某既有砌體結構抗震鑒定及加固的探討

朱儒剛1 康佳哲2 劉永祥2

1.身份證號碼：370921198709220918 200032；2.湖北志成騰達建設工程有限公司 武漢 430077

摘要：針對砌體結構檢測、鑒定及加固處理的基本方法進行了概述，并結合了某砌體結構辦公樓實例，根據現行規范對結構材料強度、結構承載力、高厚比和構造措施進行了檢測鑒定，對不滿足要求出提出了加固和處理建議，為后續設計使用提供依據，也為同類房屋鑒定和加固提供參考。

關鍵詞：砌體結構；檢測；抗震鑒定；加固

Abstract：The basic methods of masonry structure detection，identification and reinforcement were analyzed in the paper.Based on the present codes，the material strength，bearing capacities，ratio of height to thickness and the construction measures were detected and identificated for an office building of masonry structure，the post-processing suggestions were put forward to provide basis for the ordinary usage of office building and provide a reference for the identification and reinforcement of similar structures.

Key Words：masonry structure；detection；seismic appraisal；reinforcement

0 引言

根據最新的統計顯示：我國目前砌體結構的房屋建造面積占總建造面積的很大比例。但很多砌體結構建造時間早于現行規范標準的使用時間，以至于相當一部分砌體結構建筑未考慮抗震設計或即使考慮了抗震設計也不滿足現行規范標準的要求，并且由于有些建筑物年代久遠在正常損耗和人為損壞會導致一些結構裂縫、損傷、不均勻沉降等現象的產生，從而出現結構正常使用的安全問題。本文介紹了抗震鑒定及加固處理的基本方法，并結合一幢年代久遠的砌體結構的工程實例，由于該房屋使用的年限較長，導致出現了一系列的結構和非結構上的損傷。根據現行的抗震規范對房屋進行抗震鑒定，并針對房屋檢測結果提出合理修繕加固的建議。

1 抗震鑒定及加固方法

抗震鑒定包括下列內容就要求：1）搜集建筑的相關原始資料；2）檢查建筑物相關的非抗震缺陷；3）根據現有建筑的具體情況，采用逐級鑒定的方法，進行綜合抗震能力的分析；4）對現有建筑抗震性能作出評價，對不符合抗震鑒定要求的建筑提出相應的抗震減災對策和處理意見。針對抗震鑒定應該根據情況區別對待：1）建筑結構類型不同的結構，其檢查的重點、項目的內容和要求的不同，應采用不同的鑒定方法；2）對重點部位與一般部位，應按不同的要求進行檢查和鑒定；3）對抗震性能有整體影響的構件和僅有局部影響的構件，在綜合抗震能力分析時應分別對待。加固處理是根據抗震鑒定的準確對現有建筑評價后，結合建筑物現狀提出合理的加固措施改善結構的缺陷及問題保證結構的安全使用[1]。

1.1抗震鑒定方法

根據現有建筑應按現行國家標準《建筑工程工程抗震設防分類標準》（GB50223-

2008）分為四類，其抗震措施核查和抗震驗算的綜合鑒定應符合下列要求：1）丙類，應按本地區設防烈度的要求核查其抗震措施并進行抗震驗算。2）乙類，6～8度應應按比本地區設防烈度提高一度的要求核查其抗震措施，9度時應適當提高要求；抗震驗算應按不低于本地區設防烈度的要求采用。3）甲類，應經專門研究按不低于乙類的要求核查其抗震措施，抗震驗算應按高于本地區設防烈度的要求采用。4）丁類，7～9度時，應允許按比本地區設防烈度降低一度的要求核查其抗震措施，抗震驗算應允許比本地區設防烈度降低要求；6度時允許不作抗震鑒定。現行《建筑抗震鑒定標準》（GB50023-2009）按建筑物后續使用年限30、40、50年將既有建筑分為A、B、C三類，對各類建筑按不同的方法進行抗震鑒定。既有砌體結構分兩級抗震鑒定第一級鑒定是以宏觀控制和構造措施鑒定為主進行綜合評價，第二級鑒定是以抗震驗算為主結合第一級鑒定對結構進行綜合評價。A類建筑的抗震鑒定，當符合第一級鑒定的各項要求時，建筑可評為滿足抗震鑒定要求，不再進行第二級鑒定；當不符合第一級鑒定要求時，除本標準各章規定的情況外，應由第二級鑒定作出判斷。B類建筑的抗震鑒定，應檢查其抗震措施和現有抗震承載力再作出判斷。當抗震措施不滿足鑒定要求而現有抗震承載力較高時，可通過構造影響系數進行綜合抗震承載力的評定；當抗震措施鑒定滿足要求時，主要抗側力構件的抗震承載力不低于規定的95%、次要抗側力構件的抗震承載力不低于規定的90%，也可不要求進行加固處理[1]。

