某老舊磚混房屋改造可行性鑒定分析

唐清山, 曹桓銘, 蔣 慶

(四川省建筑科學(xué)研究院，四川成都 610081)

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某老舊磚混房屋改造可行性鑒定分析

唐清山, 曹桓銘, 蔣 慶

(四川省建筑科學(xué)研究院，四川成都 610081)

老舊磚混房屋改造的前提是對其進(jìn)行系統(tǒng)的鑒定分析，包括安全性鑒定和抗震鑒定，文章對房屋地基基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)布置、垂直度、材料強(qiáng)度、樓板承載力、結(jié)構(gòu)缺陷、構(gòu)造措施等進(jìn)行檢測評估，提出改造的可行性建議，可供同類工程鑒定作參考。

磚混結(jié)構(gòu)； 安全性鑒定； 抗震鑒定

磚混結(jié)構(gòu)房屋在我國城市發(fā)展史上占有絕對主導(dǎo)地位，雖然目前框架、剪力墻等結(jié)構(gòu)形式迅猛發(fā)展，但受城市規(guī)劃和人口環(huán)境等限制，磚混結(jié)構(gòu)仍是多數(shù)城鎮(zhèn)民用建筑主要結(jié)構(gòu)形式。隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市化進(jìn)程越來越快，舊城改造是城市化進(jìn)程的重要環(huán)節(jié)，對老舊磚混房屋進(jìn)行科學(xué)安全的改造，延長其使用壽命，有利于節(jié)約社會資源。本文介紹了老舊磚混結(jié)構(gòu)房屋安全性鑒定和抗震鑒定的方法、內(nèi)容，參照現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范，給出改造的可行性建議及加固處理措施。

1 鑒定步驟及流程

房屋改造可行性鑒定流程見圖1。

圖1 房屋改造可行性鑒定流程

2 鑒定目的及初步調(diào)查

經(jīng)資料核查，該房屋修建于20世紀(jì)50年代，為五層(局部四層，局部設(shè)有地下室)磚混結(jié)構(gòu)，樓板采用混凝土預(yù)制板，頂層為木屋架。修建完成后作為辦公樓使用，在20世紀(jì)80年代和90年代分別進(jìn)行了抗震加固和裝修改造?，F(xiàn)該房屋業(yè)主單位擬將對其進(jìn)行改造，為明確改造的可行性，故對其進(jìn)行鑒定分析。

3 現(xiàn)場檢測鑒定及數(shù)據(jù)整理分析

3.1 基礎(chǔ)檢查

在該房屋室外側(cè)隨機(jī)抽取5個(gè)測點(diǎn)的基礎(chǔ)進(jìn)行開挖，開挖后對基礎(chǔ)目前的工作狀況進(jìn)行了檢查。檢查結(jié)果表明，開挖處基礎(chǔ)未見明顯腐蝕、變形和肉眼可見裂縫，基礎(chǔ)工作狀況良好(圖2)。

圖2 基礎(chǔ)現(xiàn)場開挖檢查

3.2 結(jié)構(gòu)布置及建筑整體垂直度檢測

現(xiàn)場對該房屋的結(jié)構(gòu)布置情況進(jìn)行了詳細(xì)檢查。經(jīng)檢查，該房屋為地上5層(局部設(shè)有地下室)砌體結(jié)構(gòu)房屋，其中部6～17軸間為5層，其余部分為4層。房屋第1層層高為3.9m，第2層、第3層和第4層層高均為3.6m，第5層層高為3.3m。

現(xiàn)場采用全站儀對該房屋整體偏移進(jìn)行了檢測，檢測結(jié)果表明，該房屋最大相對偏移量Δ/H=1/613<1/550，滿足GB 50292-1999《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[1]關(guān)于多層砌體結(jié)構(gòu)房屋Bu級的相關(guān)要求。

