某老舊辦公樓改造項(xiàng)目檢測(cè)鑒定及加固設(shè)計(jì)研究

寇曉輝,蘇彤,牛曉丹

（山西開放大學(xué)，太原 030027）

1 前言

上世紀(jì)80 年代，隨著我國改革開放的步伐不斷向前邁進(jìn)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，在此期間建造了大量的砌體結(jié)構(gòu)房屋。目前此類型的房屋的使用年限已達(dá)到30-40 年之久，部分建筑已經(jīng)接近設(shè)計(jì)使用年限。如何通過檢測(cè)鑒定、加固設(shè)計(jì)合理的利用老舊建筑物，使其滿足業(yè)主對(duì)于其功能的需求，為業(yè)主提供安全穩(wěn)定的使用環(huán)境是值得研究和探討的課題。

2 老舊辦公樓情況

2.1 工程概況

該辦公樓建于上世紀(jì)80 年代，為6 層砌體結(jié)構(gòu)建筑，其中部分區(qū)域?yàn)榭蚣芰褐兄伢w系，其他區(qū)域均為縱橫墻組合承重體系。該辦公樓部分樓板為現(xiàn)澆板，其余樓、屋蓋板均為預(yù)制板。

2.2 房屋使用情況

結(jié)合業(yè)主提供的設(shè)計(jì)資料，對(duì)該樓的結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行了實(shí)地勘察調(diào)查，房屋使用情況如下：

（1）在以往的改造過程中，業(yè)主為獲得大空間，已將個(gè)別承重墻體拆除；

（2）個(gè)別梁底、板底出現(xiàn)裂縫。

2.3 業(yè)主改造訴求

業(yè)主擬對(duì)首層部分區(qū)域進(jìn)行改造，拆除部分承重墻體，以實(shí)現(xiàn)大空間的功能需要。

3 結(jié)構(gòu)安全檢測(cè)情況

依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50292-2015）的規(guī)定，對(duì)該辦公樓的基礎(chǔ)情況、現(xiàn)狀缺陷、截面尺寸、配筋情況、變形情況、傾斜情況、材料強(qiáng)度等進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下：

3.1 基礎(chǔ)情況

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)具備檢測(cè)條件的基礎(chǔ)采取開挖的方式，對(duì)基礎(chǔ)形式及埋深進(jìn)行了勘察，經(jīng)對(duì)所開挖探坑內(nèi)暴露出的情況進(jìn)行檢查可知：所開挖的墻體的基礎(chǔ)探坑顯示，該辦公樓用房的墻體基礎(chǔ)與原設(shè)計(jì)圖紙一致。

3.2 現(xiàn)狀缺陷

現(xiàn)場(chǎng)選取檢測(cè)條件較好的柱、梁、樓板等構(gòu)件的現(xiàn)狀缺陷進(jìn)行檢測(cè)，并記錄了裂縫等缺陷存在的部位、形態(tài)等，同時(shí)對(duì)周邊所處場(chǎng)地情況進(jìn)行勘察調(diào)查，具體調(diào)查情況如下：

（1）個(gè)別柱存在混凝土保護(hù)層破損，鋼筋外漏現(xiàn)象；

（2）個(gè)別柱子存在用工字鋼加固現(xiàn)象；

（3）個(gè)別窗戶拆除，窗上部梁混凝土破損嚴(yán)重，鋼筋外漏且已銹蝕；

（4）個(gè)別墻體開裂，最大開裂寬度約為3mm；

（5）頂層局部存在明顯滲漏現(xiàn)象。

辦公用房其它區(qū)域外觀質(zhì)量完好，未見明顯缺陷；建筑四周場(chǎng)地平整且地面均做硬化處理。

3.3 截面尺寸

現(xiàn)場(chǎng)利用鋼卷尺對(duì)具備檢測(cè)條件的混凝土柱、混凝土梁構(gòu)件的截面情況進(jìn)行隨機(jī)抽檢測(cè)量。抽檢測(cè)量結(jié)果顯示：混凝土柱、梁截面尺寸抽檢測(cè)量結(jié)果與原設(shè)計(jì)截面尺寸基本吻合。

