潘琰楓,曹 毅
(1.武漢弘泰建筑工程質(zhì)量檢測有限公司,湖北 武漢 430070;2.武漢市硚口區(qū)住房保障和房屋管理局,湖北 武漢 430000)
自20世紀80年代以來,建設(shè)了大量的砌體建筑。由于當初的經(jīng)濟水平、施工工藝、材料質(zhì)量等多方面因素會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)主體出現(xiàn)不同程度的性能退化。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,對建筑物的安全性能更為關(guān)注,尤其對出現(xiàn)明顯缺陷的建筑物更為關(guān)心,因此對老舊、劣化現(xiàn)象比較嚴重的建筑物進行安全鑒定的需求越來越多。本文結(jié)合某工程實例對建筑物的安全性鑒定提出一些看法及思路。
某6層砌體住宅,竣工時間約1993年,建設(shè)資料缺失,為查明房屋安全性并為使用提供技術(shù)依據(jù),業(yè)主委托我司進行安全性鑒定。根據(jù)委托任務(wù)及規(guī)范要求,需查明結(jié)構(gòu)主體的安全性能及抗震性能。
依據(jù)GB 50023—2009建筑抗震鑒定標準[1],建筑物類別為B類,后續(xù)使用年限按40 a考慮;建筑物抗震設(shè)防類別為丙類,地震設(shè)防烈度7度(0.1g),第一組,場地土類別按照Ⅱ類計。由于無建設(shè)資料,本次鑒定需查明結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、材料性能、抗震構(gòu)造措施、結(jié)構(gòu)變形及損傷。檢測鑒定內(nèi)容如下:1)結(jié)構(gòu)布置圖繪制;2)材料強度檢測;3)圈梁和構(gòu)造柱的檢測;4)樓板鋼筋配置情況檢測;5)結(jié)構(gòu)損傷檢測;6)必要的結(jié)構(gòu)驗算及分析。
現(xiàn)場查勘發(fā)現(xiàn),建筑物外觀狀況良好,各構(gòu)件未發(fā)現(xiàn)明顯的變形、開裂等不良現(xiàn)象。根據(jù)業(yè)主要求及建筑物情況,檢測方法以無損檢測為主,非破損或微破損為輔,且不進行變形測量及基礎(chǔ)開挖。綜合分析認為建筑物有以下特點:1)砌體墻強度、砂漿強度從上至下應(yīng)無變化;2)墻體厚度以及截面尺寸未做變化;3)無外挑結(jié)構(gòu),因此僅需確定樓板鋼筋信息;4)圈梁以及構(gòu)造柱均為構(gòu)造措施,且與樓板一起澆筑,整棟樓混凝土應(yīng)該一致;圈梁以及構(gòu)造柱截面尺寸各層處應(yīng)無變化。
經(jīng)分析結(jié)構(gòu)特點,最終按下面方案進行實施:1)采用卷尺以及激光測距儀測量來繪制結(jié)構(gòu)布置圖;2)全面檢查結(jié)構(gòu)整體及構(gòu)件的外觀質(zhì)量及損傷情況;3)采用鉆芯法檢測構(gòu)造柱和圈梁的混凝土強度;采用回彈法檢測砌體承重墻磚強度;采用貫入法檢測砌體承重墻砂漿強度,采樣位置主要為樓梯間,且均采用一個批次;4)用鋼筋位置探測儀檢測樓板的鋼筋間距,少量開鑿來確定直徑。
主要檢測結(jié)果如下:
1)建筑物使用情況:該建筑物無腐蝕性環(huán)境和高溫環(huán)境,一直作為住宅使用。建筑物為6層砌體結(jié)構(gòu),首層層高為3.6 m,2層以上層高為3.10 m,該建筑開間主要跨度為2.8 m~3.4 m不等,進深跨度主要為4.5 m,4.90 m,非上人屋面。平面布置圖見圖1。
