混凝土框架結構房屋的質量檢測及抗震鑒定

張澤涵

(安徽省建設工程測試研究院有限責任公司，安徽 合肥 230000)

目前，隨著我們國家經(jīng)濟的高速發(fā)展，建筑行業(yè)的不斷進步，人們對房屋的要求也不斷提高，由于很多建筑原本的空間無法符合人們的需求，所以對房屋開展擴建工作。但是，在開展房屋擴建工作之前，需要對結構進行質量檢測，房屋的質量檢測技術是建筑物鑒定的主要技術，檢測的水平會很大程度影響到房屋擴建工作的安全性。混凝土框架結構因具有可以較靈活地配合建筑平面布置、結構的整體性、剛度較好和施工工期短等優(yōu)點而被廣泛運用在當代房屋建筑中，然而混凝土結構在使用過程中，受外力、自重等因素的影響，結構存在產(chǎn)生裂縫或其他損傷的情況，所以必須對混凝土框架結構房屋開展檢測工作。

1 質量檢測和抗震鑒定要點

1.1 質量檢測要點

質量檢驗是質量控制工作的重要組成部分，其是指采用可能的質量檢測方法對房屋建筑開展檢測工作，將檢測結果和質量標準進行對比，進而確定房屋結構是否符合規(guī)范要求。因此，質量檢測主要是為了保證房屋建筑是否合格，防止一些不達標建筑對人們的居住安全性產(chǎn)生危害。一般來說，質量檢測中需要采用較高的檢測技術，所以質量檢測又稱作技術檢測。

隨著我們國家建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對于房屋建筑質量的重視程度與日俱增，基于質量檢測工作，從而保證房屋建筑的使用安全性逐漸成為了建筑安全管理工作的主要內容。在目前的質量檢測工作中，主要的檢測內容有現(xiàn)場檢查、材料強度檢查、傾斜角檢查、外殼損壞檢查等，而常用的質量檢測方法有外觀觀察法、工具測量法、物理試驗法、無損檢測法和破損檢測法等。主要的房屋建筑質量檢測內容如下。

1)開展現(xiàn)場檢測工作。首先應該通過現(xiàn)場調查初步了解到房屋的損傷程度，主要關注構件的裂縫或損傷、房屋相對不均勻沉降和傾斜情況等。

2)開展材料強度檢測工作。相關工作人員可以基于回彈法對混凝土強度進行檢測，從而確保檢測質量。檢測工作要嚴格按照《建筑結構檢測技術標準》(GB/T 50344—2019)的要求進行開展，混凝土框架結構中的梁、柱都是應該檢測其混凝土強度的。此外，由于在實際的檢測工作過程中可能會遇到一些不可控因素，導致無法正常開展工作。因此，在這種情況下，可以通過使用在施工時預留的混凝土試件進行檢測工作，同時需要確保該試件的所有條件與房屋建筑中的混凝土相一致。

3)開展房屋傾斜檢測工作。在該項工作中，需要使用經(jīng)緯儀和水準儀對房屋建筑的傾斜度和沉降量進行檢測。通過檢測得到的數(shù)據(jù)，對房屋變形敏感部位進行分析。

4)開展損傷檢測工作。基于現(xiàn)場檢測得到的結果，便能夠進行房屋結構的損傷檢測工作，該項檢測的關注點在于節(jié)點、框架梁、樓梯的裂縫,同時，檢測的結果應該在損傷分布圖中體現(xiàn)。

1.2 抗震鑒定要點

地震災害會極大地損害房屋建筑結構，影響到其安全性。為了能夠降低地震對房屋建筑的損壞程度，使地震的防治措施更加的科學，必須在房屋建筑施工中做好抗震鑒定工作，進而制定出防震措施。抗震鑒定指的是基于建筑物的抗震規(guī)范要求，對房屋建筑的抗震性能開展鑒定工作。抗震鑒定的結果可以為房屋建筑結構的改善提供一定的參考，進而提高建筑結構的抗震能力，確保房屋的安全性和使用耐久性。在一般情況下，在開展房屋建筑抗震鑒定工作過程中，既可以基于房屋構造鑒定，對抗震能力進行綜合的評估，也可以基于精確地抗震承載力計算，對房屋建筑的關鍵部位的抗震性能進行評估。

