某木結(jié)構(gòu)建筑安全性檢測及加固處理措施

景江峰，孫樂樂

（云南省建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心有限公司，云南 昆明 650217）

0 引 言

木結(jié)構(gòu)建筑外形宏偉、美觀、精巧，常使用在重要建筑物及具有紀(jì)念意義場合，如寺廟、宮殿及歷史古跡等地方。云南省至今保留著大量的木結(jié)構(gòu)建筑，如大理古城、麗江古城、束河古鎮(zhèn)等古鎮(zhèn)內(nèi)存在著大量的木結(jié)構(gòu)建筑。這些木結(jié)構(gòu)建筑隨著時(shí)間的延續(xù)會(huì)出現(xiàn)腐蝕、蟲蛀、裂縫、變形等缺陷及人為的破壞現(xiàn)象。因此，為避免這些具有重要?dú)v史、藝術(shù)、旅游價(jià)值的古建筑損壞或毀滅，必須加強(qiáng)對這些古建筑的保護(hù)工作，從而為下一代留下寶貴的財(cái)富。

1 工程概況

該木結(jié)構(gòu)建筑位于云南省某古鎮(zhèn)內(nèi)，為 1 棟 2 層木結(jié)構(gòu)形式，建筑物層高均為 2.5 m，樓板為木樓板，建筑面積約 428.6 m2，該建筑始建于 2002年。由于該建筑作為商鋪使用，后續(xù)租戶在使用過程中為達(dá)到使用效果，陸續(xù)對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，為確保該建筑物經(jīng)數(shù)次改造后結(jié)構(gòu)安全性，相關(guān)單位委托筆者單位對該建筑進(jìn)行安全性檢測，并針對存在的具體問題提出加固處理意見。

2 安全性檢測

現(xiàn)場檢測工作包括周邊場地調(diào)查、結(jié)構(gòu)形式調(diào)查、變形檢測、裂縫排查、節(jié)點(diǎn)連接調(diào)查、其他損傷調(diào)查等內(nèi)容［1］。

2.1 周邊場地調(diào)查

該建筑物周邊場地平坦，地面未發(fā)現(xiàn)開裂。建筑物上部未發(fā)現(xiàn)由不均勻沉降引起的裂縫和傾斜，調(diào)查發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)無腐蝕、酥堿、松散和剝落現(xiàn)象，故可推斷基礎(chǔ)基本穩(wěn)定。

2.2 結(jié)構(gòu)形式調(diào)查

現(xiàn)場利用激光測距儀、鋼卷尺等對該建筑結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行測量，建筑物平面布置圖、立面圖如圖1所示。該房屋結(jié)構(gòu)平面布置基本合理，傳力路線明確，屋面為人字形坡屋面，屋面未發(fā)現(xiàn)明顯變形，無滲水漏雨現(xiàn)象，填充墻為土坯墻，檢測過程未發(fā)現(xiàn)墻體存在裂縫和其他損傷，但墻體根部存在酥松、剝落現(xiàn)象，現(xiàn)場照片如圖2所示。檢測過程中發(fā)現(xiàn) B-E/3-5 軸平面內(nèi)部分木柱、木梁使用工字鋼、方鋼管進(jìn)行簡易加固處理，E-F/3-7 軸樓面板被拆除，一層個(gè)別木柱被鋸除，屋面瓦未有拉結(jié)固定措施，存在被風(fēng)吹落風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 建筑物平面圖、立面圖（單位：mm）

圖2 土坯墻根部存在酥松、剝落現(xiàn)象

2.3 變形檢測

現(xiàn)場利用吊線錘對木柱垂直度進(jìn)行抽檢［2］，抽檢結(jié)果表明 B/5 軸、B/6 軸木柱垂直度均大于 GB 50206－2012《木結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》中允許偏差“H/200 且≤ 15 mm”要求，檢測結(jié)果如表1所示。利用全站儀對梁撓度進(jìn)行檢測，現(xiàn)場共抽檢 6 根木梁撓度，檢測結(jié)果表明梁撓度小于 GB 50005－2013《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，檢測合格。

