某城市舊改房屋安全性鑒定及信息化監測研究

宋娟 SONG Juan；趙福龍 ZHAO Fu-long；羅國波 LUO Guo-bo；馮建洲 FENG Jian-zhou

（①貴陽市工程設計質量監督站，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

近年來我國大部分城市棚改規模減半，舊改大步入場，貴陽也不例外，在推進房屋舊改工作過程中，開展了大量工作。同時，隨著貴陽貴安融合發展，強省會戰略的提出，貴陽城市發展格局外拓，而老城區較大的棚改項目也漸近完成。未來，隨著貴陽市地鐵2 號線、3 號線、數博大道、人民大道等道路工程建成使用，城市組團建設的推進，貴陽棚改工作仍舊會持續較長的時間，但將不再風風火火，占據城市更新發展的主力，相反貴陽市城市老舊小區改造將會持續推進，而更多的是在新板塊、新區域建成更新、更完善、更舒適的城市群落。在推進房屋舊改工作過程中，需對某地標性“翼型”房屋建筑結構進行安全性檢測鑒定。但因該建筑屬于建國以來該市修建較早的第一批“地標性”建筑，結構類型為“多層裝配式框架混合結構”，結構類型復雜，故而該建筑的舊改工作及安全性檢測鑒定備受相關部門關注。

1 工程概況

該“地標性”建筑建筑修建于1958 年，建筑面積為12425m2，原設計使用年限為40 年，已超期使用22 年，原施工單位不詳，相關施工、竣工資料缺失。該建筑按結構體系的不同分為兩翼及中央部分兩個區域，其中中央框架部分為九層裝配式框架結構，兩翼部分為六層混合結構；樓、屋面板為預制槽型板，采用淺基礎，該建筑曾進行過改造加固處理，但相關資料缺失。經過多次擴建和加層，后期曾進行過加固改造。檢測鑒定難度較大。

2 檢測結果

2.1 建筑基本情況調查

該建筑結構體系混亂且有多次改造，原設計使用年限為40 年，已超期使用22 年，原施工單位不詳，相關施工、竣工資料缺失。該建筑按結構體系的不同分為兩翼及中央部分兩個區域，其中中央框架部分為九層框架結構，兩翼部分為六層混合結構；樓、屋面板為預制槽型板，采用淺基礎，該建筑曾進行過改造加固處理，但相關資料缺失。目前該建筑一、二、三、七、八層為機房，四、五、六層為辦公用房。

2.2 建筑平面布置

采用激光測距儀和鋼卷尺圖繪制對建筑平面布置圖進行量測，并繪制建筑平面圖。該建筑平面形狀不規則，呈“翼型”。

2.3 建筑垂直度檢測

采用全站儀檢測建筑垂直度。該建筑最大垂直度檢測值為32mm，未超過《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB50292-2015）對Cu 級限值（H/200=193mm，H 為頂點結構高度），建筑整體垂直度滿足規范要求。建筑垂直度具體檢測結果。

2.4 構件材料強度檢測

采用回彈法檢測混凝土強度，如出現異常數據，則采用鉆芯法進行修正；采用回彈法檢測砌體承重墻燒結磚強度、貫入法檢測砌筑砂漿強度。經檢測，該建筑混凝土構件強度推定值如下：

一層~四層柱強度推定值為21.2MPa~38.8MPa，五層~九層柱強度推定值為17.5MPa~30.5MPa；部分構件強度未達到原設計強度等級。中央框架部分一~八層框架柱加固后的混凝土強度推定值為16.6MPa~31.3MPa；一層~四層梁強度推定值為22.5MPa~38.2MPa，五層~九層梁強度推定值為21.4MPa~35.8MPa；部分構件強度未達到原設計強度等級；砌筑砂漿強度推定值為1.5MPa~4.8MPa；磚強度等級均達到MU10 等級。

2.5 構件截面尺寸檢測

采用鋼卷尺測量梁、柱截面尺寸及墻體厚度。本次檢測對不同類型的主要承重構件截面尺寸進行抽檢，統計各類型構件截面尺寸。主要承重墻體厚度為240mm。

2.6 混凝土構件鋼筋配置情況檢測

采用鋼筋掃描儀結合局部鑿開驗證的方法檢測混凝土構件鋼筋配置情況。根據現場檢測結果，所抽檢個別混凝土構件鋼筋間距不滿足設計及規范要求，經核算，滿足承載力要求。

2.7 上部承重結構的連接及構造檢測

采用鋼筋掃描儀對上部承重結構構件及圍護結構的連接與構造進行檢測。該建筑所用燒結普通磚的砌筑工藝質量較差，多處砌筑砂漿不飽滿，砌筑表面不平整，中央樓梯間部分墻體為空斗墻砌筑。多處樓體間墻體磚及六~九層房間砂漿存在不同程度風化和粉化跡象；部分樓體間及外縱墻墻體存在開裂滲水現象，部分樓梯間墻體存在豎向開裂現象，裂縫最大寬度為2.5mm。Ⅰ區域中央樓梯間為梁式樓梯，平臺梁下無構造柱，Ⅱ區域樓體間隔層設置圈梁，圈梁截面尺寸約為250mm*250mm。

2.8 上部承重結構及圍護結構的裂縫或缺陷檢測

采用卷尺結合裂縫測寬儀對上部承重結構及圍護結構裂縫或缺陷進行檢測。該建筑混凝土柱的鋼筋保護層厚度實測平均值為18mm~25mm 之間，碳化深度平均值為15mm~25mm 之間；混凝土梁的鋼筋保護層厚度實測平均值為8mm~20mm 之間，碳化深度平均值為10mm~20mm之間。從檢測結果得出：混凝土梁、柱碳化深度均較深，混凝土梁、柱構件實測抗壓強度越低的構件，其碳化深度越大，大部分所檢混凝土構件碳化深度已超過鋼筋的保護層厚度，并導致部分混凝土構件開裂且鋼筋銹蝕嚴重。部分預制混凝土槽型板局部滲水現象，導致板肋鋼筋保護層脫落嚴重，鋼筋銹蝕嚴重。

