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(山西職業(yè)技術學院，山西 太原 030006)

引言

改革開放以來，我國各個城市相繼建設了大量的民用建筑、工業(yè)建筑及構筑物。據(jù)不完全統(tǒng)計，這些建筑多采用砌體和混凝土結構，多數(shù)已有建筑在時間的累積下會因為多種因素提前進入中老年期。這些因素包括：在建造過程中的設計、施工、管理因素；地震、洪澇、暴雪等自然環(huán)境因素；材料自然老化因素；建造功能的隨意改變等因素。

目前，我國正處于快速發(fā)展期，城鎮(zhèn)化過程中的人口轉移將帶來大量的住房需求，造成城市用地相對不足，但因多種因素的制約，需尋找一個切實可行的解決辦法。

隨著科學技術的不斷發(fā)展，新材料、新工藝、新技術應運而生，促使建筑業(yè)得到了空前發(fā)展，這也確立了對既有建筑物進行檢測鑒定、加固和加層的可行性，成為解決現(xiàn)有住房緊缺的有效途徑之一[1-2]。

1 工程概況

山西某醫(yī)院是一所集醫(yī)療、教學、科研、康復為一體，以中醫(yī)和中西醫(yī)結合為特色的“三級甲等”中醫(yī)醫(yī)院。該院住院樓前后經(jīng)過兩次設計，第一次設計(1985年)為框架剪力墻結構，地上11層，地下2層，箱形基礎，僅施工至標高7.500 m處(地上2層樓頂面)；第二次設計(2001年)沿用原有結構體系，在已建標高處繼續(xù)施工，但地上改為8層(局部9層)，建筑總高度34.2 m，竣工時間為2004年。

近年來，由于醫(yī)院就醫(yī)人數(shù)增多，現(xiàn)有住院樓的病房已不能滿足正常需求，應甲方的要求，需在保持該建筑原有布局、不影響原有結構正常使用的前提下進行適當加層[1-2]。原有結構平面示意圖見圖1。

通過與甲方協(xié)商，確定了該住院樓加層加固的指導思想：

(1)改造是以該建筑地基基礎不加固為前提。

(2)在改造過程中應避免過多地影響住院樓的正常營業(yè)。

(3)實施方案應做到安全、經(jīng)濟。

根據(jù)甲方提供的原設計圖紙、相關資料及有關規(guī)范規(guī)程[3-4]，對該住院樓進行了現(xiàn)場檢測鑒定和室內(nèi)試驗工作。

圖1 原有結構平面示意圖

2 現(xiàn)場檢測鑒定

2.1 外觀普查

(1)屋面系統(tǒng)：屋面排水基本通暢；屋面防水基本無老化、鼓泡、開裂、腐蝕或局部損壞。

(2)墻體基本完好，局部抹面有剝落和收縮裂縫，地下室存在局部漏水現(xiàn)象。

(3)門窗：門窗框、扇基本完好。

2.2 結構作用的調(diào)查核實

為摸清該建筑的實際作用分布，重點對該住院樓各樓層進行了使用功能調(diào)查。

2.3 鋼筋位置、直徑、數(shù)量及保護層厚度的復核

對具有檢測條件的B軸和1-2軸混凝土中柱采用鋼筋位置測定儀進行了現(xiàn)場檢測，結果見表1。檢測結果表明，所有被檢測柱的鋼筋數(shù)量、直徑、保護層厚度及箍筋間距與原設計圖紙基本一致。

表1 住院樓柱鋼筋掃描結果統(tǒng)計表

2.4 混凝土強度和鋼筋檢測

該住院樓第一次設計(-1層至地上2層)為1985年，其混凝土均為現(xiàn)場拌制混凝土，且其構件混凝土強度等級僅有C23和C28兩種(1層和2層缺少資料)。第二次設計(3～8層)混凝土強度為：C25(5層及以下)和C20(6層以上)。

本次混凝土強度評定采用“取芯法”，主要針對-1層至7層；鋼筋采用鋼筋掃描儀進行檢測。檢測發(fā)現(xiàn)，實際的鋼筋數(shù)量、位置、直徑、保護層厚度等與設計圖基本相符，混凝土強度與設計值有所不同(見表2)。

