混凝土房屋結(jié)構(gòu)檢測及加固設(shè)計研究

劉 婷 嚴仁章

(重慶交通大學(xué) 重慶 400074)

一、引言

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的意義，是利用結(jié)構(gòu)的綜合性能，來達到使建筑牢固、安全、可靠的目的，讓建筑能夠安全、舒適的為人所服務(wù)[1]。近些年，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和“一帶一路”政策的實施，我國房屋建設(shè)規(guī)模不斷擴大。但是房屋結(jié)構(gòu)在實際使用過程中與設(shè)計預(yù)想有很大的不同，這也是實際工程的復(fù)雜性和難點。建筑的使用條件、環(huán)境條件的變化，影響建筑物的舒適、安全以及正常使用，迫切需要對其進行房屋檢測、結(jié)構(gòu)可靠性鑒定，以及對其進行相應(yīng)的加固處理[2]。

二、房屋檢測和加固的目的

在對房屋建筑進行設(shè)計時，需要考慮多種因素，如在施工過程中可能用的建筑材料和使用的施工技術(shù)等，這一切都與房屋質(zhì)量息息相關(guān)。在房屋建設(shè)完成后，會遭受來自然環(huán)境和人類活動的影響，當影響超過房屋承受范圍時，便會對房屋產(chǎn)生傷害，進而影響房屋建筑的實際使用壽命，如房屋傾斜、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定和墻體開裂等現(xiàn)象。面對這些情況，需要對房屋結(jié)構(gòu)進行檢查，采取相應(yīng)的加固措施，降低房屋的安全隱患，提高房屋使用質(zhì)量，為居住者提供安全舒心的居住環(huán)境。

三、工程實例

本文以某高校教學(xué)樓為例，以民用混凝土框架結(jié)構(gòu)為研究對象，對該房屋問題及相應(yīng)的加固設(shè)計展開研究分析。該教學(xué)樓于1981修建，距今約有39年,結(jié)構(gòu)形式為七層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，無地下室，地上建筑分為5棟，每棟樓之間設(shè)有變形縫。因該教學(xué)樓使用時間較長，其間經(jīng)歷了多起地震，且該樓在設(shè)計時采用《混凝結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》74版本，該規(guī)范對鋼筋混凝土的最小保護層厚度、抗剪鋼筋的布置、結(jié)構(gòu)抗震的有關(guān)規(guī)程與我國目前使用的最新規(guī)范有些許的差別，為檢測其是否符合現(xiàn)行規(guī)范抗震要求以及鑒定該建筑現(xiàn)階段的使用性，故對該教學(xué)樓進行檢測。

(一)上部結(jié)構(gòu)檢測

通過對房屋主體結(jié)構(gòu)進行現(xiàn)場檢測，樓梯為現(xiàn)澆板式結(jié)構(gòu)，房屋框架柱、梁為主要承重結(jié)構(gòu)，樓板均為預(yù)制空心板，樓頂屋面為上人平屋面。上部結(jié)構(gòu)受力體系明確，傳力路徑清晰。上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件檢查的內(nèi)容主要包括非承重墻、混凝土柱、梁以及屋蓋等構(gòu)件的檢查。

在墻體檢查中發(fā)現(xiàn)，房屋內(nèi)外填充墻厚均為240mm，墻體材料均為普通燒結(jié)磚，多為縱墻斜裂縫，其中第一層裂縫已延伸至基礎(chǔ)。對結(jié)構(gòu)各層混凝土梁、柱的構(gòu)造連接及裂縫生長、構(gòu)件破損情況進行了檢查，未發(fā)現(xiàn)混凝土構(gòu)件開裂和存在過大變形等異常現(xiàn)象。

(二)維護結(jié)構(gòu)檢測

對屋面進行現(xiàn)場檢查，其主要病害為女兒墻處的構(gòu)造柱破損、露筋、銹脹，女兒墻壓頂破損、殘缺、有裂縫。此外，屋面存在積水、排水不暢、泄水管堵塞、草木滋生，泥土堆積等現(xiàn)象。對門窗進行檢查發(fā)現(xiàn)，每層樓梯處窗戶均銹蝕及局部缺失。在進行防水檢查時，由于排水管破損，導(dǎo)致屋面排水不暢，且屋面積水沿墻體下滲，導(dǎo)致墻體水漬，滋長青苔。

