宋娟 SONG Juan；趙福龍 ZHAO Fu-long；羅國波 LUO Guo-bo；馮建洲 FENG Jian-zhou

（①貴陽市工程設(shè)計(jì)質(zhì)量監(jiān)督站，貴陽 550000；②貴州中建建筑科研設(shè)計(jì)院有限公司，貴陽 550006）

0 引言

近年來我國大部分城市棚改規(guī)模減半，舊改大步入場，貴陽也不例外，在推進(jìn)房屋舊改工作過程中，開展了大量工作。同時(shí)，隨著貴陽貴安融合發(fā)展，強(qiáng)省會戰(zhàn)略的提出，貴陽城市發(fā)展格局外拓，而老城區(qū)較大的棚改項(xiàng)目也漸近完成。未來，隨著貴陽市地鐵2 號線、3 號線、數(shù)博大道、人民大道等道路工程建成使用，城市組團(tuán)建設(shè)的推進(jìn)，貴陽棚改工作仍舊會持續(xù)較長的時(shí)間，但將不再風(fēng)風(fēng)火火，占據(jù)城市更新發(fā)展的主力，相反貴陽市城市老舊小區(qū)改造將會持續(xù)推進(jìn)，而更多的是在新板塊、新區(qū)域建成更新、更完善、更舒適的城市群落。在推進(jìn)房屋舊改工作過程中，需對某地標(biāo)性“翼型”房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全性檢測鑒定。但因該建筑屬于建國以來該市修建較早的第一批“地標(biāo)性”建筑，結(jié)構(gòu)類型為“多層裝配式框架混合結(jié)構(gòu)”，結(jié)構(gòu)類型復(fù)雜，故而該建筑的舊改工作及安全性檢測鑒定備受相關(guān)部門關(guān)注。

1 工程概況

該“地標(biāo)性”建筑建筑修建于1958 年，建筑面積為12425m2，原設(shè)計(jì)使用年限為40 年，已超期使用22 年，原施工單位不詳，相關(guān)施工、竣工資料缺失。該建筑按結(jié)構(gòu)體系的不同分為兩翼及中央部分兩個(gè)區(qū)域，其中中央框架部分為九層裝配式框架結(jié)構(gòu)，兩翼部分為六層混合結(jié)構(gòu)；樓、屋面板為預(yù)制槽型板，采用淺基礎(chǔ)，該建筑曾進(jìn)行過改造加固處理，但相關(guān)資料缺失。經(jīng)過多次擴(kuò)建和加層，后期曾進(jìn)行過加固改造。檢測鑒定難度較大。

2 檢測結(jié)果

2.1 建筑基本情況調(diào)查

該建筑結(jié)構(gòu)體系混亂且有多次改造，原設(shè)計(jì)使用年限為40 年，已超期使用22 年，原施工單位不詳，相關(guān)施工、竣工資料缺失。該建筑按結(jié)構(gòu)體系的不同分為兩翼及中央部分兩個(gè)區(qū)域，其中中央框架部分為九層框架結(jié)構(gòu)，兩翼部分為六層混合結(jié)構(gòu)；樓、屋面板為預(yù)制槽型板，采用淺基礎(chǔ)，該建筑曾進(jìn)行過改造加固處理，但相關(guān)資料缺失。目前該建筑一、二、三、七、八層為機(jī)房，四、五、六層為辦公用房。

2.2 建筑平面布置

采用激光測距儀和鋼卷尺圖繪制對建筑平面布置圖進(jìn)行量測，并繪制建筑平面圖。該建筑平面形狀不規(guī)則，呈“翼型”。

2.3 建筑垂直度檢測

采用全站儀檢測建筑垂直度。該建筑最大垂直度檢測值為32mm，未超過《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50292-2015）對Cu 級限值（H/200=193mm，H 為頂點(diǎn)結(jié)構(gòu)高度），建筑整體垂直度滿足規(guī)范要求。建筑垂直度具體檢測結(jié)果。

2.4 構(gòu)件材料強(qiáng)度檢測

采用回彈法檢測混凝土強(qiáng)度，如出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，則采用鉆芯法進(jìn)行修正；采用回彈法檢測砌體承重墻燒結(jié)磚強(qiáng)度、貫入法檢測砌筑砂漿強(qiáng)度。經(jīng)檢測，該建筑混凝土構(gòu)件強(qiáng)度推定值如下：

一層~四層柱強(qiáng)度推定值為21.2MPa~38.8MPa，五層~九層柱強(qiáng)度推定值為17.5MPa~30.5MPa；部分構(gòu)件強(qiáng)度未達(dá)到原設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級。中央框架部分一~八層框架柱加固后的混凝土強(qiáng)度推定值為16.6MPa~31.3MPa；一層~四層梁強(qiáng)度推定值為22.5MPa~38.2MPa，五層~九層梁強(qiáng)度推定值為21.4MPa~35.8MPa；部分構(gòu)件強(qiáng)度未達(dá)到原設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級；砌筑砂漿強(qiáng)度推定值為1.5MPa~4.8MPa；磚強(qiáng)度等級均達(dá)到MU10 等級。