表1 木柱垂直度檢測結(jié)果

2.4 裂縫排查

現(xiàn)場利用游標(biāo)卡尺、鋼卷尺對木柱干縮裂縫寬度、長度和深度進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果如表2所示，檢測結(jié)果表明裂縫寬度最大值為 20.18 mm，裂縫長度最大值為 2 000 mm，裂縫深度最大值為 7.28 mm（圓木直徑為240 mm、270 mm兩種），現(xiàn)場照片如圖3所示。檢測發(fā)現(xiàn)部分木柱裂縫內(nèi)存在加塞木屑現(xiàn)象，檢測過程中未發(fā)現(xiàn)木梁存在干縮裂縫。

表2 木柱裂縫排查結(jié)果mm

圖3 木柱干縮裂縫

2.5 節(jié)點(diǎn)連接調(diào)查

檢測過程中發(fā)現(xiàn)部分梁柱連接節(jié)點(diǎn)接榫松動(dòng)，租戶使用扁鐵對節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行簡單加固處理，但加固處理不牢固，且在部分節(jié)點(diǎn)處懸掛有大件設(shè)備。F 軸木柱地腳枋被拆除，部分木柱直接墩放于石墩之上，未與基礎(chǔ)可靠連接，現(xiàn)場照片如圖4所示。

圖4 節(jié)點(diǎn)連接圖片

2.6 其他情況調(diào)查

檢測過程發(fā)現(xiàn)部分構(gòu)件已出現(xiàn)輕微蟲蛀、腐蝕現(xiàn)象［3］；一層 E/3 軸木柱被鋸除，鋸除后使用方鋼管在梁底進(jìn)行加固處理，方鋼管兩端與木柱套箍連接，套箍與方鋼管連接并不可靠，且方鋼管間焊接質(zhì)量差，焊縫表面存在飛濺、焊瘤及未焊透等缺陷；其他加固部位使用工字鋼、方鋼管與梁、柱間采用螺栓機(jī)械連接，連接基本牢固。部分木柱存在拼接現(xiàn)象，拼接處未進(jìn)行加固處理，成為潛在危險(xiǎn)點(diǎn)（見圖5）。

圖5 節(jié)點(diǎn)連接圖片

綜上所述，該木結(jié)構(gòu)建筑存在的主要問題如下：

①建筑結(jié)構(gòu)存在改動(dòng)，原受力體系改變，雖進(jìn)行加固處理，但加固處理并不牢固；

②土坯墻根部出現(xiàn)酥松、剝落現(xiàn)象；

③部分木柱垂直度、裂縫尺寸超過規(guī)范要求；

④部分梁柱連接節(jié)點(diǎn)接榫松動(dòng)，部分木柱地腳枋被拆除，木柱未與基礎(chǔ)可靠連接；

⑤構(gòu)件出現(xiàn)蟲蛀、腐蝕現(xiàn)象；

⑥加固所使用的方鋼管、工字鋼未與主體結(jié)構(gòu)可靠連接，焊接質(zhì)量差。

3 加固處理

3.1 土坯墻整改處理

對于出現(xiàn)酥松、剝落的土坯墻，首先將此部分墻體剔除，在完好墻體上外掛鋼絲網(wǎng)，使用水泥砂漿對整塊墻體進(jìn)行抹面處理，防止雨水對墻體沖刷。土坯墻根部現(xiàn)澆混凝土坎臺(tái)（坎臺(tái)高 150 mm 左右），并且在根部設(shè)置引水溝，防止雨水聚集。

3.2 木柱裂縫加固處理

木柱裂縫寬度在 11.32～20.18 mm，裂縫深度最大值為 7.28 mm（未超過柱徑 1/3），故采用木條嵌補(bǔ)處理，并使用耐水膠粘牢，除此之外，應(yīng)在裂縫寬度最大處設(shè)置兩道扁鐵環(huán)箍，從而防止裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展，加固示意圖如圖6所示。