1.2抗震加固方法

砌體結構加固的實質是改善結構構件、結構受力途徑以提高抗震能力。現有砌體房屋的抗震加固方法主要有以下3種[2]：

（1）房屋抗震承載力不滿足要求時：宜拆砌或增設抗震墻；修補或灌漿；增設鋼筋網紗面層或板墻；增設鋼筋混凝土構造柱。

（2）房屋整體性不滿足要求時：當墻體布置在平面不閉合時，可增設墻段或在開口處增設現繞鋼筋混凝土框形成閉合；當縱橫墻連接較差時，可采用鋼拉桿、長錨桿、外加柱或外加圈梁；樓、屋蓋構件支撐長度不滿足要求時，可增設托梁或采取增墻樓；當構造柱或芯柱不符合鑒定要求時，應增設外加柱；圈梁設置不符合鑒定要求時，應增設圈梁。

（3）對房屋易倒塌部位：窗間墻寬度過小或抗震能力不滿足要求時，可增設鋼筋混凝土窗框或采用鋼筋網砂漿面層、板墻；支撐大梁等的墻段抗震能力不滿足要求時，可增設砌體柱、組合柱、鋼筋混凝土柱或采用鋼筋網砂漿面層、板墻；支承懸挑構件的墻體不符合鑒定要求時，可在懸挑構件端部增設鋼筋混凝土柱或砌體組合柱；隔墻無拉結或拉結不牢固時可采用鑲邊、錨筋或增設鋼拉桿等；懸挑構件錨固長度不滿足要求時，可加拉桿或減少懸挑長度。

2工程實例

2.1工程概況

某建于20世紀60年代的辦公樓，圖1為結構的首層平面圖。結構形式為二層磚混結構，平面布局呈矩形，建筑物總長度17.5m，總寬度為7.0m，建筑物主體總高為6.01m，最大高度為7.56m，建筑面積為252.0 m2。屋面為人字形木屋架坡屋頂結構，高度為1.55m。現要對該建筑進行改造，故對其進行抗震鑒定。

2.2現場檢測及結果分析

2.2.1 結構體系檢查

辦公樓原為二層磚混結構，平面布局呈矩形，由橫縱墻承重，房屋一、二層均未設有圈梁和混凝土構造柱，樓板為預制板厚度為120mm，二層結構層設有大梁和小梁，大梁截面尺寸為300×500mm，小梁尺寸為200×300mm。柱為磚柱，截面尺寸為350×450mm。屋面為木屋架坡屋頂結構。該房屋之前未曾進行過結構上的抗震加固或者房屋的改造工程。

圖1 二層結構平面布置圖

2.2.2 結構構件抽樣

檢測中，檢測批的最小樣本抽樣按《建筑結構檢測技術標準》（GB/T 50344-2004）的檢測類別A進行抽樣取值。

2.2.3 磚體強度檢測

（1）磚強度檢測

按照《砌體工程現場檢測技術標準》對磚強度進行測試。測試結果表明，磚的強度等級評定達到MU10。

表1 磚墻強度檢測結果

序號構件位置回彈平均值測區抗壓強度平均值（MPa）強度等級評定

1一層1/A-B軸35.0810.12MU

10.0

2一層3-4/A軸35.1810.27

3一層3-4/B軸35.1010.15

4一層4/A-B軸35.1610.21

5二層4/A-B軸35.3810.42

6二層B/1-2軸33.989.10

7二層1/A-B軸36.3810.77

8二層3-4/A軸35.8210.84

9二層3-4/B軸35.9610.46

10二層6/A-B軸36.1210.80

（2）砂漿強度檢測

根據《砌體結構現場檢測技術標準》（GB/T50315-2000）采用貫入法對墻體砌筑砂漿強度進行檢測。表2為貫入法檢測砂漿強度結果檢測。結果表明：所測砂漿強度等級評定為M1.2。

表2 貫入法檢測砂漿強度結果

軸線位置貫入深度平均值（mm）抗壓強度換算值（MPa）強度等級評定

一層1/A-B軸10.041.0

M1.2

一層3-4/A軸9.721.1

一層3-4/B軸9.911.1

一層4/A-B軸8.401.5

二層4/A-B軸10.341.0

二層B/1-2軸9.621.2

2.2.4 混凝土強度檢測

混凝土強度的檢測一般有回彈法、超聲波、超聲波回彈綜合法、鉆心法等。本工程為磚混結構，主要的混凝土構件為混凝土大梁、預制混凝土板，結合現場實際情況，采用回彈法對部分大梁、預制混凝土板等構件的混凝土強度進行測試。表3為混凝土強度檢測結果。測試結果表明，抗壓強度等級評定為C18。

表3混凝土回彈強度結果

樓層構件位置碳化深度（mm）強度推定值（MPa）抗壓強度等級評定

二層3/A-B 梁>6.019.7C18

二層5/A-B 梁>6.019.5

二層1-2/B 梁>6.019.8

2.2.5 外觀質量檢測

現場對房屋的外觀質量包括裂縫、缺陷、損傷等進行了檢查。檢查結果表明：一層有粉刷層破損、脫落，樓板滲水和墻面粉刷層開裂現象；雨棚上方粉刷層發霉、脫落；柱面粉刷層發霉、脫落。二層有瓷磚局部脫落，門框起皮、脫落，粉刷層脫落的現象；平臺、臺階樓板破損，窗框破損。

