閔宗軍,李薇薇
(1.北京市建筑工程研究院有限責(zé)任公司,北京 100039;2.北京市建設(shè)工程質(zhì)量第一檢測所有限責(zé)任公司,北京 100039)
我國目前存在大批 20 世紀(jì) 60 年代~90 年代建造的房屋,隨著城市的發(fā)展,以前郊區(qū)很多自建房被劃入市區(qū),特別是像北京、上海、廣州這樣的大城市,相當(dāng)一部分此類房屋建造時,無正規(guī)合法手續(xù)、且結(jié)構(gòu)形式多樣?,F(xiàn)在由于城市面積的不斷擴(kuò)大,這批房屋被納入城市范圍,且不能隨意重建或改造房屋,所以為了滿足實(shí)際需求,老舊房屋檢測、鑒定勢在必行。本文以一個具體工程實(shí)例分析老舊房屋結(jié)構(gòu)的檢測與鑒定過程,供同類工程項(xiàng)目參考。
某辦公樓約建于 1996 年,其建筑面積 4 160 m2、高度為 6.6 m、室內(nèi)外高差 0.3 m,地下 1 層、地上 2 層,結(jié)構(gòu)形式為砌體-混凝土混雜結(jié)構(gòu),無相關(guān)有效設(shè)計資料。據(jù)調(diào)查該建筑物早期地下 1 層、地上 1 層,使用用途均為停車庫;后改造為地下 1 層、地上 2 層,使用用途:地下 1 層為停車庫,地上 1 層、地上 2 層辦公樓?,F(xiàn)委托單位委托筆者公司對該建筑物現(xiàn)狀進(jìn)行綜合安全性鑒定,其包括安全性及抗震鑒定,并給出處理建議。其中建筑抗震鑒定類別采用后續(xù)使用年限 40 年;荷載取值:恒荷載按照建筑物現(xiàn)有建筑做法、活荷載按照辦公樓[1]要求取值。
該建筑無相關(guān)有效設(shè)計資料,主要檢測內(nèi)容包括:主體結(jié)構(gòu)現(xiàn)場測繪;外觀質(zhì)量普查;混凝土抗壓強(qiáng)度;砌筑磚抗壓強(qiáng)度;砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度;現(xiàn)澆構(gòu)件配筋布置、鋼筋直徑檢測、構(gòu)件截面尺寸;建筑物外輪廓線頂點(diǎn)位移。
經(jīng)現(xiàn)場檢測:地下 1 層 1 軸~17 軸/B 軸~C 軸是框架結(jié)構(gòu),與其相連接的墻體采用燒結(jié)普通磚與混合砂漿砌筑,地下 1 層樓蓋采用現(xiàn)澆混凝土樓板;地上 1 層 1 軸~17 軸/A 軸布置混凝土梁、混凝土柱,與其相連接的墻體采用燒結(jié)普通磚與混合砂漿砌筑,樓蓋采用預(yù)應(yīng)力空心板;地上 2 層墻體采用燒結(jié)普通磚與混合砂漿砌筑,屋蓋采用預(yù)應(yīng)力空心板。部分位置設(shè)置構(gòu)造柱、圈梁。結(jié)構(gòu)布置情況如圖 1、圖 2 所示。
圖1 地下 1 層結(jié)構(gòu)布置情況(單位:mm)
圖2 地上 1 層結(jié)構(gòu)布置情況(單位:mm)
在現(xiàn)場客觀條件允許的情況下,經(jīng)普查發(fā)現(xiàn),其地下室外墻普遍存在漏水痕跡、鋼筋銹蝕、露筋現(xiàn)象?,F(xiàn)場情況如圖 3~圖 12 所示。
圖3 地下 1 層 D、1~2 軸外墻漏水
圖4 地下1層 1、C~D軸外墻漏水
圖5 地下 1 層 C~D、1~2軸頂板露筋、銹蝕
圖6 地下 1 層 12、C 軸柱露筋、銹蝕、蜂窩
圖7 地下1層 D、16~17軸外墻漏水痕跡
圖8 地下 1 層 17、A~B 軸外墻漏水痕跡
圖9 地下 1 層 17、C~D 軸外墻漏水痕跡
圖10 地上 1 層 C~D、1~2 軸頂板漏水痕跡
圖11 地上 1 層 10、A 軸柱露筋、銹蝕
圖12 地上 1 層 16、A 軸柱露筋、銹蝕
經(jīng)回彈法(鉆芯修正)檢測:該建筑被測 5 塊頂板、15 根梁、12 根柱共 2 個檢測批的混凝土抗壓強(qiáng)度推定值如表 1 所示。
表1 該建筑混凝土抗壓強(qiáng)度推定值
經(jīng)回彈法檢測,地下 1 層砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度平均值為 8.1~18.3 MPa,該批砂漿抗壓強(qiáng)度推定值[2]為10.7 MPa;地上 1 層隨機(jī)抽取 6 面墻體的砌筑砂漿,其抗壓強(qiáng)度平均值為 16.2~23.1 MPa,該批構(gòu)件砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度推定值為 19.8 MPa;地上 2 層隨機(jī)抽取 6 面墻體的砌筑砂漿,其抗壓強(qiáng)度平均值為 15.8~23.3 MPa,該批構(gòu)件砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度推定值為 19.4 MPa。