2.5 構(gòu)件截面尺寸檢測

采用鋼卷尺測量梁、柱截面尺寸及墻體厚度。本次檢測對不同類型的主要承重構(gòu)件截面尺寸進(jìn)行抽檢，統(tǒng)計(jì)各類型構(gòu)件截面尺寸。主要承重墻體厚度為240mm。

2.6 混凝土構(gòu)件鋼筋配置情況檢測

采用鋼筋掃描儀結(jié)合局部鑿開驗(yàn)證的方法檢測混凝土構(gòu)件鋼筋配置情況。根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果，所抽檢個(gè)別混凝土構(gòu)件鋼筋間距不滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，經(jīng)核算，滿足承載力要求。

2.7 上部承重結(jié)構(gòu)的連接及構(gòu)造檢測

采用鋼筋掃描儀對上部承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的連接與構(gòu)造進(jìn)行檢測。該建筑所用燒結(jié)普通磚的砌筑工藝質(zhì)量較差，多處砌筑砂漿不飽滿，砌筑表面不平整，中央樓梯間部分墻體為空斗墻砌筑。多處樓體間墻體磚及六~九層房間砂漿存在不同程度風(fēng)化和粉化跡象；部分樓體間及外縱墻墻體存在開裂滲水現(xiàn)象，部分樓梯間墻體存在豎向開裂現(xiàn)象，裂縫最大寬度為2.5mm。Ⅰ區(qū)域中央樓梯間為梁式樓梯，平臺梁下無構(gòu)造柱，Ⅱ區(qū)域樓體間隔層設(shè)置圈梁，圈梁截面尺寸約為250mm*250mm。

2.8 上部承重結(jié)構(gòu)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的裂縫或缺陷檢測

采用卷尺結(jié)合裂縫測寬儀對上部承重結(jié)構(gòu)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)裂縫或缺陷進(jìn)行檢測。該建筑混凝土柱的鋼筋保護(hù)層厚度實(shí)測平均值為18mm~25mm 之間，碳化深度平均值為15mm~25mm 之間；混凝土梁的鋼筋保護(hù)層厚度實(shí)測平均值為8mm~20mm 之間，碳化深度平均值為10mm~20mm之間。從檢測結(jié)果得出：混凝土梁、柱碳化深度均較深，混凝土梁、柱構(gòu)件實(shí)測抗壓強(qiáng)度越低的構(gòu)件，其碳化深度越大，大部分所檢混凝土構(gòu)件碳化深度已超過鋼筋的保護(hù)層厚度，并導(dǎo)致部分混凝土構(gòu)件開裂且鋼筋銹蝕嚴(yán)重。部分預(yù)制混凝土槽型板局部滲水現(xiàn)象，導(dǎo)致板肋鋼筋保護(hù)層脫落嚴(yán)重，鋼筋銹蝕嚴(yán)重。

2.9 地基基礎(chǔ)檢測

采用開挖探坑和采用麻花鉆的方法對基礎(chǔ)尺經(jīng)檢測，1 號探坑基礎(chǔ)為毛石條形基礎(chǔ)，埋深約1900mm，基底持力層為紅黏土，地基承載力特征值為487.9kPa，大于基礎(chǔ)底面最大壓力值283.0kPa，地基持力層承載力滿足要求；經(jīng)麻花鉆鉆取土樣，鉆取深度為5.0m，基礎(chǔ)底部為紅黏土，無危害工程安全性的不良地質(zhì)現(xiàn)象存在。

2 號探坑基礎(chǔ)為毛石條形基礎(chǔ)，埋深約1400mm，地基底持力層為紅黏土，地基承載力特征值為452.5kPa，大于基礎(chǔ)底面最大壓力值283.0kPa，地基持力層承載力滿足要求；經(jīng)麻花鉆鉆取土樣，鉆取深度為5.0m，基底底部為紅黏土，無危害工程安全性的不良地質(zhì)現(xiàn)象存在。

坑基礎(chǔ)均置于塑性紅黏土上，基礎(chǔ)尺寸、埋深等參數(shù)如圖1、圖2 所示；經(jīng)檢測，基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度推定值為22.3MPa~25.3MPa；經(jīng)室內(nèi)土樣試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算可知，地基承載力特征值fa 取210kPa。圖1、圖2 為現(xiàn)場檢測結(jié)果示意圖。

圖1 墻下基礎(chǔ)檢測結(jié)果示意圖

圖2 柱下基礎(chǔ)檢測結(jié)果示意圖

2.1 0 建筑結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算

①混凝土強(qiáng)度。

根據(jù)現(xiàn)場混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果可知，混凝土強(qiáng)度推定值離散型較大：計(jì)算時(shí)取混凝土強(qiáng)度為：一至四層梁、柱：C25，四層以上梁、柱?。篊20。