3.3 材料檢測

3.3.1 強(qiáng)度檢測

在該房屋第1、第3、第5層每層各抽選取10個(gè)測區(qū)，共30個(gè)測區(qū)采用回彈法對墻體砌筑磚抗壓強(qiáng)度進(jìn)行了檢測；在該房屋第1層部分墻體進(jìn)行砌筑磚取樣，并送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行強(qiáng)度檢測。檢測結(jié)果表明，所檢測的砌筑磚抗壓強(qiáng)度等級為MU15。

在該房屋第1、第3、第5層每層各抽取6個(gè)測區(qū)，每個(gè)測區(qū)布置面積不小于0.3 m2的5個(gè)測位，共18個(gè)測區(qū)90個(gè)測位，采用回彈法對墻體砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度進(jìn)行了檢測；在該房屋第1層部分墻體進(jìn)行砌筑砂漿取樣，并送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行強(qiáng)度檢測。檢測結(jié)果表明，所檢測的砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度平均值均小于2.0 MPa。

現(xiàn)場隨機(jī)抽取15根混凝土梁，采用回彈法對其混凝土強(qiáng)度進(jìn)行了檢測，并將檢測結(jié)果按照GB 50367-2006《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]附錄B進(jìn)行了修正。檢測結(jié)果顯示，所測混凝土強(qiáng)度均大于18 MPa。

3.3.2 混凝土碳化深度檢測

現(xiàn)場選取25處混凝土梁和25塊混凝土預(yù)制板，對其混凝土碳化深度進(jìn)行了檢測，檢測結(jié)果顯示混凝土碳化深度范圍為6～9 mm。

3.4 墻體厚度及墻體構(gòu)造連接檢測

現(xiàn)場在房屋每層隨機(jī)抽10片墻體，共對50片墻體厚度進(jìn)行了檢測。檢測表明，該房屋墻體厚度為240 mm和360 mm兩種規(guī)格，其中一層至四層多數(shù)墻體厚度為360 mm，五層多數(shù)墻體厚度為240 mm。

現(xiàn)場在該房屋每層隨機(jī)抽取10個(gè)部位，共50個(gè)部位對墻體構(gòu)造連接情況進(jìn)行了檢查。檢查情況表明，該房屋部分縱橫墻交接處未接搓，砌筑方式不正確。

3.5 預(yù)制樓板承載能力檢測

現(xiàn)場在該房屋第1～4層樓蓋處，每層選取2個(gè)試驗(yàn)區(qū)，共8個(gè)試驗(yàn)區(qū)的預(yù)制板進(jìn)行原位加載試驗(yàn)，采用短期靜力加載試驗(yàn)的方式，通過荷載試驗(yàn)量測預(yù)制板的撓度及開裂情況以檢測板的承載能力。具體試驗(yàn)步驟及結(jié)果如下所示。

(1)加載方式：采用注水的方式均勻加載，采用6只百分表測讀。百分表平面布置如圖3所示，試驗(yàn)現(xiàn)場如圖4所示。

圖3 荷載試驗(yàn)板底百分表安裝示意

圖4 預(yù)制樓板荷載試驗(yàn)

(2)加載前檢查：加載前對試驗(yàn)板進(jìn)行了檢查，未見板有明顯的變形和肉眼可見裂縫。

(3)加載步驟：第1級至第6級每級按照0.5 kN/m2加載至3.0 kN/m2，以后按3級分別0.4 kN/m2、0.4 kN/m2、0.2 kN/m2加載至4.0 kN/m2。

(4)檢查測讀：第1級至第4級每級加載完成后持荷5 min后測讀記錄。第5級至第8級每級加載完成后持荷30 min時(shí)測讀記錄。加載完成后，分別在持荷30 min和20 h時(shí)測讀記錄一次。在持荷20 h測讀記錄后進(jìn)行卸載，卸載完成1 h后進(jìn)行最后一次測讀記錄。

(5)數(shù)據(jù)處理：根據(jù)百分表的測度記錄，計(jì)算出板在各級荷載下的變形情況，其中一個(gè)試驗(yàn)區(qū)變形檢測結(jié)果見表1所示。

