既有建筑物檢測鑒定分析研究

李慧琴，高玉廣，茍衛(wèi)強，滕文川，張雪云

（1.甘肅土木工程科學(xué)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730060 2.蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730010）

0 引 言

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，建筑行業(yè)也得以快速發(fā)展，既有建筑物在使用過程中由于各種原因出現(xiàn)問題，或者既有建筑物的使用功能不能滿足使用要求，但是部分建筑由于其自身的特殊情況［1］，不能拆除重建，為了避免事故的發(fā)生，改變建筑物使用功能或者延長使用壽命，因此需要對建筑物進行加固改造，在加固改造前需要對建筑物進行檢測鑒定［2］，因此，對既有建筑的檢測鑒定及加固已經(jīng)逐漸成為了當今社會的關(guān)注熱點和未來建筑工程界的工作重點。

1 工程概況

該工程為一俱樂部，建筑總面積約 5 584 m2，平面呈“T”字形分布，由主樓及副樓組成，其中主樓由前廳及觀影廳組成，前廳為地上 3 層磚混內(nèi)框架結(jié)構(gòu)，觀影廳為一層，局部 3 層磚混空曠結(jié)構(gòu)，副樓為地上 2 層砌體結(jié)構(gòu)，在主樓與副樓連接處設(shè)有伸縮縫，基礎(chǔ)形式為磚砌條形基礎(chǔ)，外墻均為 370 mm 磚墻，內(nèi)墻均為 240 mm 磚墻，觀影廳采用裝配式預(yù)制樓板，屋架采用鋼木屋架，其余樓面及屋面均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。該工程在使用過程中經(jīng)過二次加固，分別于 1976年進行上部結(jié)構(gòu)抗震加固，2005年局部條形基礎(chǔ)采用靜壓樁進行托換加固。

2 建筑物的檢測

2.1 地基基礎(chǔ)

建筑物的地基基礎(chǔ)狀況對于建筑物的安全性至關(guān)重要，因此需要對建筑的地基基礎(chǔ)進行詳細的檢測鑒定。根據(jù) GB 50292-2015《民用建筑可靠性鑒定標準》［3］、GB 50007-2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》［4］、GB 50025-2004《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》［5］等規(guī)范、標準的要求，并結(jié)合檢測現(xiàn)場實際情況，對地基基礎(chǔ)進行如下檢測鑒定。

2.1.1 場地工程地質(zhì)條件

該場地各地層巖性自上而下分述如下。

①雜填土，層厚 1.0～1.5 m，稍密，以建筑垃圾為主，均勻性一般。

②粉土層，層厚 9.9～11.0 m，局部與粉質(zhì)黏土互層，一般在 2.7～3.5 m 和 4.5～5.3 m 深度處夾圓礫和卵石薄層。

③卵石，層面埋深 11.4～12.0 m，稍密～中密。

2.1.2 地基基礎(chǔ)現(xiàn)狀

為了檢測地基基礎(chǔ)現(xiàn)狀，布置了 2 個探井。經(jīng)過開挖檢查，基礎(chǔ)采用磚砌條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深為2.33 m，基礎(chǔ)持力層為原狀粉土層（見圖1）。

圖1 探井開剖基礎(chǔ)情況

在 T 2 探井取地基土原狀樣，進行室內(nèi)試驗，土工試驗結(jié)果計算總濕陷量 Δs=1 075.5 mm，自重濕陷量 583.5 mm，依據(jù)規(guī)范中的分類，該場地為自重濕陷性黃土場地，濕陷等級為 IV 級，濕陷程度為很嚴重，濕陷下限深度為 9.5 m。地基土壓縮系數(shù)一般為0.13～0.42 MPa-1，呈中壓縮性土。

2.1.3 建筑傾斜觀測

根據(jù)檢測現(xiàn)場情況，對該樓進行了傾斜觀測，該建筑物向東傾斜，傾斜值為 8～13 mm，傾斜率為0.6 ‰～6.3 ‰，不滿足規(guī)范中 4.0 ‰ 的規(guī)定允許值。