經(jīng)回彈法檢測,地下 1 層隨機(jī)抽取 1 層 10 面墻體,其抗壓強(qiáng)度平均值為 11.8~19.7 MPa,推定強(qiáng)度等級為 MU15;地上 1 層隨機(jī)抽取 1 層 10 面墻體,其抗壓強(qiáng)度平均值為 12.9~22.2 MPa,推定強(qiáng)度等級為 MU 15;地上 2 層隨機(jī)抽取 1 層 10 面墻體,其抗壓強(qiáng)度平均值為13.8~16.2 MPa,推定強(qiáng)度等級[2]為 MU 15。
經(jīng)現(xiàn)場檢測,被測 17 根梁、13 根柱、10 塊頂板的配筋,具體配筋檢測數(shù)據(jù)如圖 13~圖 15 所示。
經(jīng)現(xiàn)場檢測,被測 10 根梁、7 根柱、4 塊頂板的鋼筋直徑,具體配筋檢測數(shù)據(jù)如圖 13~圖 15 所示。
經(jīng)現(xiàn)場檢測,被測 17 根梁、9 根柱、17 塊頂板其截面尺寸,具體截面尺寸檢測數(shù)據(jù)如圖 13~圖 15 所示。
圖13 地下 1 層梁、柱配筋、截面尺寸檢測情況(單位:mm)
圖14 地上 1 層梁、柱配筋、截面尺寸檢測情況(單位:mm)
圖15 地下 1 層頂板配筋、截面尺寸檢測情況(單位:mm)
經(jīng)現(xiàn)場檢測,被測 2 處外輪廓線被測方向頂點(diǎn)位移均滿足 DB11/637-2015《房屋結(jié)構(gòu)綜合安全性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[3]中的要求。
該建筑物上部主體結(jié)構(gòu)采用軟件PKPM進(jìn)行建模計算;其中材料強(qiáng)度指標(biāo)為:混凝土柱及梁、板均取值為 C30。地下 1 層~地上 2 層砌筑磚均取值為 MU15;地下 1 層、地上 1 層、地上 2 層砂漿分別取值為 10.7、19.8、19.4 MPa。
因該建筑物已使用多年,未發(fā)現(xiàn)明顯不均勻沉降裂縫及整體結(jié)構(gòu)傾斜現(xiàn)象,即地基已穩(wěn)定,故地基基礎(chǔ)的安全性評定為 Bs級。
4.2.1 主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件評級
1)承載力驗(yàn)算。依據(jù) DB11/637-2015《房屋結(jié)構(gòu)綜合安全性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[3]及 GB 50023-2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[4]相關(guān)條款,該建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力驗(yàn)算結(jié)果如表 2 所示。由于現(xiàn)場條件限制(梁上表面有厚為 370 mm 的砌體墻),梁上部鋼筋布置和直徑無法檢測,故梁上部鋼筋未作評定,本次對梁的評定僅限于對梁下部鋼筋評定結(jié)果。地上 1 層、地上 2 層樓板均為預(yù)應(yīng)力空心板,在現(xiàn)場客觀條件允許情況下進(jìn)行目測,地上 1 層~地上 2 層預(yù)應(yīng)力空心板均評定為 bu級。
表2 該建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力驗(yàn)算結(jié)果評級表
2)構(gòu)件構(gòu)造和連接評級。經(jīng)驗(yàn)算,地下 1 層~地上 2 層墻體的高厚比均符合國家現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范的要求、評定為 au級。地下 1 層頂板最小配筋率配筋均不滿足現(xiàn)行規(guī)范 GB 50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[5]的要求,評定為 cu級。在現(xiàn)場條件允許的情況下,對構(gòu)件連接與構(gòu)造進(jìn)行檢查,未發(fā)現(xiàn)構(gòu)件或連接部位局部開裂、松動等危害安全的損壞,各構(gòu)件連接與構(gòu)造均評定為 bu級。
3)構(gòu)件變形與損傷評級。在現(xiàn)場條件允許的情況下,對墻體的傾斜、裂縫和風(fēng)化酥堿程度進(jìn)行目測檢查。經(jīng)檢查,未發(fā)現(xiàn)構(gòu)件出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形及損傷。各構(gòu)件按變形與損傷情況均評定為 bu級。
4.2.2 上部承重結(jié)構(gòu)典型樓層的安全性等級評定
選取地下 1 層、地上 1 層及地上 2 層為典型樓層。
地下 1 層墻體、梁、柱為主要構(gòu)件。地下 1 層墻體、梁及柱不含 cu級及du級,故地下 1 層主要構(gòu)件集墻體、梁及柱的安全性等級均評定為 Bu級。樓板為一般構(gòu)件。地下 1 層頂板均為 cu級,一般構(gòu)件集樓板的安全性等級評定為 Cu級[3]。
