閑置建筑再利用的安全、耐久性檢測鑒定及處理措施

宋娟SONG Juan；劉飛LIU Fei

（①貴陽市工程設計質量監(jiān)督站，貴陽 550000；②貴州中建建筑科研設計院有限公司，貴陽 550006）

0 引言

近十余年來，中國快速發(fā)展，城市化催生出縱多基礎設施、住宅、購物中心及辦公大樓。近年來，在社會產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整的大背景下，因為不同的原因導致這些建筑都面臨同樣一個結果，即被閑置。城市中心區(qū)出現(xiàn)大量閑置、爛尾樓高層建筑。政府更多的是保留一些有文物價值的舊建筑，而其余的都會拆除，然而在各種階層、各種風格的舊建筑都會被改造再利用，來更好地為人民服務。不僅僅是具有文物價值的建筑才值得被保留，而是每個時期的每種不同風格的建筑都有它存在的合理性和建筑本身所承載的文化價值。當下，城市對閑置建筑的更新已相當急迫，利用改造再利用的手段使其新生相比拆舊造新，更能體現(xiàn)出其經(jīng)濟性、環(huán)保性、歷史性，是促使城市良性發(fā)展的有力手段。[1-2]因此根據(jù)舊建筑的類型、特點，具體分析結構現(xiàn)狀存在的問題、解決問題顯得尤為重要。

1 工程概況

某項目為框剪結構，位于貴州省貴陽市南明區(qū)花溪大道北段16 號，項目原設計為兩棟建筑高度相同的雙子塔（東樓及西樓），建筑層數(shù)均為地下一層，地上二十九層，其中地下一層為車庫，地上1-3 層為裙房商業(yè)，4-29 層為塔樓。項目現(xiàn)狀為西樓施工到二十七層，東樓施工到八層?，F(xiàn)狀建筑面積為33124.69m2，基礎采用人工挖孔灌注樁。建筑抗震基本烈度為6 度，抗震設防烈度為6 度，框架和抗震墻的抗震等級為二級。

2 檢測原因

該建筑物因閑置多年，現(xiàn)需重新啟動使用，功能提升，故對建筑結構按照現(xiàn)行相關規(guī)范要求進行檢測鑒定，確保后續(xù)使用的安全性、耐久性。

3 上部主體結構檢測內(nèi)容

經(jīng)檢查，樓（屋）面板上無異常堆載，目前周邊沒有振動源，上部主體結構相關的檢測工作：

經(jīng)現(xiàn)場檢測，該建筑為高層雙塔框剪結構，對建筑結構和構件變形、材料強度、構件截面尺寸、混凝土構件鋼筋隱蔽情況等數(shù)據(jù)進行采集，根據(jù)實際數(shù)據(jù)采用結構計算軟件YJK 進行計算。

4 上部主體結構檢測結果

4.1 建筑結構和構件變形檢測

采用J2-2 型經(jīng)緯儀測量該建筑的垂直度；經(jīng)檢測，目前該建筑塔樓傾斜量最大為30mm，小于規(guī)范中建筑垂直度限值的規(guī)（H/300=313mm），所檢梁、板撓度值均在規(guī)范的允許范圍內(nèi)，符合規(guī)范要求。

4.2 混凝土強度檢測

采用回彈法對柱、梁混凝土抗壓強度進行檢測，因回彈數(shù)據(jù)存在有異常情況，故則采用鉆芯取樣法進行修正。經(jīng)現(xiàn)場檢測并修正后，建筑部分混凝土構件強度未達到原設計強度等級的要求，且存在個別構件強度低于規(guī)范最低強度C20 要求。

4.3 混凝土構件碳化深度檢測

采用碳化深度檢測卡尺對梁、柱、墻構件混凝土碳化深度進行檢測；經(jīng)檢測，該建筑柱、墻構件混凝土碳化深度平均值在15mm～50mm 之間；梁構件混凝土碳化深度平均值在20mm～40mm 之間。

4.4 混凝土構件鋼筋隱蔽檢測

采用鋼筋掃描儀、游標卡尺等抽檢柱、梁、板鋼筋配置情況，并對部分構件局部鑿開保護層驗證。經(jīng)現(xiàn)場檢測部分混凝土構件鋼筋存在銹蝕情況，甚至混凝土墻主筋、樓面板板底主筋、銹蝕嚴重，截面銹損率超過15%。具體詳見圖1、圖2。

圖1 鋼筋銹蝕圖

圖2 鋼筋銹蝕圖

4.5 混凝土構件尺寸偏差檢測

采用鋼卷尺、激光測距儀、樓板測厚儀等抽檢構件截面尺寸。經(jīng)檢測，該建筑梁、柱及墻混凝土結構構件的尺寸與偏差滿足原設計及規(guī)范要求。

4.6 上部承重結構的裂縫及缺陷檢測

建筑上部承重結構的裂縫及缺陷情況如下：梁柱節(jié)點、樓面板板底出現(xiàn)混凝土澆筑不密實，出現(xiàn)局部孔洞；混凝土梁、柱及板出現(xiàn)箍筋外露，銹蝕嚴重，截面銹損率超過15%；梁構件主筋截斷。具體上部主體結構部分構件安全性不滿足要求；混凝土構件剩余耐久年限較短。

4.7 建筑結構承載力驗算

根據(jù)檢測結果，依據(jù)荷載規(guī)范進行荷載取值，并結合改變使用功能后荷載實際布置情況，采用結構分析軟件進行建模驗算分析，將驗算結果與實際配筋檢測結果進行校核對比后可知，該建筑混凝土構件柱抗力與效應比≥1.0，滿足規(guī)范要求；個別梁構件的抗力與效應比小于0.95，不滿足規(guī)范要求。建筑模型圖詳見圖3。

