(kāi)挖的手段，這樣可以防止影響到建筑的整體安全性。此外，還要確定基礎(chǔ)埋深和尺寸。在通常情況下，設(shè)計(jì)圖中會(huì)給出基礎(chǔ)埋深和尺寸，但是由于本案例中房屋的圖紙出現(xiàn)了丟失的情況。因此，應(yīng)該首先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作，確定基礎(chǔ)布置情況，然后明確基礎(chǔ)埋入的深度和尺寸大小。在基礎(chǔ)開(kāi)挖后，應(yīng)將基礎(chǔ)晾曬一段時(shí)間，在保證其干燥狀態(tài)下，通過(guò)回彈法檢測(cè)基礎(chǔ)混凝土的實(shí)際強(qiáng)度。

2)開(kāi)展傾斜度檢測(cè)工作。在該項(xiàng)工作中，可以采用全站儀對(duì)房屋的各個(gè)方向的傾斜度進(jìn)行測(cè)量，并且將測(cè)量得到的數(shù)據(jù)記錄下來(lái)。根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)，分析房屋敏感部位的傾斜程度。

3)開(kāi)展抽樣檢測(cè)工作。在該項(xiàng)工作中，可以使用抽樣檢測(cè)的手段對(duì)構(gòu)件的變形開(kāi)展檢測(cè)工作。例如，在對(duì)框架梁撓度的測(cè)量工作中，便可以使用抽樣檢測(cè)的方法，并且可以基于全站儀選取大跨度框架梁作為研究對(duì)象。同時(shí)，選取部分同類(lèi)別的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)鑿除混凝土的方式，檢測(cè)實(shí)際的鋼筋配置。

4)開(kāi)展房屋無(wú)損檢測(cè)工作。在該項(xiàng)工作中，需要對(duì)房屋建筑的外立面和內(nèi)部各構(gòu)件進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果記錄下來(lái)。

5)開(kāi)展材料強(qiáng)度檢測(cè)工作。隨機(jī)抽取部分混凝土構(gòu)件，首先在每層抽取的混凝土構(gòu)件的一豎向側(cè)面，隨機(jī)鑿去表面粉刷的裝飾層至露出原狀混凝土結(jié)構(gòu)面層，再對(duì)混凝土表面清理平整并保證干燥狀態(tài)，采用回彈法檢測(cè)結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度。

3.3 抗震鑒定

本案例的抗震鑒定分析，需要基于相關(guān)規(guī)范設(shè)計(jì)要求。根據(jù)相關(guān)的鑒定結(jié)果得知：該房屋的規(guī)定使用年限為40年，抗震烈度為7度，框架梁柱內(nèi)的鋼筋布置量和構(gòu)件的抗震構(gòu)造并不滿足有關(guān)的規(guī)范要求。例如，某些夾層的剛度不滿足要求，因此，要對(duì)房屋建筑采取相應(yīng)的加固措施。在開(kāi)展上部結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算工作中，需要使用相關(guān)的計(jì)算軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。但是在計(jì)算的過(guò)程中，需假設(shè)建筑的損傷部分已經(jīng)得到修復(fù)。在該項(xiàng)工作中，混凝土等級(jí)取為C35，鋼筋的配置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)采用；框架梁和框架柱的保護(hù)層厚度分別為30mm和40mm。根據(jù)PKPM軟件驗(yàn)算可知，該房屋部分框架梁的箍筋配置不滿足抗震鑒定規(guī)范要求，部分框架梁和框架柱的主筋配筋量也不滿足計(jì)算要求，因此，必須對(duì)該房屋開(kāi)展加固工作。

3.4 加固措施

1)基于增大截面法加固法對(duì)一層柱開(kāi)展加固工作。其主要的操作方法是在柱的周?chē)鲈O(shè)鋼筋和混凝土，從而使截面面積增大，從而很好的提升框架柱的強(qiáng)度。新增的混凝土和鋼筋需滿足計(jì)算要求和相關(guān)規(guī)范的構(gòu)造要求。此外，對(duì)部分框架柱采用外包鋼加固法，通過(guò)將鋼板和角鋼外包于混凝土構(gòu)件的表面，能達(dá)到加固和增強(qiáng)原結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的目的，對(duì)構(gòu)件裂縫開(kāi)展及撓度發(fā)展也有抑制作用。

2)為了解決框架梁和屋面梁因配筋不夠?qū)е聵?gòu)件承載力不足的情況，可以使用碳纖維加固的方法進(jìn)行解決。因?yàn)樘祭w維的抗拉能力很強(qiáng)，可以與框架梁形成一個(gè)整體，從而共同承受力的作用，進(jìn)而提升框架梁的承載力。同時(shí)，碳纖維自身彈性模量高，加固后對(duì)溫度裂縫、銹脹裂縫等細(xì)微變形有著較好的控制作用。

3)為了修復(fù)框架梁、柱、板中出現(xiàn)的裂縫，可以使用灌漿的方法修復(fù)。在實(shí)際的修復(fù)過(guò)程中，需要注意的是：應(yīng)該合理地調(diào)配膠液，在修復(fù)過(guò)程中如果產(chǎn)生裂縫不吸膠的情況，那么需要嚴(yán)格調(diào)查灌漿是不是對(duì)正了裂縫，同時(shí)需要注意溫度的變化，避免后續(xù)無(wú)法達(dá)到預(yù)期的修復(fù)效果。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋開(kāi)展質(zhì)量檢測(cè)和抗震鑒定有著很大的應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，值得廣泛推廣。在實(shí)際的檢測(cè)鑒定工作中，應(yīng)該結(jié)合混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的現(xiàn)狀，基于國(guó)家制定的相關(guān)規(guī)范，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和抗震鑒定工作。同時(shí)，根據(jù)本文提出的檢測(cè)鑒定要點(diǎn)，最大程度上提高檢測(cè)和抗震鑒定的實(shí)用性，為房屋建筑的擴(kuò)建和加固提供參考建議。