表2 混凝土強度等級

2.5 建筑物沉降、傾斜觀測

2.5.1 偏移量計算原理

根據(jù)矢量平行四邊形合成法則，位移矢量傾斜值E的計算公式為：

(1)

因為θ=90°，故：

(2)

2.5.2 建筑物點位示意圖

建筑物點位示意圖見圖2。規(guī)范規(guī)定允許傾斜偏差E≤30，允許傾斜度I≤0.003。

圖2 建筑物點位示意圖

2.5.3 各測點位移、傾斜度計算

建筑物各測點的位移、傾斜量、傾斜度、傾斜偏差見表3。由表3可見，住院樓各測點的位移及傾斜度均滿足現(xiàn)行相關規(guī)范的要求。

表3 建筑物各測點位移、傾斜量、傾斜度、傾斜偏差表

2.5.4 各測點高程相對平整度

各測點高程相對平整度數(shù)據(jù)見表4。由表4可見，住院樓兩側各測點高程相對平整度數(shù)據(jù)各自的最大值與最小值之差≤50 mm，符合現(xiàn)行規(guī)范要求。

表4 各測點高程相對平整度數(shù)據(jù)表1)

3 室內(nèi)試驗

3.1 混凝土強度試驗

鉆芯法是檢測混凝土構件強度最重要的手段之一，屬于半破損法。本次試驗共取芯樣40個，得到有效試驗數(shù)據(jù)38個，滿足原設計混凝土強度等級的為35個，占92.1%。具體結論如下：

(1)地下1層和2層所取的12個芯樣均試驗順利并得到有效數(shù)據(jù)。12個芯樣試件中，1號芯樣的混凝土強度換算值略小于原設計混凝土標號250級(C23)，相差13.0%，其余芯樣的混凝土強度換算值均大于原設計混凝土標號250級(C23)和300級(C27)。

(2)地上1層和2層所取的8個芯樣均試驗順利并得到有效數(shù)據(jù)。8個芯樣試件中，18號和20號芯樣混凝土強度換算值略小于C25，最大相差10.8%，其余6個芯樣的混凝土強度換算值均大于C25。

(3)地上3～7層所取的20個芯樣，除了34號和39號芯樣在取芯過程中破壞外，其余芯樣均試驗順利并得到有效數(shù)據(jù)。18個芯樣試件的混凝土強度換算值均大于原設計混凝土強度等級C25或C20。

3.2 鋼筋試驗

為了檢測鋼筋強度，同時避免在檢測過程中對原有結構造成損失，取雨篷板鋼筋作為檢測對象。結合甲方提供的有關施工資料可知，鋼筋的化學成分和力學性能合格且滿足設計要求。

4 鑒定結果分析

現(xiàn)場檢測和室內(nèi)試驗結果表明，原有結構的整體性能良好。通過后期對加層加固的可行性分析，最終確定了“8+1+5”的加固加層方案。后期的論證表明，采取先加層后加固的施工順序是可行的。

5 結論

5.1 檢測鑒定時，必須對原有結構進行全面細致的檢查，做好結構的外觀檢查、作用核實、結構傳力途徑、結構材料檢測與強度試驗、結構沉降和傾斜觀測等工作，同時應詳細記錄、綜合分析，做到心中有數(shù)。

5.2 由于原有結構平面布置不規(guī)則，設計階段較為復雜，原有結構部分圖紙和材料缺失，設計和施工標準及規(guī)范多次變更等不確定因素較多，使得檢測方案的確定及檢測數(shù)據(jù)的處理顯得尤為重要，并直接決定了檢測鑒定工作的準確性和科學性。

5.3 檢測鑒定為后期加層加固的可行性分析和方案確定提供了重要參考資料。目前，該建筑加層加固施工已完成兩年并投入使用。通過后期的檢查和測試，加層部分達到了原有的設計要求，有較強的適用性。

參考文獻：

[1] 陳智忠.某醫(yī)院住院樓加固設計及相關問題研究[D].太原：太原理工大學，2011.

[2] 劉陽.山西某醫(yī)院住院樓復雜結構加層分析[D].太原：太原理工大學，2011.

[3] GB 50292—1999，民用建筑可靠性鑒定標準[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999.

[4] GB 50023—2009，建筑抗震鑒定標準[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.