目前，針對混凝土框架結構房屋的抗震鑒定的主要工作分為抗震構造措施和抗震承載力驗算。具體的鑒定內容如下。

1)開展抗震構造措施鑒定工作。這一項鑒定工作必須嚴格按照《建筑抗震設計規(guī)范》(GB 50011—2010)相關要求進行，鑒定的內容主要有房屋結構體系、混凝土材料、鋼筋配置情況、填充墻與主體結構的連接等情況，同時在鑒定工作中，必須嚴格按照現(xiàn)行規(guī)范進行操作。

2)開展抗震承載力驗算工作。這項工作的主要內容為對結構的變形、框架梁柱進行驗算，驗算過程中需要根據(jù)樓屋面荷載、墻體荷載、地震作用等一些常見的荷載進行計算分析。

2 案例分析一

2.1 結構概況

案例一的研究對象為混凝土框架結構廠房，其總面積為5000m。近年來，隨著工廠規(guī)模的不斷擴大，原來的廠區(qū)面積已不能符合現(xiàn)實的要求，因此需要對現(xiàn)有廠房開展改造工作。在確保廠房結構安全的同時，增加廠房的荷載承受能力，完成對廠房科學的擴建工作。因此，基于有關規(guī)范要求，必須對廠房開展質量檢測和抗震鑒定工作，對廠房的安全性、使用性和抗震性等性能進行詳細的研究分析，制定出可靠的改造方案。

2.2 質量檢測

質量檢測是一項綜合檢測工作，涵蓋的內容很多，本案例具體的質量檢測內容和工作細節(jié)如下。

1)結構體系檢測。通過對廠房進行現(xiàn)場調查，得知該廠房的主要結構為混凝土框架結構，廠房地上和地下的層數(shù)分別為4層和1層。廠房目前的整體結構情況良好，并且在建筑完成之后沒有對其開展任何的改造工作。

2)傾斜度檢測。在開展房屋建筑的傾斜度檢測工作過程中，基本是采用高精度且便于使用的全站儀來檢測房屋建筑的關鍵節(jié)點。為了確保傾斜度檢測工作的完成質量，必須做好開展工作前的準備工作，包括全站儀找準、選取合適的檢測點和熟悉儀器操作等事宜。根據(jù)結果可知：本案例中的廠房的最大傾斜度為0.69%，滿足國家規(guī)范中傾斜度的要求。

3)開展損傷檢測工作。本案例中廠房的竣工時間為2014年，使用的總時間還沒有超過十年，因此在進行現(xiàn)場檢測時，沒有發(fā)現(xiàn)建筑結構出現(xiàn)大面積的損傷；建筑中的主要承重結構沒有出現(xiàn)明顯的損傷和鋼筋生銹現(xiàn)象；墻體局部出現(xiàn)了少量的裂縫，然而并沒有出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象。建筑外觀質量較好，沒有明顯的變形，經(jīng)過嚴格的沉降量檢測，房屋建筑的不均勻沉降量符合相關規(guī)范的要求。

4)開展材料強度檢測工作。在開展該項工作過程中，為了減少質量檢測對建筑結構安全造成的影響，使用無損檢測技術進行強度檢測。作為在檢測工作中常見的無損檢測技術，超聲-回彈法在開展材料強度檢測工作中表現(xiàn)的效果良好。在本次案例中，基于超聲-回彈法檢測技術得知，廠房一層到四層，超聲均值大致在4.38～4.66，回彈均值大致在38～51，強度換算值大致在41.07～61.34，因此，混凝土強度的均值推斷為45.89MPa，通過嚴格的計算，混凝土強度值為31.21MPa，滿足混凝土強度設計要求。

2.3 抗震鑒定

本案例的抗震鑒定分析，需要基于相關規(guī)范設計要求，其主要的鑒定內容和結果如下。

1)開展結構質量宏觀鑒定工作。基于相關的抗震設計規(guī)范，從宏觀的角度鑒定了房屋結構的外在和內在質量，根據(jù)鑒定結果得知，本案例中建筑結構的內在和外在的質量都滿足規(guī)范要求。例如，框架梁、柱和關鍵節(jié)點都沒有出現(xiàn)顯著的裂縫、鋼筋外漏、鋼筋生銹等情況；墻體沒有出現(xiàn)裂縫；建筑的主體結構沒有明顯的變形。