(三)幾何尺寸測量

本次檢測對結(jié)構(gòu)的主要尺寸進行復(fù)核。由于受檢測條件限制，尺寸測量的主要內(nèi)容為填充墻尺寸、梁柱尺寸及保護層厚度、鋼筋間距。檢測時，采用鋼卷尺及非金屬板厚度測試儀等測量工具進行填充墻尺寸檢測，采用鋼筋掃描儀探測混凝土構(gòu)件截面尺寸，使用回彈法檢測混凝土的強度大小，采用中緯ZT20R全站儀免棱鏡方法測量垂直度。檢測發(fā)現(xiàn)，該教學(xué)樓的結(jié)構(gòu)顯著影響承載能力，為確保該建筑物安全使用，建議選取合理的加固方案，對該建筑屋面構(gòu)造柱、女兒墻壓頂?shù)炔课贿M行加固及修繕處理。

四、加固辦法

(一)構(gòu)造柱加固方法選定

屋頂構(gòu)造柱混凝土在常年雨水侵蝕中已經(jīng)嚴重損傷、侵蝕、銹脹、破損，混凝土強度顯著下降，存在嚴重缺陷，不能滿足設(shè)計要求。并且考慮到該教建筑正在使用中，為了避免對周邊行人、工作以及生活產(chǎn)生較大影響，并且保證加固效果，屋面構(gòu)造柱采用置換混凝土加固的方法進行加固。此次采用的置換構(gòu)造柱的混凝土的加固法需要將有病害或者承載能力較低的混凝土剔除并達到一定深度，重新澆筑同品種但等級較高的的混凝土進行增強，使原構(gòu)件的承載力得到恢復(fù)，讓構(gòu)造柱能夠正常、安全、有效的繼續(xù)發(fā)揮作用。

(二)女兒墻加固方法選定

屋頂女兒墻壓頂經(jīng)過長年風(fēng)化、雨水侵蝕等，其混凝土強度已經(jīng)降低，并產(chǎn)生裂縫，局部地方殘缺。女兒墻壓頂?shù)墓δ苁怯脕韷鹤∨畠簤ΓＷC女兒墻具有一定強度的連續(xù)性和整體性，所以不屬于主體結(jié)構(gòu)。并且考慮到該教建筑正在使用中，為了避免對周邊行人、工作以及生活產(chǎn)生較大影響，并且保證加固效果，所以采用增大截面法對其進行加固處理。

五、施工流程及注意事項

(一)構(gòu)造柱加固施工要點[3-6]

1.按照規(guī)定的方法、步奏和要求進行剔除原混凝土，避免損傷其他尚好的鋼筋。若意外損傷了原有的尚好的鋼筋，應(yīng)立即停止下一步操作，并研究相應(yīng)的技術(shù)解決方法，處理完畢后方能開展下一步操作。

2.在澆筑混凝土之前，應(yīng)當按照設(shè)計圖紙及其要求，對原來已經(jīng)銹蝕的鋼筋進行除銹，不能繼續(xù)使用的鋼筋進行替換，仔細安裝并且焊接需要補配的鋼筋及其箍筋；如果焊接的時候意外對原鋼筋造成了損傷，應(yīng)當立即停止下一步操作，研究并給出相應(yīng)的技術(shù)解決方法，處理完畢才能開展下一步操作。

(二)女兒墻加固施工要點

在增大截面法加固女兒墻壓頂時，為保證新舊混凝土形成良好的粘結(jié)，共同工作，必須要對新舊混凝土的粘結(jié)面進行處理，比如清除抹灰、剔除不符合要求的混凝土等等，防止粘膠劑和被粘結(jié)的表面產(chǎn)生隔層，減低粘結(jié)效果。清潔方法有水清潔、毛刷清潔、火焰清潔及洗滌劑清潔等[7]。

六、結(jié)論

本文以既有民用建筑中的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)為實例工程開展相應(yīng)的研究分析，展開對民用建筑安全性鑒定方法及加固技術(shù)的研究和分析。得到以下結(jié)論：

(1)實例工程應(yīng)用的結(jié)果表明，新版《民用建筑可靠性鑒定標準》對既有建筑的檢測鑒定是科學(xué)合理的，其對構(gòu)件劃分等闡述精煉，結(jié)果可靠性高，結(jié)論與實際工程比較符合。

(2)對既有建筑進行安全性鑒定是一項技術(shù)含量高、責(zé)任重大而且非常復(fù)雜的工作，實際工程中出現(xiàn)的問題太多，而且問題多樣，需要對工程有非常清楚的了解和認識，參與鑒定人員需要不斷學(xué)習(xí)先進的知識，不能盲目鑒定。