表1 試驗(yàn)預(yù)制板變形檢測結(jié)果 mm

經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)，試驗(yàn)板在4.0 kN/m2的均布荷載作用下跨中最大撓度值為1.63 mm，試驗(yàn)過程中板均未出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象。

3.6 墻體、樓板、過梁缺陷檢查

(1)現(xiàn)場在該房屋每層隨機(jī)抽取10根過梁(包括混凝土過梁和磚過梁)，共50根過梁，剔除表面抹灰層對過梁進(jìn)行檢查，檢查結(jié)果顯示所檢測梁均未見明顯變形及肉眼可見裂縫。

(2)現(xiàn)場對該房屋墻體進(jìn)行了檢查，檢查結(jié)果顯示該房屋有20處墻體存在豎向或斜向裂縫，多數(shù)分布于門窗洞口處。

(3)現(xiàn)場對混凝土預(yù)制樓板進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)地下室頂板存在混凝土開裂、剝落，鋼筋裸露、銹蝕的現(xiàn)象。

3.7 木屋架檢測

經(jīng)現(xiàn)場檢查，該房屋木屋架多采用人字屋架，屋架隔榀設(shè)置有鋼拉桿，屋架弦桿、腹桿等木構(gòu)件經(jīng)雨水浸濕后存在不同程度的腐朽現(xiàn)象?，F(xiàn)場隨機(jī)選取3榀屋架對其構(gòu)件尺寸進(jìn)行了逐一檢測，檢測屋架結(jié)構(gòu)形式如圖5所示。

圖5 屋架結(jié)構(gòu)形式示意(單位: mm)

現(xiàn)場隨機(jī)選取8榀屋架，對屋架⑤號桿件的桿撓度進(jìn)行了檢測，檢測結(jié)果顯示屋架下弦最大撓度f/L=1/400，滿足GB 50292-1999《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[1]關(guān)于木結(jié)構(gòu)構(gòu)件撓度Bu級的相關(guān)要求。

3.8 圈梁檢查

經(jīng)現(xiàn)場檢查，該房屋第一至第四層未設(shè)置圈梁，第五層外縱墻和8處橫墻設(shè)有圈梁，圈梁高度180 mm。

3.9 預(yù)制樓板厚度及樓面裝修層檢查

現(xiàn)場剔除樓面裝修層后在預(yù)制板界面縫的位置對樓板厚度進(jìn)行檢測，測得預(yù)制板厚度約為270 mm。

現(xiàn)場檢查樓面裝修層均為砂漿層，厚度約為30 mm。

4 安全性鑒定

根據(jù)GB 50292-1999《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[1]，該房屋安全性現(xiàn)場檢查、檢測情況總結(jié)如下：

(1) 現(xiàn)場開挖檢查的基礎(chǔ)未見明顯腐蝕、變形和肉眼可見裂縫，基礎(chǔ)工作狀況良好。

(2)現(xiàn)場檢測房屋結(jié)構(gòu)布置合理。

(3)房屋整體垂直度滿足GB 50292-1999《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[1]關(guān)于多層砌體結(jié)構(gòu)房屋Bu級的相關(guān)要求。

(4) 現(xiàn)場所檢測的墻體砌筑磚強(qiáng)度等級為MU15。

(5)現(xiàn)場所檢測的墻體砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度均小于2.0 MPa。

(6)該房屋部分墻體砌筑方式不當(dāng)，未見有效拉結(jié)措施。

(7)經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)，試驗(yàn)板在4.0 kN/m2的均布荷載作用下跨中最大撓度值為1.63 mm，試驗(yàn)過程中板均未出現(xiàn)裂縫。

(8)現(xiàn)場檢測的過梁均未發(fā)現(xiàn)明顯變形及肉眼可見的裂縫等不良現(xiàn)象。

(9) 現(xiàn)場檢查該房屋采用人字形木屋架，屋架木構(gòu)件存在腐朽現(xiàn)象，現(xiàn)場檢測的木屋架無嚴(yán)重變形的現(xiàn)象。