2)開展基礎承載力分析工作。基于房屋建筑的相關資料得知，本文案例中的廠房的基礎是以預應力高強度混凝土樁為主。根據(jù)PKPM軟件驗算了基礎承載力，根據(jù)計算結果得知，廠房在改造后其樁基的承載力已經(jīng)無法滿足要求，應該對其采取加固措施。

3)開展抗震措施分析工作。基于設計規(guī)范得知，本案例中的房屋建筑在完成改造之后是乙類建筑，根據(jù)當?shù)亟ㄖ拐鹨螅梢蕴岣呓ㄖ目拐鸬燃墸㈣b定改造之后的房屋的抗震能力。在鑒定工作中，需要鑒定的內容有：結構布置、材料檢測、鋼筋布置、框架梁、柱尺寸等。根據(jù)鑒定結果可知，在完成擴建之后的廠房部分的框架柱不能很好地符合規(guī)范中的抗震要求，需要進行加固處理。

4)開展構件抗震承載力驗算工作。根據(jù)現(xiàn)場檢測的數(shù)據(jù)和設計圖紙，利用PKPM軟件驗算結構的抗震承載力。根據(jù)計算結構，該廠房部分構件承載力不滿足要求，部分框架柱的軸壓比不滿足要求。

2.4 加固措施

基于嚴格的質量檢測和抗震鑒定得知，房屋建筑的一些框架梁、柱的鋼筋的實際配置量要低于計算量，一些框架柱的軸壓比很高，基礎的樁基反作用力大于樁基的承載力。基于此，應該選擇合理的加固方法進行加固。例如，采用碳纖維布加固技術對有問題的框架梁柱進行處理；增加混凝土柱的構件截面面積；在混凝土樓板中使用H型鋼，進而調整建筑的受力體系，改善建筑的抗震性能；加固基礎，從而提升房屋基礎的抗壓承載力。

3 案例分析二

3.1 結構概況

本案例的研究對象為建成于2012年的一個混凝土框架結構房屋，該建筑屬于丙類建筑，整體呈不規(guī)則形狀。該建筑一共有兩層，建筑總高度為10m，建筑的總面積為1000m，其與地面的高度差為0.5m。根據(jù)實際需要，該建筑的使用功能發(fā)生改變，需對其進行改建。在改建之前要對建筑物開展質量檢測和抗震鑒定工作。

由于委托方保管不當，相關房屋結構的設計圖紙已丟失。為了便于后續(xù)的檢測工作，需要對樓板厚度、柱尺寸和梁尺寸進行檢測。通過詳細的檢測得知：該房屋的結構體系為框架結構，樓板為混凝土現(xiàn)澆板，樓板厚度為120mm。框架結構中柱尺寸是400×400mm，梁的尺寸一共有三種，分別為：300×500mm、300×650mm和300×600mm。此外，經(jīng)過現(xiàn)場調查得知，房屋結構的質量較好，沒有出現(xiàn)明顯的損傷情況(見圖1)。

圖1 測繪施工現(xiàn)場圖

3.2 質量檢測

在開展房屋質量檢測工作中最重要的環(huán)節(jié)是現(xiàn)場檢測。現(xiàn)場檢測的工作內容主要有結構變形檢測、傾斜度檢測、損傷檢測、材料強度檢測等。具體的工作細節(jié)和結果如下。

1)開展基礎檢測工作。在該項工作中，應該使用局部開挖的手段，這樣可以防止影響到建筑的整體安全性。此外，還要確定基礎埋深和尺寸。在通常情況下，設計圖中會給出基礎埋深和尺寸，但是由于本案例中房屋的圖紙出現(xiàn)了丟失的情況。因此，應該首先進行現(xiàn)場檢測工作，確定基礎布置情況，然后明確基礎埋入的深度和尺寸大小。在基礎開挖后，應將基礎晾曬一段時間，在保證其干燥狀態(tài)下，通過回彈法檢測基礎混凝土的實際強度。

