閑置建筑再利用的安全、耐久性檢測(cè)鑒定及處理措施

宋娟SONG Juan；劉飛LIU Fei

（①貴陽(yáng)市工程設(shè)計(jì)質(zhì)量監(jiān)督站，貴陽(yáng) 550000；②貴州中建建筑科研設(shè)計(jì)院有限公司，貴陽(yáng) 550006）

0 引言

近十余年來(lái)，中國(guó)快速發(fā)展，城市化催生出縱多基礎(chǔ)設(shè)施、住宅、購(gòu)物中心及辦公大樓。近年來(lái)，在社會(huì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的大背景下，因?yàn)椴煌脑驅(qū)е逻@些建筑都面臨同樣一個(gè)結(jié)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(jià)值的舊建筑，而其余的都會(huì)拆除，然而在各種階層、各種風(fēng)格的舊建筑都會(huì)被改造再利用，來(lái)更好地為人民服務(wù)。不僅僅是具有文物價(jià)值的建筑才值得被保留，而是每個(gè)時(shí)期的每種不同風(fēng)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(jià)值。當(dāng)下，城市對(duì)閑置建筑的更新已相當(dāng)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(jì)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(diǎn)，具體分析結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀存在的問(wèn)題、解決問(wèn)題顯得尤為重要。

1 工程概況

某項(xiàng)目為框剪結(jié)構(gòu)，位于貴州省貴陽(yáng)市南明區(qū)花溪大道北段16 號(hào)，項(xiàng)目原設(shè)計(jì)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(kù)，地上1-3 層為裙房商業(yè)，4-29 層為塔樓。項(xiàng)目現(xiàn)狀為西樓施工到二十七層，東樓施工到八層。現(xiàn)狀建筑面積為33124.69m2，基礎(chǔ)采用人工挖孔灌注樁。建筑抗震基本烈度為6 度，抗震設(shè)防烈度為6 度，框架和抗震墻的抗震等級(jí)為二級(jí)。

2 檢測(cè)原因

該建筑物因閑置多年，現(xiàn)需重新啟動(dòng)使用，功能提升，故對(duì)建筑結(jié)構(gòu)按照現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行檢測(cè)鑒定，確保后續(xù)使用的安全性、耐久性。

3 上部主體結(jié)構(gòu)檢測(cè)內(nèi)容

經(jīng)檢查，樓（屋）面板上無(wú)異常堆載，目前周邊沒(méi)有振動(dòng)源，上部主體結(jié)構(gòu)相關(guān)的檢測(cè)工作：

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，該建筑為高層雙塔框剪結(jié)構(gòu)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)和構(gòu)件變形、材料強(qiáng)度、構(gòu)件截面尺寸、混凝土構(gòu)件鋼筋隱蔽情況等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)采用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件YJK 進(jìn)行計(jì)算。

4 上部主體結(jié)構(gòu)檢測(cè)結(jié)果

4.1 建筑結(jié)構(gòu)和構(gòu)件變形檢測(cè)

采用J2-2 型經(jīng)緯儀測(cè)量該建筑的垂直度；經(jīng)檢測(cè)，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(qiáng)度檢測(cè)

采用回彈法對(duì)柱、梁混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，因回彈數(shù)據(jù)存在有異常情況，故則采用鉆芯取樣法進(jìn)行修正。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)并修正后，建筑部分混凝土構(gòu)件強(qiáng)度未達(dá)到原設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的要求，且存在個(gè)別構(gòu)件強(qiáng)度低于規(guī)范最低強(qiáng)度C20 要求。

4.3 混凝土構(gòu)件碳化深度檢測(cè)

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

4.4 混凝土構(gòu)件鋼筋隱蔽檢測(cè)

采用鋼筋掃描儀、游標(biāo)卡尺等抽檢柱、梁、板鋼筋配置情況，并對(duì)部分構(gòu)件局部鑿開(kāi)保護(hù)層驗(yàn)證。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)部分混凝土構(gòu)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(yán)重，截面銹損率超過(guò)15%。具體詳見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 鋼筋銹蝕圖

