農村鄉鎮自建磚混房屋危險性及抗震鑒定的思考★

董晉川

(山西省建筑科學研究院集團有限公司,山西 太原 030001)

0 引言

山西省臨汾市襄汾縣陶寺鄉陳莊村聚仙飯店于2020年8月29日突發整體坍塌事故,恰逢當地群眾在該飯店舉行老人壽宴,房屋坍塌直接造成多人傷亡,經濟損失高達1 164.35萬元。經調查認定該房屋主要是因為對承重結構進行多次盲目改造擴建,而未經任何檢測鑒定及加固設計程序,并且是由非專業無資質施工隊伍完成的改造,房屋建筑工程質量存在嚴重缺陷,最終導致發生了該起損失極其慘重、教訓極其深刻的房屋坍塌重大事故。

山西廣大農村鄉鎮存在大量的老舊自建磚混房屋。“8·29”事故敲響了農村自建房屋安全性和抗震性的警鐘,將農村自建房屋的結構檢測、安全性鑒定和抗震鑒定等課題直接擺在了廣大檢測單位面前。根據我省《山西省城鄉房屋安全隱患排查整治行動方案》將全省城鄉房屋安全隱患排查重點房屋分為6類,其中農村重點房屋2類,城市重點房屋4類。具體農村重點房屋2類:1)用作經營的房屋(主要包括飯店、商店、小超市等);2)人員密集場所(主要包括學校、幼兒園、養老院、村級活動中心、戲臺、紅白禮事場所等);山西廣大農村的2類重點房屋多建設于二十世紀八九十年代或者近十幾年間,結構形式多采用磚混結構。這些房屋缺乏正規的勘察設計、施工建設質量普遍較低,也缺少必要的日常維護,普遍存在房屋耐久性缺陷,房屋安全性及抗震性能堪憂。

本文首先介紹農村鄉鎮自建磚混房屋的現狀,其次從鑒定依據、鑒定流程、鑒定內容的角度,對這類房屋的安全性和抗震性能鑒定進行思考分析,提出加固修繕思路,最后結合某地區典型自建磚混房屋進行了安全性和抗震鑒定實例分析,并提出切實可行的加固方案。

1 農村鄉鎮自建磚混房屋現狀

農村鄉鎮自建磚混房屋大多數為單層或二層建筑,極少數為三層建筑,建筑平面布置較為簡單。結構形式多采用磚混結構,即采用磚墻承重,屋蓋形式有木屋蓋、輕型彩鋼瓦屋蓋、預制混凝土樓板屋蓋和現澆混凝土樓板屋蓋等多種形式。這類自建磚混房屋幾乎不經過任何地基勘察,也沒有任何設計圖紙,往往都是組織當地無施工資質的非專業施工隊或泥瓦工匠,僅憑經驗或參考同類規模房屋進行建設施工。這類房屋建筑材料質量不高,承重磚墻一般采用普通燒結紅磚,少量年代久遠的房屋采用燒結青磚,墻體砌筑工藝質量不穩定,與泥瓦工匠的手藝有很大相關性;砌筑砂漿多采用白灰砂漿或水泥混合砂漿,少量可見白灰泥漿砌筑,砂漿強度較低或極低,且砌筑施工工藝差,砂漿厚薄不一,存在通縫假縫等問題;處于較高烈度地區的房屋基本沒有抗震措施,一般不設置圈梁和構造柱,墻體之間也缺乏咬槎和必要的拉結措施。

由于使用者缺乏必要的房屋維護意識,這類農村自建房大多存在著不同程度的耐久性損傷,最明顯也是村民對房屋安全認知中感受和顧慮最多的就是房屋承重結構構件的各種裂縫,其次就是墻體材料的風化剝落和腐蝕。在北方廣大農村,墻體風化剝落的原因是一般由于環境溫濕度交變作用和凍融循環所致,墻體風化剝落屬于凍融性破壞,它的反復出現,造成墻體有效截面的嚴重削弱,使墻身失去承載力和保溫性能。