2.9 地基基礎檢測

采用開挖探坑和采用麻花鉆的方法對基礎尺經檢測，1 號探坑基礎為毛石條形基礎，埋深約1900mm，基底持力層為紅黏土，地基承載力特征值為487.9kPa，大于基礎底面最大壓力值283.0kPa，地基持力層承載力滿足要求；經麻花鉆鉆取土樣，鉆取深度為5.0m，基礎底部為紅黏土，無危害工程安全性的不良地質現象存在。

2 號探坑基礎為毛石條形基礎，埋深約1400mm，地基底持力層為紅黏土，地基承載力特征值為452.5kPa，大于基礎底面最大壓力值283.0kPa，地基持力層承載力滿足要求；經麻花鉆鉆取土樣，鉆取深度為5.0m，基底底部為紅黏土，無危害工程安全性的不良地質現象存在。

坑基礎均置于塑性紅黏土上，基礎尺寸、埋深等參數如圖1、圖2 所示；經檢測，基礎混凝土強度推定值為22.3MPa~25.3MPa；經室內土樣試驗結果計算可知，地基承載力特征值fa 取210kPa。圖1、圖2 為現場檢測結果示意圖。

圖1 墻下基礎檢測結果示意圖

圖2 柱下基礎檢測結果示意圖

2.1 0 建筑結構承載力驗算

①混凝土強度。

根據現場混凝土強度檢測結果可知，混凝土強度推定值離散型較大：計算時取混凝土強度為：一至四層梁、柱：C25，四層以上梁、柱取：C20。

②荷載取值。

樓屋、面荷載的取值：根據原設計荷載選用；

樓、屋面的恒荷載標準值：

樓面：槽型板：[330×140×2+（1440－2×140）×60]×10-6÷1.44×25=2.81kN/m2；

吊頂：0.45kN/m2；

水磨石或木質地板：0.75kN/m2；

合計：2.81＋0.45＋0.60＋0.15=4.01kN/m2。

屋面：空心板：（990×30+960×40＋100×380×2）×10-6÷0.98×25=3.67kN/m2；

150mm 厚礦渣填料：0.15×13.0=1.95kN/m2；

20mm 厚水泥砂漿找平：0.02×20.0=0.40kN/m2；

50mm 厚混凝土現澆層：0.05×25.0=1.25kN/m2；

20mm 厚水泥砂漿抹面：0.02×20=0.40kN/m2；

合計：3.67＋1.95＋0.40＋1.25＋0.40=7.67kN/m2。

樓、屋面的活荷載標準值：

根據設計給出的活荷載來取值，分別為：一層8.0 kN/m2；二層8.0kN/m2；三層：6.0kN/m2；四至八層：4.5kN/m2。

根據《建筑結構荷載規范》GB50009-2012 取值：一層至三層機房：6.0kN/m2；四至七層辦公室2.0kN/m2；屋面（上人屋面）：2.0kN/m2。

對該建筑采用有限元計算模型進行承載力模擬計算。經驗算，該建筑結構部分受力構件承載能力不滿足規范要求。依據《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB50292-2015）評定為Cu 級。圖3 為該建筑“翼型裝配式框架混合結構”驗算模型。

圖3 “翼型裝配式框架混合結構”驗算模型

3 建筑自動化監測

根據檢測結果，該建筑附近地面曾出現地坪開裂、塌陷現象。為此對該建筑開展了整體自動化沉降監測。監測擬采用光學監測。根據國家現行規范《工程測量規范》（GB 50026-2007）以及《國家一、二等水準測量規范》（GB 12897-2006）的規定，為保證所有監測工作的統一，提高監測數據的精度，使監測工作有效的指導整個工程施工，監測工作采用整體布設，分級布網的原則，即首先布設統一的監測控制網，如圖4 自動化監測平臺數據分析流程圖所示。本次監測將施工過程中監測點的預警狀態按嚴重程度由小到大分為三級。在預警方面，該子系統預警機制建立的基礎是建筑本身安全性等級評定結果以及規范中對于建筑安全性評價的相應指標。該系統通過比對監測數據與規范限值的大小關系，從而判斷數據是否超限，通過判斷其與規范限值的接近程度將預警等級分為黃色、橙色、紅色預警三個等級。對于較為特殊的建筑，則通過委托相關設計單位進行結構驗算給出限值，從而滿足實際需要，最終實現分層次、多渠道預警，從而實現科學、有效、有針對性的預警。經自動化監測系統監測150 天，期間該建筑沉降累計沉降1.05mm，平均速率為0.06mm/d；建筑最大傾斜率為0.65‰，根據變形監測數據分析，建筑變形在監測期間，建筑附近未出現地面地坪開裂、塌陷現象，且上述變形自動化監測數據相對穩定、正常。

圖4 自動化監測平臺數據分析流程圖

4 結論

通過對貴陽市城市房屋舊改過工作中“某翼型多層裝配式框架混合房屋”進行安全性鑒定，得到了該建筑的安全性等級，同時對該建筑進行了整體自動化監測及評價研究，為該建筑的進一步加固處理及建筑健康監控評價提供了科學依據，有效的推進了城市舊改工作的實施。該項工作的開展過程及研究成果可為類似工程提供一定工程經驗。