圖2 鋼筋銹蝕圖

4.5 混凝土構(gòu)件尺寸偏差檢測(cè)

采用鋼卷尺、激光測(cè)距儀、樓板測(cè)厚儀等抽檢構(gòu)件截面尺寸。經(jīng)檢測(cè)，該建筑梁、柱及墻混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸與偏差滿足原設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

4.6 上部承重結(jié)構(gòu)的裂縫及缺陷檢測(cè)

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

4.7 建筑結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，依據(jù)荷載規(guī)范進(jìn)行荷載取值，并結(jié)合改變使用功能后荷載實(shí)際布置情況，采用結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行建模驗(yàn)算分析，將驗(yàn)算結(jié)果與實(shí)際配筋檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行校核對(duì)比后可知，該建筑混凝土構(gòu)件柱抗力與效應(yīng)比≥1.0，滿足規(guī)范要求；個(gè)別梁構(gòu)件的抗力與效應(yīng)比小于0.95，不滿足規(guī)范要求。建筑模型圖詳見(jiàn)圖3。

圖3 建筑驗(yàn)算模型圖

5 地基基礎(chǔ)檢測(cè)結(jié)果

采用鉆芯法抽檢樁基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度及判定鑒別基礎(chǔ)底持力層巖土性狀；根據(jù)芯樣長(zhǎng)度、提取率、表面情況判斷基礎(chǔ)、基巖完整性；本次所檢樁基基礎(chǔ)的持力層中風(fēng)化白云巖：灰白色，巖芯主要呈碎塊狀，少量呈短柱狀，滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求；基礎(chǔ)底部持力層5m 范圍內(nèi)，無(wú)危害工程安全性的不良地質(zhì)現(xiàn)象存在，滿足設(shè)計(jì)要求，具體詳見(jiàn)表1。

表1 鉆芯檢測(cè)結(jié)果一覽表

6 耐久性檢測(cè)結(jié)果及評(píng)估分析

該建筑屬于一般結(jié)構(gòu)，宜以混凝土保護(hù)層銹脹開(kāi)裂的時(shí)間作為耐久性失效的時(shí)間。根據(jù)對(duì)該建筑混凝土碳化、鋼筋銹蝕、保護(hù)層實(shí)測(cè)厚度、環(huán)境影響等情況的現(xiàn)場(chǎng)綜合檢測(cè)結(jié)果，依據(jù)規(guī)范中相關(guān)計(jì)算及規(guī)定對(duì)該建筑混凝土結(jié)構(gòu)耐久性進(jìn)行評(píng)估鑒定。梁、柱類構(gòu)件按保護(hù)層銹脹開(kāi)裂評(píng)估其耐久年限，根據(jù)混凝土強(qiáng)度推定值和保護(hù)層厚度實(shí)測(cè)值按表2、表3 進(jìn)行評(píng)估；根據(jù)對(duì)該建筑混凝土碳化、鋼筋銹蝕、環(huán)境影響等情況的現(xiàn)場(chǎng)綜合檢測(cè)分析。

6.1 混凝土柱、墻類構(gòu)件

按該建筑修建時(shí)間為1994 年，柱強(qiáng)度推定實(shí)測(cè)值28.6MPa～48.6MPa，實(shí)測(cè)碳化深度平均值為碳化深度平均值為15mm～48mm，鋼筋保護(hù)層厚度實(shí)測(cè)平均值為20mm～107m，個(gè)別柱構(gòu)件出現(xiàn)鋼筋局部露筋、鋼筋銹蝕情況。

依據(jù)表2、表3 進(jìn)行線性內(nèi)插計(jì)算后可知，該建筑柱、墻構(gòu)件按保護(hù)層銹脹開(kāi)裂評(píng)估的混凝土結(jié)構(gòu)的耐久年限為40～50（年）。依據(jù)鑒定標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剩余耐久年限為評(píng)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(duì)該建筑混凝土柱、墻構(gòu)件剩余耐久年限為12～22 年。

