王娟娟,王國華,尉開柘,孫可可
(1.中電投工程研究檢測評定中心有限公司;2.中國合格評定國家認可中心)
由于材料老化和環(huán)境影響等原因,隨著服役年限的增加,建筑結構各方面的性能就會逐漸下降。在這種情況下,適時了解建筑結構的安全狀況就顯得尤為重要[1-3]。因此,有必要對既有的砌體建筑進行安全性鑒定[4-6],然后在此基礎上進行決策,考慮是否對其進行加固改造[7-8]。
某宿舍樓位于北京市海淀區(qū),該建筑建造于20世紀90年代,抗震設防類別為丙類,原建設方、勘察單位、設計單位、施工單位和監(jiān)理單位均不詳,全部圖紙丟失。為了解該建筑結構的安全現(xiàn)狀,以便為后續(xù)可能進行的結構加固改造工作提供依據,故需對其進行安全性鑒定。
該宿舍樓結構平面布置為矩形,豎向基本規(guī)則,結構形式為砌體結構,建筑面積約為919m2。地上兩層,局部區(qū)域一層。該建筑主體結構的外觀質量尚可,建筑外景和局部樓層內景分別如圖1和圖2所示。經查,該建筑有效建設資料已經丟失,無設計圖、竣工圖以及施工驗收資料。
圖1 建筑外觀
圖2 室內內景
檢測鑒定范圍為整棟建筑,主要檢測內容包括結構外觀質量檢查、墻體砌筑用磚強度檢測、墻體砌筑用砂漿強度檢測、構件混凝土強度檢測、結構平面布置測繪、建筑平/立/剖面圖的測繪和建筑垂直度測量等,在此基礎上形成安全性鑒定結論和處理建議。
現(xiàn)場對該建筑物主體結構的體系形式進行了核查,結構平面繪制圖參見圖3和圖4所示,核查結果如下:
圖3 一層結構平面圖
圖4 二層結構平面圖
①本工程主體結構確認為砌體結構;
②本工程建筑結構平面形狀呈矩形,豎向基本規(guī)則,總建筑長度約為34.8m,總建筑寬度約為11.7m,建筑高度約為5.9m,本工程室內外高差0.6m;
③本工程主體結構為地上兩層,一層的層高約為3.0m,二層的層高為2.9m(部分區(qū)域降板,層高2.4m);
④本工程承重墻體采用普通燒結磚和混合砂漿砌筑;
⑤樓板均采用預制板;
⑥各層均檢測到圈梁;建筑外墻四角設置有構造柱。
現(xiàn)場對本工程結構的外觀質量狀況及損傷情況進行了核查,通過分析發(fā)現(xiàn):本項目整體外觀質量基本正常;地基基礎工作狀態(tài)正常,未發(fā)現(xiàn)由于不均勻沉降引起的裂縫、傾斜或者顯著變形;樓板狀況基本完好,未見有開裂或明顯變形損傷。
采用鋼卷尺和游標卡尺等工具對本工程主要結構構件的截面尺寸進行檢測,各種構件的抽樣數(shù)量依據《建筑結構檢驗技術標準》(GB/T 50344-2019)確定。由于缺少原始設計圖紙,因此無法判斷構件截面檢測值是否與設計值一致。
4.4.1 墻體砌筑用磚強度檢測
采用回彈法對本工程墻體砌筑用磚強度進行抽樣檢測,抽樣數(shù)量依據相關標準確定。依據《房屋結構綜合安全性鑒定標準》(DB11/637-2015)的相關規(guī)定,該房屋綜合安全性鑒定類別為Ⅲ類,本次檢測中將每一層墻體作為一個檢測批,共兩個檢驗批,對其強度進行檢測,檢測工作依據《砌體工程現(xiàn)場檢測技術標準》(GB/T 50315-2011)的規(guī)定進行。
檢測結果表明:所測一層和二層墻體砌筑用磚強度推定值均為MU10。
4.4.2 墻體砌筑用砂漿強度檢測
墻體砌筑用砂漿強度也采用回彈法進行測定,抽樣方法和檢測依據的標準與墻體砌筑用磚強度基本相同。
依據檢測結果,可知:所測一層墻體砌筑用砂漿強度達到2.5MPa;二層墻體砌筑用砂漿強度達到3.0MPa。
4.4.3 構件混凝土強度檢測
對于構件混凝土強度的檢測,方法略顯復雜。根據《混凝土結構現(xiàn)場檢測技術標準》(GB/T 50784-2013)、《鉆芯法檢測混凝土強度技術規(guī)程》(CECS 03:2007)和《回彈法、超聲回彈綜合法檢測泵送混凝土抗壓強度技術規(guī)程》(DB11/T 1446-2017),將所有砼構件作為一個檢驗批,采用回彈鉆芯修正法對混凝土強度進行批量檢測。