3.4 配筋情況

現(xiàn)場(chǎng)使用鋼筋檢測(cè)儀，對(duì)該辦公樓用房具備檢測(cè)條件的梁構(gòu)件底部主筋數(shù)量和柱具備檢測(cè)面的h、b 面的主筋數(shù)量進(jìn)行抽檢，抽檢結(jié)果顯示：具備檢測(cè)面的h、b 面的主筋數(shù)量與原設(shè)計(jì)配筋相符。

3.5 變形情況

現(xiàn)場(chǎng)使用水準(zhǔn)儀，對(duì)該辦公用房具備檢測(cè)條件的混凝土梁、板構(gòu)件的變形情況進(jìn)行了抽檢測(cè)量。

（1）梁撓度抽查

現(xiàn)場(chǎng)使用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀對(duì)該辦公用房具備檢測(cè)條件的混凝土梁的撓度進(jìn)行了抽檢測(cè)量。

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果顯示：該辦公用房混凝土簡(jiǎn)支梁撓度抽檢結(jié)果滿足國家現(xiàn)行規(guī)范的相關(guān)要求；而懸挑梁撓度的抽檢結(jié)果不滿足國家現(xiàn)行規(guī)范的相關(guān)要求。

（2）樓板撓度抽查

按照《建筑變形測(cè)量規(guī)范》（JGJ8-2016）的相關(guān)規(guī)定，現(xiàn)場(chǎng)利用水準(zhǔn)儀，采取隨機(jī)抽檢的方式對(duì)樓板撓度進(jìn)行測(cè)量。

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果顯示：該辦公用房混凝土現(xiàn)澆板撓度的抽檢結(jié)果滿足國家現(xiàn)行規(guī)范的相關(guān)要求。

3.6 傾斜情況

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該辦公樓條件較好的測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行了觀測(cè)，使用經(jīng)緯儀對(duì)建筑傾斜進(jìn)行了測(cè)量，計(jì)算該建筑角點(diǎn)的傾斜量。通過測(cè)量結(jié)果得出，本次所測(cè)得該辦公樓建筑各角點(diǎn)的傾斜值均在規(guī)范規(guī)定的限值范圍以內(nèi)。

3.7 材料強(qiáng)度

（1）砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度評(píng)定

依據(jù)相關(guān)規(guī)定，現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽取10 道墻體，每道墻體作為一個(gè)測(cè)試區(qū)，利用貫入法測(cè)試砌筑砂漿強(qiáng)度。檢測(cè)結(jié)果顯示該辦公樓砌體砂漿檢測(cè)批抗壓強(qiáng)度離散性較大，無法按批進(jìn)行評(píng)定，故在結(jié)構(gòu)驗(yàn)算時(shí)，建議該樓砌體砂漿強(qiáng)度取值為0.9MPa。

（2）磚的標(biāo)號(hào)評(píng)定

依據(jù)相關(guān)規(guī)定，現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽取辦公樓區(qū)10 道墻體，每道墻體作為1 個(gè)測(cè)試區(qū)，再從每個(gè)測(cè)試區(qū)隨機(jī)抽選10塊條面向外的磚作為測(cè)試對(duì)象，采用回彈法，對(duì)其抗壓強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試。

根據(jù)檢測(cè)計(jì)算結(jié)果和《砌體工程現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中15.0.9 條對(duì)磚標(biāo)號(hào)評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)要求，認(rèn)為該辦公樓磚強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果達(dá)到燒結(jié)普通磚抗壓強(qiáng)度等級(jí)MU10 的標(biāo)準(zhǔn)，建議結(jié)構(gòu)驗(yàn)算時(shí)，該辦公樓磚抗壓強(qiáng)度按MU10.0取值。

（3）混凝土強(qiáng)度評(píng)定

依據(jù)相關(guān)規(guī)定，現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽取該辦公樓四個(gè)梁、四個(gè)柱作為鉆芯取樣的對(duì)象，對(duì)混凝土的現(xiàn)齡期抗壓強(qiáng)度進(jìn)行抽檢測(cè)量。

所取的芯樣加工成高徑比為0.95～1.05 的標(biāo)準(zhǔn)試件，并在室內(nèi)自然干燥后，進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。鉆芯取樣所得試件按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。