2)結(jié)構(gòu)體系檢查:建筑物采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板,構(gòu)件連接可靠,整體性好;構(gòu)造柱以及圈梁的位置主要通過鋼筋探測儀結(jié)果來判斷,建筑物每層均設(shè)置有混凝土構(gòu)造柱和混凝土圈梁,且位置基本符合抗震規(guī)范對7度區(qū)設(shè)防的要求;結(jié)構(gòu)平面布置均勻,豎向布置連續(xù),結(jié)構(gòu)傳力路徑清晰。
3)承重墻厚度檢測:共選取18片墻體(每層3片)進行厚度測量,并對1層墻(B/1-3)、2層墻(A/15-16)、3層墻(B/19-21)、5層墻(9/C-D)抹灰層厚度進行了剔鑿測量,構(gòu)件側(cè)面抹灰層厚度為12 mm~19 mm,墻體厚度評定尺寸為240 mm。
4)樓板厚度的檢測:總共選取15塊樓板(每層3塊)進行厚度測量,并選取2層板(17-18/C-D)、4層板(1-3/A-C)、6層板(11-13/A-C)進行了板底抹灰層厚度及板面建筑層厚度進行測量,所測板底抹灰層厚度為11 mm~18 mm,找平層厚度及面層厚度為25 mm~32 mm,對樓板厚度評定值為100 mm。
5)圈梁及構(gòu)造柱混凝土強度檢測:采用鉆芯法抽檢了共18個構(gòu)造柱、圈梁的混凝土強度等級,強度平均值為20.4 MPa,強度區(qū)間值:19.0 MPa~22.5 MPa。
6)砌體中磚與砂漿強度檢測:共抽檢了12片墻體及砂漿的強度等級。抽檢墻體的實測強度為MU7.5,滿足抗震鑒定規(guī)范規(guī)定的最低材料強度(MU7.5)要求;砂漿為混合砂漿,1層~3層砂漿實測強度為2.7 MPa,4層~6層砂漿實測強度為2.6 MPa,滿足抗震鑒定規(guī)范規(guī)定的最低強度(M2.5)要求。
7)鋼筋檢測:采用鋼筋探測儀抽檢了18塊(每層3塊)樓板板底鋼筋間距,并局部開鑿確定鋼筋直徑,板底鋼筋兩個方向評定值均為φ6@150 mm。
8)結(jié)構(gòu)損傷檢測:各墻體未見開裂及粉刷層脫落等不良情況,個別樓板板底鋼筋局部銹蝕、保護層脫落。
9)抗震構(gòu)造措施檢查:依據(jù)GB 50023—2009建筑抗震鑒定標準7度區(qū)B類建筑丙類建筑物要求,從結(jié)構(gòu)體系、材料強度、結(jié)構(gòu)整體性等幾個方面進行抗震構(gòu)造措施的核查,具體見表1。
表1 抗震構(gòu)造措施核查表
結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)件材料等級整體性均滿足規(guī)范要求,評定建筑物抗震構(gòu)造措施基本滿足規(guī)范要求。
根據(jù)現(xiàn)行國家設(shè)計規(guī)范,采用檢測數(shù)據(jù)(尺寸、配筋、混凝土強度評定結(jié)果等),用PKPM對建筑物進行整體計算,計算時考慮地震作用,以方便核查墻體的抗震承載力[2-6]。
計算用基本信息如下:
1)荷載:恒載:樓面1.5 kN/m2(不含樓板自重);屋面板:2.5 kN/m2(不含樓板自重)?;钶d:樓面2.0 kN/m2;不上人屋面0.5 kN/m2。
2)材料強度主要采用實測值,鋼筋:Ⅰ級鋼筋fy=210 N/mm2,Ⅱ級鋼筋fy=300 N/mm2;混凝土強度等級:C20;砌塊強度等級:M7.5;砂漿強度等級:M2.5。
計算結(jié)果如下:其中結(jié)構(gòu)分析模型見圖2,承載力驗算結(jié)果詳見表2。
根據(jù)計算結(jié)果,墻體高厚比均滿足規(guī)范限值要求,局部墻體受壓承載力不滿足規(guī)范要求,較多墻體抗震承載力不滿足規(guī)范要求。部分承重墻的承載力驗算結(jié)果見表2。
表2 部分承重墻承載力的驗算結(jié)果