6.2 混凝土梁、板類構(gòu)件

按該建筑修建時(shí)間為1994 年，梁、板強(qiáng)度推定實(shí)測(cè)值16.4MPa～46.2MPa，實(shí)測(cè)碳化深度平均值為碳化深度平均值為20mm～40mm，鋼筋保護(hù)層厚度實(shí)測(cè)平均值為20mm～40m，多數(shù)梁、板構(gòu)件出現(xiàn)鋼筋局部露筋、鋼筋銹蝕情況。

依據(jù)表2、表3 進(jìn)行線性內(nèi)插計(jì)算后可知，該建筑梁、板構(gòu)件按保護(hù)層銹脹開(kāi)裂評(píng)估的混凝土結(jié)構(gòu)的耐久年限為30～50（年）；依據(jù)鑒定標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剩余耐久年限為評(píng)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(duì)該建筑混凝土梁、板構(gòu)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(gòu)件按保護(hù)層銹脹開(kāi)裂評(píng)估的耐久年限

表3 一般大氣環(huán)境下板、墻類構(gòu)件按保護(hù)層銹脹開(kāi)裂評(píng)估的耐久年限

綜合檢測(cè)結(jié)果，該建筑混凝土梁、板構(gòu)件剩余耐久年限為2～22 年；柱、墻構(gòu)件剩余耐久年限為12～22 年；存在個(gè)別構(gòu)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(jié)果分析

7.1 地基基礎(chǔ)鑒定

經(jīng)檢測(cè)，該建筑基礎(chǔ)為上部結(jié)構(gòu)未發(fā)現(xiàn)因地基及基礎(chǔ)沉降而導(dǎo)致的開(kāi)裂、破損等現(xiàn)象。地基基礎(chǔ)的安全性滿足安全使用要求。

7.2 上部承重結(jié)構(gòu)

根據(jù)驗(yàn)算該建筑多數(shù)構(gòu)件承載能力滿足要求；經(jīng)檢測(cè)結(jié)構(gòu)整體性完整，構(gòu)造滿足規(guī)范要求，且未存在影響結(jié)構(gòu)安全的變形與位移，未出現(xiàn)受力裂縫，局部構(gòu)件存在保護(hù)層局部脫落、露筋、鋼筋銹蝕等情況，依據(jù)鑒定標(biāo)準(zhǔn)上部承重結(jié)構(gòu)的安全滿足使用要求，局部構(gòu)件需要進(jìn)行處理。

綜合鑒定結(jié)構(gòu)，該建筑安全性滿足使用要求，局部構(gòu)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(gòu)件粘貼碳纖維進(jìn)行加固處理；對(duì)梁柱中心線偏心大于1/4 柱寬的梁，采用水平加腋進(jìn)行處理；對(duì)建筑出現(xiàn)露筋、鋼筋銹蝕的混凝土構(gòu)件、保護(hù)層不足的構(gòu)件，采用聚合物砂漿或?qū)Ｓ眯迯?fù)砂漿進(jìn)行耐久性封閉處理，確保構(gòu)件耐久性，以滿足后續(xù)使用要求；對(duì)其余未出現(xiàn)鋼筋銹蝕及損傷的構(gòu)件，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)耐久性進(jìn)行處理，確保后續(xù)使用年限。

9 結(jié)論

該建筑主要存在的問(wèn)題為因閑置時(shí)間較長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間處于潮濕環(huán)境，未施工完的構(gòu)件長(zhǎng)時(shí)間外露、保護(hù)層不足導(dǎo)致其鋼筋銹蝕嚴(yán)重，影響其混凝土強(qiáng)度及耐久性，耐久性有明顯損失，部分已經(jīng)涉及結(jié)構(gòu)損傷[3]；本文通過(guò)研究既有閑置建筑出現(xiàn)的問(wèn)題，解決了房屋存在的安全隱患，為相關(guān)工程提供參考。