3.3 梁柱連接節(jié)點(diǎn)加固處理

一部分連接節(jié)點(diǎn)接榫松動(dòng)是由于木柱傾斜而造成脫榫，此部分可先將柱拔正，后對榫卯進(jìn)行拉結(jié)，加固用扁鐵尺寸為 4 mmh 40 mm，螺栓為 M12 螺栓，加固示意圖如圖7所示。一部分連接節(jié)點(diǎn)是由于榫頭腐蝕、斷裂而產(chǎn)生松動(dòng)，此部分可先將腐蝕、破損部分削除，削除后先經(jīng)過防腐處理，后將新制木楔嵌入卯口內(nèi)，并使用密封膠將縫隙灌嚴(yán)［4］。

圖6 扁鐵環(huán)箍對木柱裂縫進(jìn)行加固處理

圖7 節(jié)點(diǎn)連接圖片

部分木柱未與柱腳石可靠連接，可在柱根部澆筑混凝土短柱，具體做法可參考《云南省農(nóng)村危房修繕加固技術(shù)指南（試行）2017》中相關(guān)內(nèi)容，加固示意圖如圖8所示。此外，對于拆除的地腳枋應(yīng)重新進(jìn)行添補(bǔ)，以增加結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性。

3.4 蟲蛀及腐蝕處理

檢測過程發(fā)現(xiàn)僅在部分柱、梁表面存在輕微腐蝕、蛀眼，故可將輕微腐蝕部位剔除，并使用不飽和聚酯樹脂（針對柱）、環(huán)氧樹脂（針對梁枋）進(jìn)行修補(bǔ)。針對木材表面出現(xiàn)的蛀眼，可采用噴霧法多次噴涂藥劑，并使用塑料薄膜進(jìn)行包覆，防止藥力揮發(fā)損失［5］。

圖8 木柱根部澆筑混凝土短柱

3.5 其他損傷加固處理

一層部分樓板被人為拆除，使得結(jié)構(gòu)整體性降低，抗側(cè)力減小。本案例中使用木剪刀撐對拆除樓板部位進(jìn)行加固，木剪刀撐隔一布一，上部與柱頂相連，剪刀撐與木柱通過 M16 螺栓相連，剪刀撐尺寸為 80 mmh 150 mm。同時(shí)在木柱間設(shè)置穿枋，即在木柱上開鑿對傳榫眼，將一排柱連為一體，提高整體性。

已使用工字鋼、方鋼管進(jìn)行加固的部位，需對漏焊、少焊、氣孔等部位進(jìn)行重新焊接，焊縫等級需滿足二級焊縫驗(yàn)收要求，工字鋼、方鋼管與木柱間宜采用多道扁鐵進(jìn)行箍接。

部分木柱拼接縫未進(jìn)行加固處理，成為潛在危險(xiǎn)點(diǎn)，針對此種情況，使用 8 號鐵絲對拼縫處纏繞形成環(huán)箍，環(huán)箍應(yīng)包覆整個(gè)拼接縫，鐵絲收頭位置采用鐵釘釘牢，并在環(huán)箍外側(cè)涂抹環(huán)氧樹脂。

針對屋面瓦易被吹落的情況，采用高延性混凝土對瓦縫處進(jìn)行壓抹，從而增加瓦片間整體性。

4 結(jié) 語

1）加固施工須請專業(yè)施工隊(duì)伍進(jìn)行，施工過程中對焊縫進(jìn)行補(bǔ)焊存在動(dòng)火作業(yè)，需進(jìn)行安全技術(shù)交底并做好相關(guān)防護(hù)工作。

2）木結(jié)構(gòu)建筑使用過程中隨時(shí)間延長會(huì)出現(xiàn)各類質(zhì)量問題，因此木結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)做好相關(guān)安全監(jiān)測工作，并應(yīng)盡量減少對建筑結(jié)構(gòu)改動(dòng)，若需改動(dòng)，需經(jīng)相關(guān)單位對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行重新驗(yàn)算。