2)開展傾斜度檢測工作。在該項工作中，可以采用全站儀對房屋的各個方向的傾斜度進行測量，并且將測量得到的數(shù)據(jù)記錄下來。根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，分析房屋敏感部位的傾斜程度。

3)開展抽樣檢測工作。在該項工作中，可以使用抽樣檢測的手段對構件的變形開展檢測工作。例如，在對框架梁撓度的測量工作中，便可以使用抽樣檢測的方法，并且可以基于全站儀選取大跨度框架梁作為研究對象。同時，選取部分同類別的結構構件，通過現(xiàn)場鑿除混凝土的方式，檢測實際的鋼筋配置。

4)開展房屋無損檢測工作。在該項工作中，需要對房屋建筑的外立面和內部各構件進行詳細的檢測，并將檢測結果記錄下來。

5)開展材料強度檢測工作。隨機抽取部分混凝土構件，首先在每層抽取的混凝土構件的一豎向側面，隨機鑿去表面粉刷的裝飾層至露出原狀混凝土結構面層，再對混凝土表面清理平整并保證干燥狀態(tài)，采用回彈法檢測結構混凝土抗壓強度。

3.3 抗震鑒定

本案例的抗震鑒定分析，需要基于相關規(guī)范設計要求。根據(jù)相關的鑒定結果得知：該房屋的規(guī)定使用年限為40年，抗震烈度為7度，框架梁柱內的鋼筋布置量和構件的抗震構造并不滿足有關的規(guī)范要求。例如，某些夾層的剛度不滿足要求，因此，要對房屋建筑采取相應的加固措施。在開展上部結構承載力驗算工作中，需要使用相關的計算軟件對結構進行計算。但是在計算的過程中，需假設建筑的損傷部分已經(jīng)得到修復。在該項工作中，混凝土等級取為C35，鋼筋的配置根據(jù)現(xiàn)場檢測采用；框架梁和框架柱的保護層厚度分別為30mm和40mm。根據(jù)PKPM軟件驗算可知，該房屋部分框架梁的箍筋配置不滿足抗震鑒定規(guī)范要求，部分框架梁和框架柱的主筋配筋量也不滿足計算要求，因此，必須對該房屋開展加固工作。

3.4 加固措施

1)基于增大截面法加固法對一層柱開展加固工作。其主要的操作方法是在柱的周圍增設鋼筋和混凝土，從而使截面面積增大，從而很好的提升框架柱的強度。新增的混凝土和鋼筋需滿足計算要求和相關規(guī)范的構造要求。此外，對部分框架柱采用外包鋼加固法，通過將鋼板和角鋼外包于混凝土構件的表面，能達到加固和增強原結構強度和剛度的目的，對構件裂縫開展及撓度發(fā)展也有抑制作用。

2)為了解決框架梁和屋面梁因配筋不夠導致構件承載力不足的情況，可以使用碳纖維加固的方法進行解決。因為碳纖維的抗拉能力很強，可以與框架梁形成一個整體，從而共同承受力的作用，進而提升框架梁的承載力。同時，碳纖維自身彈性模量高，加固后對溫度裂縫、銹脹裂縫等細微變形有著較好的控制作用。

3)為了修復框架梁、柱、板中出現(xiàn)的裂縫，可以使用灌漿的方法修復。在實際的修復過程中，需要注意的是：應該合理地調配膠液，在修復過程中如果產(chǎn)生裂縫不吸膠的情況，那么需要嚴格調查灌漿是不是對正了裂縫，同時需要注意溫度的變化，避免后續(xù)無法達到預期的修復效果。

4 結語

綜上所述，對混凝土框架結構房屋開展質量檢測和抗震鑒定有著很大的應用和經(jīng)濟價值，值得廣泛推廣。在實際的檢測鑒定工作中，應該結合混凝土框架結構房屋的現(xiàn)狀，基于國家制定的相關規(guī)范，嚴格按照相關規(guī)定進行質量檢測和抗震鑒定工作。同時，根據(jù)本文提出的檢測鑒定要點，最大程度上提高檢測和抗震鑒定的實用性，為房屋建筑的擴建和加固提供參考建議。