(10)地下室混凝土構(gòu)件存在混凝土脫落、鋼筋裸露銹蝕。

(11)現(xiàn)場檢查部分墻體存在貫穿性豎向或斜向裂縫。

(12)現(xiàn)場檢測的預(yù)制樓板厚度約為270 mm，樓面砂漿裝修層厚度約為30 mm。

5 抗震鑒定

根據(jù)GB 50223-2008《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[3]和GB 18306-2001《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》[4]國家標(biāo)準(zhǔn)第1號修改單相關(guān)規(guī)定，該房屋抗震設(shè)防烈度為7度，其抗震設(shè)防類別屬標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(簡稱丙類)。根據(jù)GB 50023-2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[5]，按A類建筑抗震鑒定方法對其進(jìn)行鑒定。

(1)該房屋僅在第5層設(shè)有圈梁，不滿足GB 50023-2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[5]第5.2.4條的相關(guān)要求。

(2)該房屋部分縱橫墻砌筑方式不當(dāng)，未見有效拉結(jié)措施，不滿足GB 50023-2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[5]第5.2.5條的相關(guān)要求。

(3)該房屋部分窗間墻寬度為490 mm，不滿足GB 50023-2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[5]第5.2.8條的相關(guān)要求。

根據(jù)以上鑒定情況，該房屋結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀的綜合抗震能力不滿足GB 50023-2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[5]的相關(guān)要求。

6 綜合分析及建議

根據(jù)現(xiàn)場檢查情況和鑒定結(jié)論，該房屋墻體砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度小于2.0 MPa，不符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50003-2011《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[6]第3.1.3條的要求。按照GB 50292-1999《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[1]第4.4.2條和第6.3.6條的規(guī)定， 該房屋安全性等級評定為Dsu級，且其結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀下的綜合抗震能力也不能滿足GB 50023-2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[5]的要求，建議立即對該房屋采取措施。

若該房屋需繼續(xù)使用，對其加固時(shí)應(yīng)遵循以下原則：

(1)參照國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)對砌體強(qiáng)度的評定原則，砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值第1、第2層可取為1.13 MPa，第3～5層可取為0.82 MPa，該房屋加固設(shè)計(jì)或承載力復(fù)核時(shí)砌體強(qiáng)度可按此強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。

(2)根據(jù)荷載試驗(yàn)結(jié)果，預(yù)制混凝土樓板的使用荷載不應(yīng)大于2.5 kN/m2。

(3)建議對木屋架腐朽嚴(yán)重的桿件進(jìn)行更換，對銹蝕的鋼構(gòu)件進(jìn)行除銹防銹處理。

(4)采取措施對存在裂縫的墻體進(jìn)行加固和補(bǔ)強(qiáng)處理。

(5)該房屋已正常使用近60年，現(xiàn)場檢側(cè)的過梁及樓板混凝土的碳化深度為6～9 mm，按原保護(hù)層厚度15 mm估算。地上部分加固后使用年限可達(dá)30 a，但地下室頂板已出現(xiàn)保護(hù)層銹脹開裂的現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行加固及耐久性處理。

(6)根據(jù)改造后的使用功能確定建筑的防火等級、防火分區(qū)等，采取相應(yīng)的防火措施。

加固應(yīng)按照J(rèn)GJ 116-2009《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》、GB 50367-2006《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB 50702-2011《砌體結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)要求執(zhí)行。

[1] GB 50292-1999 民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] GB 50367-2006 混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] GB 50223-2008 建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4] GB 18306-2001 中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖[S].

[5] GB 50023-2009 建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[6] GB 50003-2011 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

唐清山(1984～),男,工程師,本科,主要從事建筑結(jié)構(gòu)鑒定及加固研究。

TU746.3

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[定稿日期]2017-02-03