②荷載取值。

樓屋、面荷載的取值：根據(jù)原設(shè)計(jì)荷載選用；

樓、屋面的恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：

樓面：槽型板：[330×140×2+（1440－2×140）×60]×10-6÷1.44×25=2.81kN/m2；

吊頂：0.45kN/m2；

水磨石或木質(zhì)地板：0.75kN/m2；

合計(jì)：2.81＋0.45＋0.60＋0.15=4.01kN/m2。

屋面：空心板：（990×30+960×40＋100×380×2）×10-6÷0.98×25=3.67kN/m2；

150mm 厚礦渣填料：0.15×13.0=1.95kN/m2；

20mm 厚水泥砂漿找平：0.02×20.0=0.40kN/m2；

50mm 厚混凝土現(xiàn)澆層：0.05×25.0=1.25kN/m2；

20mm 厚水泥砂漿抹面：0.02×20=0.40kN/m2；

合計(jì)：3.67＋1.95＋0.40＋1.25＋0.40=7.67kN/m2。

樓、屋面的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：

根據(jù)設(shè)計(jì)給出的活荷載來取值，分別為：一層8.0 kN/m2；二層8.0kN/m2；三層：6.0kN/m2；四至八層：4.5kN/m2。

根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012 取值：一層至三層機(jī)房：6.0kN/m2；四至七層辦公室2.0kN/m2；屋面（上人屋面）：2.0kN/m2。

對該建筑采用有限元計(jì)算模型進(jìn)行承載力模擬計(jì)算。經(jīng)驗(yàn)算，該建筑結(jié)構(gòu)部分受力構(gòu)件承載能力不滿足規(guī)范要求。依據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50292-2015）評定為Cu 級。圖3 為該建筑“翼型裝配式框架混合結(jié)構(gòu)”驗(yàn)算模型。

圖3 “翼型裝配式框架混合結(jié)構(gòu)”驗(yàn)算模型

3 建筑自動(dòng)化監(jiān)測

根據(jù)檢測結(jié)果，該建筑附近地面曾出現(xiàn)地坪開裂、塌陷現(xiàn)象。為此對該建筑開展了整體自動(dòng)化沉降監(jiān)測。監(jiān)測擬采用光學(xué)監(jiān)測。根據(jù)國家現(xiàn)行規(guī)范《工程測量規(guī)范》（GB 50026-2007）以及《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》（GB 12897-2006）的規(guī)定，為保證所有監(jiān)測工作的統(tǒng)一，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的精度，使監(jiān)測工作有效的指導(dǎo)整個(gè)工程施工，監(jiān)測工作采用整體布設(shè)，分級布網(wǎng)的原則，即首先布設(shè)統(tǒng)一的監(jiān)測控制網(wǎng)，如圖4 自動(dòng)化監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)分析流程圖所示。本次監(jiān)測將施工過程中監(jiān)測點(diǎn)的預(yù)警狀態(tài)按嚴(yán)重程度由小到大分為三級。在預(yù)警方面，該子系統(tǒng)預(yù)警機(jī)制建立的基礎(chǔ)是建筑本身安全性等級評定結(jié)果以及規(guī)范中對于建筑安全性評價(jià)的相應(yīng)指標(biāo)。該系統(tǒng)通過比對監(jiān)測數(shù)據(jù)與規(guī)范限值的大小關(guān)系，從而判斷數(shù)據(jù)是否超限，通過判斷其與規(guī)范限值的接近程度將預(yù)警等級分為黃色、橙色、紅色預(yù)警三個(gè)等級。對于較為特殊的建筑，則通過委托相關(guān)設(shè)計(jì)單位進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算給出限值，從而滿足實(shí)際需要，最終實(shí)現(xiàn)分層次、多渠道預(yù)警，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)、有效、有針對性的預(yù)警。經(jīng)自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測150 天，期間該建筑沉降累計(jì)沉降1.05mm，平均速率為0.06mm/d；建筑最大傾斜率為0.65‰，根據(jù)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，建筑變形在監(jiān)測期間，建筑附近未出現(xiàn)地面地坪開裂、塌陷現(xiàn)象，且上述變形自動(dòng)化監(jiān)測數(shù)據(jù)相對穩(wěn)定、正常。

圖4 自動(dòng)化監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)分析流程圖

4 結(jié)論

通過對貴陽市城市房屋舊改過工作中“某翼型多層裝配式框架混合房屋”進(jìn)行安全性鑒定，得到了該建筑的安全性等級，同時(shí)對該建筑進(jìn)行了整體自動(dòng)化監(jiān)測及評價(jià)研究，為該建筑的進(jìn)一步加固處理及建筑健康監(jiān)控評價(jià)提供了科學(xué)依據(jù)，有效的推進(jìn)了城市舊改工作的實(shí)施。該項(xiàng)工作的開展過程及研究成果可為類似工程提供一定工程經(jīng)驗(yàn)。