根據(jù)樓板的配筋計算結(jié)果,板底配筋均滿足承載力要求,但不滿足規(guī)范要求的最小配筋率要求。
1)抗震鑒定。綜合考慮抗震承載力驗算結(jié)果以及抗震構(gòu)造措施核查結(jié)果,認為建筑物綜合抗震能力不滿足GB 50023—2009建筑抗震鑒定標準對7度區(qū)B類住宅建筑的抗震設(shè)防要求。
2)安全性鑒定。根據(jù)規(guī)范,鑒定單元的安全性等級按照上部結(jié)構(gòu)子單元的安全性等級、地基基礎(chǔ)子單元安全性等級以及圍護系統(tǒng)子單元安全性等級三個方面分別鑒定,并綜合評定鑒定單元的安全性等級。而根據(jù)現(xiàn)場勘查結(jié)果,上部結(jié)構(gòu)未見明顯開裂、變形等不良情況,側(cè)面表示地基基礎(chǔ)子單元以及圍護系統(tǒng)子單元狀況良好?,F(xiàn)在最主要的是上部結(jié)構(gòu)子單元的安全性等級評定。
上部承重結(jié)構(gòu)的安全性等級根據(jù)結(jié)構(gòu)承載功能等級、結(jié)構(gòu)整體性等級以及結(jié)構(gòu)側(cè)向位移等級結(jié)構(gòu)進行確定。由于房屋圈梁、構(gòu)造柱的設(shè)置均滿足規(guī)范,采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板,結(jié)構(gòu)整體性能好,且建筑物整體未發(fā)現(xiàn)明顯損傷,對結(jié)構(gòu)整體性等級以及結(jié)構(gòu)側(cè)向位移等級均評定為Bu級。根據(jù)承載力計算結(jié)果,樓板板底配筋滿足受力要求,僅少數(shù)樓板有漏筋、保護層脫落等不良情況,樓板安全性等級評定為Bu。影響安全性等級最重要的元素就是墻體的評級[7]。
根據(jù)計算結(jié)果,常規(guī)恒、活荷載以及風荷載作用下,僅個別墻體受壓計算承載力不滿足規(guī)范要求,更多的為墻體抗震承載力不滿足規(guī)范要求。因此安全性評定時是否需要考慮地震作用是影響安全性等級的一個關(guān)鍵因素,個人理解應(yīng)考慮地震作用,理由如下:地震作用作為一種偶然荷載,在建筑物目標使用年限內(nèi)是可能發(fā)生的,上部結(jié)構(gòu)承載功能應(yīng)包含此部分作用;抗震指導(dǎo)思想是“小震不壞、中震可修、大震不倒”,安全性鑒定時考慮小震作用下的安全性能是應(yīng)該以及合理的,中、大震的抗震性能則根據(jù)抗震設(shè)計以及抗震鑒定標準來保證[8]。
根據(jù)以上評定結(jié)果,鑒定單元安全性等級評定結(jié)果為:建筑地基基礎(chǔ)子單元、上部承重結(jié)構(gòu)子單元、圍護系統(tǒng)承重部分子單元的安全性等級分別為Bu級、Cu級、Cu級,鑒定單元安全性等級評定為Csu級。
應(yīng)委托有資質(zhì)的設(shè)計、施工單位對承載力不滿足規(guī)范要求的墻體進行加固;應(yīng)及時修復(fù)漏筋、保護層脫落等損傷;正常使用過程中,應(yīng)加強維護,不隨意改變建筑物的使用功能及結(jié)構(gòu)傳力體系,發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)立即停止使用并報當?shù)亟ㄔO(shè)管理。
既有砌體結(jié)構(gòu)住宅類建筑物較多,一般年代久遠,對于無建設(shè)資料且還在使用的建筑物,檢測位置相對較少,檢測難度較大,應(yīng)從設(shè)計以及施工的方面來分析建筑特點,以達到優(yōu)化檢測量的目的。對于可靠性鑒定中的安全性鑒定,應(yīng)考慮地震作用的安全性能,至少應(yīng)達到小震不壞的要求。