地上 1 層墻體、梁、柱為主要構(gòu)件。地上 1 層墻體、梁及柱不含 cu級及du級,故地上 1 層主要構(gòu)件集墻體、梁及柱的安全性等級均評定為 Bu級。樓板為一般構(gòu)件。地上 1 層頂板均為 bu級,一般構(gòu)件集樓板的安全性等級評定為 Bu級[3]。
根據(jù)典型樓層主要構(gòu)件集及一般構(gòu)件集的安全性等級評定結(jié)果,地下 1 層結(jié)構(gòu)安全性等級評定為 Cu級,地上 1 層結(jié)構(gòu)安全性等級評定為 Bu級,地上 2 層結(jié)構(gòu)安全性等級評定為Du級[3]。
4.2.3 上部承重結(jié)構(gòu)整體性等級評定
依據(jù) DB 11/637-2015《房屋結(jié)構(gòu)綜合安全性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》,該建筑整體結(jié)構(gòu)布置不合理,不符合國家現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范規(guī)定。構(gòu)件的連接構(gòu)造符合現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范要求;圈梁布置及截面尺寸等符合 GB 5003-2011《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的非抗震設(shè)計要求,能起到封閉系統(tǒng)作用[6]。
綜合以上情況,該建筑結(jié)構(gòu)整體性等級評定為Du級[3]。
4.2.4 上部承重結(jié)構(gòu)的安全性等級評定及建筑鑒定單元安全性等級評定
上部承重結(jié)構(gòu)承載能力等級為Du級,上部承重結(jié)構(gòu)整體性等級為Du級,因此該建筑上部承重結(jié)構(gòu)的安全性等級評定為Du級。
綜合評定該建筑鑒定單元的安全性評級為 Dsu級[3]。
該建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造核查結(jié)果如表 3 所示。
表3 該建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造核查結(jié)果表
經(jīng)核查,該建筑結(jié)構(gòu)形式為砌體與混凝土構(gòu)件混雜承重,結(jié)構(gòu)選型、傳力路線不當(dāng),故該建筑無法進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)抗震承載力驗(yàn)算。
抗震構(gòu)造核查中房屋中砌體墻段實(shí)際的局部尺寸、構(gòu)造柱布置均不符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) GB 50023-2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的要求,故房屋結(jié)構(gòu)抗震宏觀控制等級評為 De2級[3]。
綜合以上分析,取最低一級作為上部結(jié)構(gòu)抗震能力等級,因此該建筑上部結(jié)構(gòu)抗震能力等級為 De級。故該建筑的抗震能力等級為 Dse級[3]。
續(xù)表3 該建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造核查結(jié)果表
依據(jù)該建筑結(jié)構(gòu)安全性及抗震鑒定結(jié)果,綜合評定房屋結(jié)構(gòu)綜合安全性等級評定為 Deu級。
根據(jù)檢測及鑒定結(jié)果,該建筑結(jié)構(gòu)體系是砌體與混凝土混雜承重結(jié)構(gòu),體系布置極度不合理,建議對其結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行改變,使結(jié)構(gòu)傳力合理、明確??赏ㄟ^將原結(jié)構(gòu)砌體部分噴射混凝土改變成剪力墻即框架剪力墻結(jié)構(gòu);或者將混凝土部分改變成砌體即砌體結(jié)構(gòu);對于樓板最小配筋率不滿足要求、建議對其采取粘貼纖維復(fù)合材料等處理措施。
綜上,對于大城市郊區(qū) 20 世紀(jì) 60 年代~90 年代建造的房屋,為了滿足需求,私自改造的居多;如未在檢測鑒定、設(shè)計的情況下,墻體開結(jié)構(gòu)洞、加層等現(xiàn)象比較常見,最終導(dǎo)致房屋的結(jié)構(gòu)體系變成了混雜結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)體系對抗震極度不利,一但地震會給生命安全造成極大隱患,同時給家庭、社會造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。故房屋在改造前進(jìn)行全面的檢測鑒定及設(shè)計工作是很有必要的。Q