圖3 建筑驗算模型圖

5 地基基礎檢測結果

采用鉆芯法抽檢樁基礎混凝土強度及判定鑒別基礎底持力層巖土性狀；根據(jù)芯樣長度、提取率、表面情況判斷基礎、基巖完整性；本次所檢樁基基礎的持力層中風化白云巖：灰白色，巖芯主要呈碎塊狀，少量呈短柱狀，滿足設計和規(guī)范要求；基礎底部持力層5m 范圍內(nèi)，無危害工程安全性的不良地質現(xiàn)象存在，滿足設計要求，具體詳見表1。

表1 鉆芯檢測結果一覽表

6 耐久性檢測結果及評估分析

該建筑屬于一般結構，宜以混凝土保護層銹脹開裂的時間作為耐久性失效的時間。根據(jù)對該建筑混凝土碳化、鋼筋銹蝕、保護層實測厚度、環(huán)境影響等情況的現(xiàn)場綜合檢測結果，依據(jù)規(guī)范中相關計算及規(guī)定對該建筑混凝土結構耐久性進行評估鑒定。梁、柱類構件按保護層銹脹開裂評估其耐久年限，根據(jù)混凝土強度推定值和保護層厚度實測值按表2、表3 進行評估；根據(jù)對該建筑混凝土碳化、鋼筋銹蝕、環(huán)境影響等情況的現(xiàn)場綜合檢測分析。

6.1 混凝土柱、墻類構件

按該建筑修建時間為1994 年，柱強度推定實測值28.6MPa～48.6MPa，實測碳化深度平均值為碳化深度平均值為15mm～48mm，鋼筋保護層厚度實測平均值為20mm～107m，個別柱構件出現(xiàn)鋼筋局部露筋、鋼筋銹蝕情況。

依據(jù)表2、表3 進行線性內(nèi)插計算后可知，該建筑柱、墻構件按保護層銹脹開裂評估的混凝土結構的耐久年限為40～50（年）。依據(jù)鑒定標準相關規(guī)定：結構或構件的剩余耐久年限為評估的耐久年限扣除已使用年限，該建筑建成至今已使用28 年，按照上述方法對該建筑混凝土柱、墻構件剩余耐久年限為12～22 年。

6.2 混凝土梁、板類構件

按該建筑修建時間為1994 年，梁、板強度推定實測值16.4MPa～46.2MPa，實測碳化深度平均值為碳化深度平均值為20mm～40mm，鋼筋保護層厚度實測平均值為20mm～40m，多數(shù)梁、板構件出現(xiàn)鋼筋局部露筋、鋼筋銹蝕情況。

依據(jù)表2、表3 進行線性內(nèi)插計算后可知，該建筑梁、板構件按保護層銹脹開裂評估的混凝土結構的耐久年限為30～50（年）；依據(jù)鑒定標準相關規(guī)定：結構或構件的剩余耐久年限為評估的耐久年限扣除已使用年限，該建筑建成至今已使用28 年，按照上述方法對該建筑混凝土梁、板構件剩余耐久年限為2～22 年。

表2 一般大氣環(huán)境下梁、柱類構件按保護層銹脹開裂評估的耐久年限

表3 一般大氣環(huán)境下板、墻類構件按保護層銹脹開裂評估的耐久年限

綜合檢測結果，該建筑混凝土梁、板構件剩余耐久年限為2～22 年；柱、墻構件剩余耐久年限為12～22 年；存在個別構件剩余耐久年限較短的情況，不滿足耐久性要求。

7 安全性鑒定結果分析

7.1 地基基礎鑒定

經(jīng)檢測，該建筑基礎為上部結構未發(fā)現(xiàn)因地基及基礎沉降而導致的開裂、破損等現(xiàn)象。地基基礎的安全性滿足安全使用要求。

7.2 上部承重結構

根據(jù)驗算該建筑多數(shù)構件承載能力滿足要求；經(jīng)檢測結構整體性完整，構造滿足規(guī)范要求，且未存在影響結構安全的變形與位移，未出現(xiàn)受力裂縫，局部構件存在保護層局部脫落、露筋、鋼筋銹蝕等情況，依據(jù)鑒定標準上部承重結構的安全滿足使用要求，局部構件需要進行處理。

綜合鑒定結構，該建筑安全性滿足使用要求，局部構件需要采取處理措施。

8 處理措施

該建筑承載力不滿足要求的混凝土梁構件粘貼碳纖維進行加固處理；對梁柱中心線偏心大于1/4 柱寬的梁，采用水平加腋進行處理；對建筑出現(xiàn)露筋、鋼筋銹蝕的混凝土構件、保護層不足的構件，采用聚合物砂漿或專用修復砂漿進行耐久性封閉處理，確保構件耐久性，以滿足后續(xù)使用要求；對其余未出現(xiàn)鋼筋銹蝕及損傷的構件，應采用適當?shù)姆椒▽δ途眯赃M行處理，確保后續(xù)使用年限。

9 結論

該建筑主要存在的問題為因閑置時間較長，長時間處于潮濕環(huán)境，未施工完的構件長時間外露、保護層不足導致其鋼筋銹蝕嚴重，影響其混凝土強度及耐久性，耐久性有明顯損失，部分已經(jīng)涉及結構損傷[3]；本文通過研究既有閑置建筑出現(xiàn)的問題，解決了房屋存在的安全隱患，為相關工程提供參考。