2.2 上部承重結(jié)構(gòu)

根據(jù)相應(yīng)的規(guī)范、標準的要求，并結(jié)合檢測現(xiàn)場實際情況，對上部主體結(jié)構(gòu)進行規(guī)范檢測，檢測結(jié)果如下。

2.2.1 砂漿及磚強度檢測

本次采用回彈法對砂漿及磚強度進行檢測。檢測構(gòu)件隨機抽查，砂漿強度檢測結(jié)果如表1 所示。

表1 砂漿強度檢測表

由表1 可以看出砂漿強度等級不滿足 GB 50023-2009《建筑抗震鑒定標準》［6］5.3.4 條“承重墻體的砌筑砂漿實際達到的強度等級，磚墻體不應(yīng)低于 M 2.5”的要求。

磚強度抽檢結(jié)果表明，該建筑主樓機制紅磚實測強度等級均滿足 GB 50023-2009《建筑抗震鑒定標準》5.3.4 條“磚強度等級不應(yīng)低于 MU 7.5”的要求。這表明該建筑物承重構(gòu)件材料強度沒問題?，F(xiàn)場實測如圖2 所示。

圖2 磚及砂漿測試區(qū)

2.2.2 墻體裂縫調(diào)查

經(jīng)調(diào)查檢測，主樓前廳墻體出現(xiàn)不同程度的裂縫。裂縫主要出現(xiàn)在縱墻上，大部分為墻體斜向裂縫。裂縫寬度一般為 0.7～0.8 mm。該墻體裂縫主要是由于地基基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫。

2.3 構(gòu)造措施

2.3.1 結(jié)構(gòu)整體性構(gòu)造

通過現(xiàn)場調(diào)查，進行詳細的勘查，該建筑物結(jié)構(gòu)整體性構(gòu)造情況如表2 所示。

表2 結(jié)構(gòu)整體性構(gòu)造檢查表

2.3.2 砌體房屋第一級抗震鑒定

根據(jù) GB50023-2009《建筑抗震鑒定標準》規(guī)定，該建筑物屬于 A 類建筑，已使用 55年，超過設(shè)計使用年限。結(jié)合砌體房屋第一級抗震鑒定表，有以下結(jié)論。

1）該樓建筑高度 11.5 m，小于規(guī)范允許值 21 m，符合規(guī)范要求。

2）該樓建筑總層數(shù)為 3 層，少于規(guī)范允許值 7 層，符合規(guī)范要求。

3）該樓為橫墻承重結(jié)構(gòu)體系，外墻均為 370 mm，內(nèi)墻均為 240 mm。墻體局部空鼓，嚴重酥堿。

4）樓面及屋面均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，滿足規(guī)范要求。

5）圈梁最大水平間距為 11.4 m，小于規(guī)范規(guī)定最大間距為 15 m 的要求，其圈梁布置滿足規(guī)范要求。

6）高寬比為 0.6，小于規(guī)范允許值 2.5，符合規(guī)范要求。

7）抗震橫墻最大間距 7.0 m，小于規(guī)范允許值15 m，符合規(guī)范要求。

8）該建筑物砂漿強度為 M 1.2～M 1.3，不滿足規(guī)范規(guī)定磚砌體砂漿強度不低于 M 2.5 的要求。

9）外墻盡端至門窗洞邊距離最小 1.0 m，符合規(guī)范要求。

10）該樓女兒墻高度 0.5 m，未超過無錨固女兒墻（非出入口或人行通道處）最大高度 0.5 m，符合規(guī)范要求。

2.3.3 計算復(fù)核

根據(jù)以上檢測結(jié)果，對該樓進行計算復(fù)核，計算采用的軟件為 PKPM 2010 版鑒定加固計算軟件，具體計算復(fù)核結(jié)果如下：綜合抗震能力指數(shù)如表3 所示，抗震計算結(jié)果如表4 所示，受壓計算結(jié)果如表5 所示。