通過對(duì)抗壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，建議在結(jié)構(gòu)驗(yàn)算時(shí)柱混凝土抗壓強(qiáng)度按18.0MPa 取值，梁混凝土抗壓強(qiáng)度按25.0MPa 取值。

4 檢測(cè)鑒定結(jié)論

通過對(duì)檢測(cè)結(jié)果的綜合分析，得出以下鑒定結(jié)論：

（1）該樓首層擬改造區(qū)域部分構(gòu)件存在增設(shè)、缺失以及后期私改的現(xiàn)象，與原設(shè)計(jì)不符。

（2）該樓首層個(gè)別混凝土構(gòu)件存在明顯變形、開裂、鋼筋保護(hù)層局部剝離露筋現(xiàn)象；個(gè)別墻體存在受力裂縫，裂縫對(duì)構(gòu)件的豎向承載力有一定影響。

（3）現(xiàn)場(chǎng)抽檢構(gòu)件截面尺寸、構(gòu)件配筋抽檢結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)規(guī)范的要求。

（4）該辦公用房混凝土簡(jiǎn)支梁、板撓度的抽檢結(jié)果均滿足國家現(xiàn)行規(guī)范的相關(guān)要求；部分懸挑梁撓度的抽檢結(jié)果不滿足國家現(xiàn)行規(guī)范的相關(guān)要求。

（5）現(xiàn)場(chǎng)所測(cè)建筑物角點(diǎn)的傾斜量均符合國家現(xiàn)行規(guī)范的相關(guān)要求。

（6）該辦公樓墻體的砌體砂漿抗壓強(qiáng)度建議值為0.9MPa；該辦公樓墻體的磚強(qiáng)度建議值為10.0MPa；首層改造區(qū)域范圍內(nèi)柱混凝土的抗壓強(qiáng)度建議值為18.0MPa，梁混凝土抗壓強(qiáng)度建議值為25.0MPa。

5 加固設(shè)計(jì)方案

根據(jù)檢測(cè)鑒定的結(jié)論和和業(yè)主擬拆除部分墻體的實(shí)際需求，本次加固方案對(duì)樓板和梁底采用粘貼碳纖維的方法進(jìn)行加固，對(duì)拆除墻體部位的梁采用鋼筋混凝土拖換雙梁的方法進(jìn)行加固，對(duì)改造區(qū)域部分墻體采用混凝土墻體加固。同時(shí)利用PKPM 計(jì)算程序鑒定加固模塊進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模計(jì)算分析驗(yàn)算，確保改造后的結(jié)構(gòu)計(jì)算滿足承載力的要求。

5.1 混凝土托換梁法

對(duì)擬拆除墻體的部位采用鋼筋混凝土拖換雙梁的方法進(jìn)行加固，托梁兩端相應(yīng)增設(shè)壁柱或擴(kuò)大原柱截面。通過設(shè)置托換梁可以實(shí)現(xiàn)小空間向大空間的功能轉(zhuǎn)換。施工圖如圖1 所示：

圖1 雙梁托換剖面

5.2 混凝土墻體加固法

為了提升改造區(qū)域的整體性，提升墻體的承載能力，對(duì)改造區(qū)域內(nèi)的相關(guān)墻體采用鋼筋混凝土板墻進(jìn)行加固。施工圖如圖2 所示：

圖2 墻板節(jié)點(diǎn)詳圖

5.3 碳纖維加固法

對(duì)拆除墻體上部梁及裂縫較大梁的梁底、板底進(jìn)行碳纖維加固。將碳纖維布粘貼在梁底、梁側(cè)及板底的受力部位，與其形成受力整體，能夠有效的提高梁底、梁側(cè)及板底的抗拉能力。施工圖如圖3 所示：

圖3 梁碳纖維加固圖

6 結(jié)語

本文通過對(duì)某老舊辦公樓進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查和相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)，得出鑒定結(jié)論，并根據(jù)鑒定結(jié)論制定有針對(duì)性的加固方案。在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，實(shí)現(xiàn)了業(yè)主對(duì)于大空間建筑功能的需求，同時(shí)為相似建筑的結(jié)構(gòu)功能改造提供了參考借鑒。