2.3結構抗震鑒定

根據《建筑抗震鑒定標準》（GB 50023—2009）規定，本工程按后續使用年限為30年的建筑即A類建筑對該樓進行抗震鑒定。

2.3.1 結構抗震措施鑒定

經抗震措施核查，該辦公室樓有多項抗震措施不滿足或基本標準要求：1）木屋蓋為無下弦人字屋架，無支撐，不滿足抗震鑒定標準；2）橫墻間距最大為7.0m，基本滿足抗震鑒定標準（最大間距為11m，對IV類場地，最大間距尚應減少3m或4m以內）。

2.3.2 結構抗震驗算

結合檢測結果和原設計圖紙、加固設計圖紙及《建筑結構荷載規范》（GB 50009-2001）（2006版）、《建筑抗震設計規范》（GB 50011- 2010）等規范，采PKPM用軟件對結構進行整體建模、計算并驗算房屋的整體抗震性能。驗算結果表明：1）該樓大部分墻段豎向受壓承載力基本能夠滿足規范要求，只有局部墻體抗壓承載力局部不滿足《砌體結構設計規范》（GB 5003-2011）要求；2）該樓局部墻體高厚比局部不滿足規范要求；3）混凝土大梁抗彎承載力不滿足規范要求。

綜合抗震措施鑒定及承載力驗算本工程不滿足抗震鑒定的原因主要有以下：

（1）建筑建造時間長。我國第一部抗震設計規范是1974年正式開始實施的，所以之前絕大部分的建筑從沒考慮過抗震設防，而新的規范的要求則是越來越高，導致很多年代久遠的老建筑都沒法滿足現行的抗震設計規范。

（2）材料強度低。一方面由于舊規范材料強度等級要求較低，另一方面由于建筑材料的自然老化，所以導致本工程檢測所得部分材料強度等級不滿足現行標準。

3加固處理措施

砌體結構的加固的實質就是通過改善結構的受力途徑，提高主要抗側力構件的承載力和延性，增強結構之間的相互連接，加強建筑物的空間作用和結構整體性，加強結構薄弱部分的承載力，針對抗震鑒定和結構驗算及分析結果，提出如下加固處理措施：

（1）現屋架用型鋼進行加固處理，并增設屋架下弦桿。

（2）墻體抗壓承載力和高厚比不足處，建議采用鋼筋網水泥砂漿面層加固處理。

（3）混凝土梁抗彎承載力不足處，建議采用粘貼碳纖維、粘鋼等方法加固處理。

（4）本工程加固和加層年代較為久遠針對墻體局部位置存在酥堿、空鼓、風化等現象，在加固前對墻體自身存在缺陷的地方進行修補灌漿。

4.結論

對既有砌體結構的房屋進行檢測鑒定時，負責檢測的人員應該根據工程的實際情況，詳細了解原結構體系的各項參數、材料的實際強度、構造措施的設置等采用合理的措施進行檢測，并根據檢測結果對結構進行整體分析及綜合評定。基于檢測鑒定結論，提出針對本次鑒定的既有磚混建筑的合理的修繕加固方案，從而有效的解決結構上的缺陷與問題，保證后續使用年限內結構安全使用。

參考文獻：

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[4]GJ/T 136-2001貫入法檢測砌筑砂漿抗壓強度技術規程[S].北京：中國建筑工業出版社，2001.

上接第67頁

1、大體積混凝土施工應建立和健全溫控管理和保證體系，并根據工程規模和質量控制及管理的需要，配備相應的技術人員和必要的檢驗、試驗設備，建立健全必要的技術管理與溫控制度。

2、在混凝土澆筑過程中應進行混凝土澆筑溫度的監測，在養護過程中應進行混凝土澆筑塊體升降溫、內外溫差、降溫速度及環境溫度等監測。這些監測結果能及時反饋現場大體積混凝土澆筑塊內溫度變化的實際情況，以及所采用的施工技術措施的效果，為工程技術人員及時采取溫控對策提供科學依據。大體積混凝土澆筑塊體內外溫差、降溫速度及環境溫度的測試，每晝夜應不少于2次。

3、安排專人測定混凝土入倉溫度、坍落度，并留置規定的試壓塊組數。混凝土拆模后，應檢查其外觀質量。有混凝土裂縫、蜂窩、麻面、錯臺和模板走樣等質量問題或事故時應及時檢查和處理。對混凝土強度或內部質量有懷疑時，可采取無損檢測法（如回彈法、超聲回彈綜合法等）或鉆孔取芯、壓水試驗等進行檢查。

三、結束語

經過多年工作實踐，本人對大體積混凝土裂縫形成的原因和預防措施作了初步探討，認為大體積混凝土中產生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結構不合理，原材料不合格，模板變形，基礎不均勻沉降等。為了保證建筑物和構件的安全，我們一方面要從控制溫度、改變約束、降低溫度著手，另一方面應可能設法提高混凝土的抗裂性能。只有在施工中采取以上行之有效的措施，并且施工中多觀察、多比較，出現問題后多分析、多總結，結合多種預防處理措施，才能控制裂縫的出現或延伸，進而保證建筑物安全、穩定的工作。

參考文獻：

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