表3 綜合抗震能力指數(shù)

表4 抗震計算結(jié)果

表5 受壓計算結(jié)果

2.3.4 砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件構(gòu)造

從計算書可以看出，主樓前廳一層有 6 處墻體高厚比大于允許高厚比；二層有 3 處墻體高厚比大于允許高厚比；三層承重墻體的高厚比均小于允許高厚比，不滿足規(guī)范要求。主樓前廳一層有 8 個位置局部受壓不滿足規(guī)范要求，二層有 8 個位置局部受壓不滿足規(guī)范要求，三層有 8 個位置局部受壓不滿足規(guī)范要求，其余位置均滿足規(guī)范要求。

3 檢測鑒定結(jié)論

通過對該建筑物地基基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)進行詳細的檢測鑒定，得出以下結(jié)論。

1）該樓地基處理不滿足原國家規(guī)定；墻體局部傾斜遠大于規(guī)定的3‰允許值；建筑物傾斜率為0.6 ‰～6.3 ‰，不滿足規(guī)范中 4.0 ‰ 的規(guī)定允許值，根據(jù)相應(yīng)的有關(guān)規(guī)定，該樓地基基礎(chǔ)安全性應(yīng)評為Du 級。

2）該樓上部承重結(jié)構(gòu)原設(shè)計在抗震方面存在諸多“先天不足”，砂漿強度偏低，目前又存在影響上部承重結(jié)構(gòu)抗震性能的諸多“病害”，根據(jù)規(guī)范有關(guān)規(guī)定，該樓上部承重結(jié)構(gòu)安全性應(yīng)評為 Du 級。

3）部分圍護系統(tǒng)的承重部分開裂、破碎，其圍護功能趨于失效，圍護系統(tǒng)的承重部分安全性應(yīng)評定為 Du 級。

4）該樓圍護系統(tǒng)存在的主要問題不僅影響美觀，而且也影響了正常使用和耐久性，根據(jù)規(guī)范有關(guān)規(guī)定，該樓圍護系統(tǒng)應(yīng)評為 Cu 級。

5）綜合以上子四個子單元評定結(jié)論，根據(jù)規(guī)范要求，該建筑安全性評定為 Dsu 級，即安全性極不符合國家規(guī)范的要求，嚴重影響安全，必須立即采取措施。

4 結(jié) 語

既有建筑物的檢測鑒定是當下建筑行業(yè)的焦點，隨著城鄉(xiāng)一體化的發(fā)展，越來越多的建筑物不能滿足使用要求，有些老舊建筑物具有歷史價值，不能推倒重建，因此需要對這些建筑物進行檢測鑒定，為后期加固處理做好準備工作。但檢測鑒定一定要嚴格按照相應(yīng)的規(guī)范實行，每一道程序都應(yīng)合理，必須讓檢測鑒定落到實處。尤其對地基基礎(chǔ)進行挖探井確認其基礎(chǔ)形式，有些建筑物由于年代久遠，無法獲得其圖紙，所以更要挖探井查看實際情況。對于需要加固處理的建筑物，一定要對上部結(jié)構(gòu)進行驗算，確認上部結(jié)構(gòu)的承載力及安全性，對原結(jié)構(gòu)進行檢測得到第一級鑒定結(jié)果，并且通過對原結(jié)構(gòu)進行建模來得到第一級的鑒定成果，通過兩次鑒定的結(jié)果來選擇加固的方法，利用 PKPM 建模進行結(jié)構(gòu)的抗震加固設(shè)計，對于加固改造后的結(jié)構(gòu)也要進行建模驗算和研究［7］。通過計算、理論分析及結(jié)構(gòu)性能對比，很好地說明針對結(jié)構(gòu)加固改造的整體分析方法是可行的。Q