依據檢測結果,本工程混凝土構件的抗壓強度推定等級為C25。
依據《混凝土中鋼筋檢測技術規(guī)程》(JGJ/T 152-2019)的相關規(guī)定,本工程中混凝土構件的鋼筋配置情況采用磁感儀和游標卡尺進行抽樣檢測。本工程中的檢測構件主要包括構造柱和梁構件,檢測結果表明所測構件的鋼筋配置情況基本符合設計要求。
采用全站儀對該建筑物四角的垂直度偏差進行檢測,檢測工作依據《建筑變形測量規(guī)范》(JGJ 8-2016)的有關規(guī)定進行。
受現(xiàn)場實際情況的影響,本次在建筑物上共設置兩處垂直度偏差檢測點,其坐標方位示意參見圖5所示。最終的檢測數(shù)值顯示:該房屋頂部所測的垂直度偏差均小于相關規(guī)定限值,滿足基本要求。
圖5 建筑物四角垂直偏差檢測點坐標方位示意圖
依據《砌體結構設計規(guī)范》(GB 50003-2011)、《混凝土結構設計規(guī)范》(GB 50010-2010)(2015年版)和《建筑結構荷載規(guī)范》(GB 50009-2012)中的有關規(guī)定,采用盈建科軟件建立本工程結構的計算模型,然后進行承載力驗算。驗算時,結構平面布置依據現(xiàn)場的檢測情況進行確認;砌筑用磚和砌筑用砂漿的強度等級均按實測強度值選用。實際分析過程中建立的計算模型如圖6所示,采用的基本參數(shù)詳見表1。
表1 基本參數(shù)
圖6 結構模型
結合建筑年代和資料保存的完整度,可推知該房屋綜合安全性鑒定類別為Ⅲ類。對其安全性的鑒定評級,應按構件、子單元和整體鑒定單元三個層次進行評定,每一層次分為四個安全性等級。
砌體結構構件的安全性鑒定應分別從承載能力、構造和連接、變形與損傷三個方面,分別評定每一受檢構件的等級,并取其中最低一級作為該構件的安全性等級。
經對承重構件進行承載力驗算,在一層和二層中的墻、梁構件基本符合國家現(xiàn)行標準規(guī)范中的安全性要求,僅對個別墻段需要采取處置措施。從構造和連接的角度進行分析,該建筑墻體構件的高厚比驗算結果均符合國家現(xiàn)行設計規(guī)范的要求。砌體結構無明顯變形和裂縫,無風化酥堿現(xiàn)象,具有足夠的承載能力。
綜合以上三項所得,承重構件的安全性符合要求,具有足夠的承載能力。
6.2.1 地基基礎
本建筑場地平坦,無滑動跡象及滑動史。建筑地基為天然地基,整體性較好。從現(xiàn)場調查結果來看,未發(fā)現(xiàn)結構由于地基不均勻沉降造成明顯的墻體傾斜或者承重構件變形、開裂等現(xiàn)象。
根據以上結果,地基基礎子單元現(xiàn)狀的安全性等級可評定為符合國家現(xiàn)行標準規(guī)范的安全性要求,不影響整體安全性能。
6.2.2 上部承重結構子單元
上部承重結構(子單元)的安全性鑒定評級應按結構整體性和結構承載能力兩個項目進行評定,并取其中較低的評定等級作為上部承重結構的安全性等級。
基于構件承載能力,可知本工程結構承載能力較好。至于結構整體性,可分別從結構布置及構造、支撐系統(tǒng)(或其他抗側力系統(tǒng))的構造、結構構件間的聯(lián)系、圈梁和構造柱的布置與構造四個方面進行分析。
該建筑的主體結構布置合理,形成了完整的體系,結構選型及傳力路線基本正確。圈梁布置正確,在各層的四角可以檢測到構造柱,滿足砌體結構的要求。側向支撐構件的連接構造方式基本正確,能相對有效地傳遞豎向荷載和風荷載作用。原主體結構構件的錨固、拉結和連接方式基本正確,除個別構件以外,無明顯的松動變形。
根據地基基礎和上部承重結構的安全性鑒定結果,綜合評定該建筑的整體結構安全性等級為Bsu級,即略低于國家現(xiàn)行標準規(guī)范的安全性要求,仍能滿足結構安全性的下限水平要求,尚不明顯影響整體安全性能,結構中可能有極少數(shù)構件應采取措施。
根據鑒定結果,該建筑整體結構安全性略低于標準規(guī)范的安全性要求,僅需要對極少數(shù)構件采取一定的處置措施?;跈z測鑒定結論,可只對承載力不足的極少數(shù)砌體墻段進行加固處理。