2 房屋危險性鑒定及抗震鑒定

2.1 鑒定依據

農村自建磚混房屋長期以來缺乏強制質量標準,在房屋選址、設計、施工和質量驗收等各環節均缺乏統一規范標準。對于這類房屋開展檢測鑒定工作,若嚴格按照現行的GB 50292—2015民用建筑可靠性鑒定標準和GB 50011—2010建筑抗震設計規范(2016年版)的有關條文執行,則存在技術操作上困難頗多,一經鑒定往往都是最低級別,給后續決策及加固修繕成本控制帶來一系列的困難。因此對農村自建房屋建議遵照GB 55021—2021既有建筑鑒定與加固通用規范的檢測鑒定及加固原則,具體檢測鑒定及加固技術按照JGJ/T 363—2014農村住房危險性鑒定標準[2]和CECS 325:2012既有村鎮住宅建筑抗震鑒定和加固技術規程[3]執行。

2.2 鑒定流程

針對農村自建磚混房屋的危險性鑒定,依據JGJ/T 363—2014農村住房危險性鑒定標準的相關規定,按照受理委托、初始調查、場地危險性調查、檢查檢測、鑒定評級、處理建議和出具報告的流程進行。

針對農村自建磚混房屋的抗震鑒定和加固,依據CECS 325:2012既有村鎮住宅建筑抗震鑒定和加固技術規程按照受理委托、初始調查、房屋現狀詳細調查、抗震構造措施檢查、綜合抗震能力分析判定、提出抗震減災對策和處理建議、出具報告的流程進行。

2.3 鑒定內容

農村自建房屋危險性鑒定主要采用定性鑒定。房屋檢查工作順序一般是先整體后局部。磚混房屋的整體檢查包括:房屋結構類型,結構平面布置,結構高度、寬度及層數;房屋傾斜變形現狀;地基基礎變形損壞情況;房屋外觀缺陷;附屬物或附屬房間設置及損壞現狀;房屋局部開裂及坍塌與構件構造損壞情況。磚混房屋的局部檢查包括:承重磚墻、磚柱、混凝土梁或木梁、屋蓋(木屋蓋、預制板、現澆板、彩鋼瓦)及其構造連接;非承重墻和容易倒塌的非結構構件,抹灰層、飾面層損壞脫落等。定性鑒定的危險性等級分為A,B,C,D四級,分別從地基基礎、承重磚墻、梁柱構件、樓屋蓋及次要構件的角度進行鑒定評估。對于地基基礎,主要評估地基是否保持穩定,是否存在明顯不均勻沉降,基礎損壞甚至坍塌的程度。對承重磚墻,主要考察墻體是否完好,是否存在受力裂縫和變形,墻體轉角及接槎處是否有松動閃脫現象;對梁柱構件主要考察外觀是否完好,是否有受力裂縫和過大變形,梁柱交接節點有無明顯破損和開裂;對屋蓋結構主要考察是否存在受力裂縫和過大變形,梁板搭接處有無松動開裂,甚至面板塌落情況;對于次要構件,主要考察其完好、開裂、倒塌的程度。

農村自建房屋抗震鑒定應按下列步驟進行:首先應對房屋現狀進行詳細調查,包括調查房屋的結構類型、主要構件截面尺寸、建筑功能分布、施工質量和使用維護狀況等。這一項工作與房屋危險性鑒定中的整體性檢查和局部檢查有相同之處,但也有不同的關注點,抗震鑒定中的檢查主要關注與抗震性能有關的內容。地基基礎主要通過檢查上部結構是否存在不均勻沉降和傾斜情況進行判斷。上部結構則主要檢查結構體系、材料和外觀質量、整體性連接和抗震構造措施、局部易坍塌構件及其連接。其次根據需要進行房屋承重墻體抗震承載力驗算。最后依據檢測檢查結果和計算分析結果,采取相應的抗震鑒定方法,對其綜合抗震能力進行分析和判定,對于不符合抗震要求的鑒定項目提出相應的抗震減災對策和處理意見。

3 典型農村自建磚混房屋鑒定及加固實例

3.1 工程概況

本農房位于山西省晉南地區某縣某鎮縣道路旁,建成于1997年,為農村經營性自建房屋,單層磚混結構,磚墻承重,屋蓋為木屋架結構,房屋平面布置為矩形,實測房屋長寬尺寸為11.0 m×4.0 m,房屋高度3.5 m,建筑面積44.0 m2,基礎采用毛石砌筑條形基礎。該地區抗震設防烈度為7度,地震加速度為0.15g,地震分組為第三組,場地類別為Ⅲ類,房屋平面布置圖如圖1所示。主體結構為砌體結構,墻體由燒結磚和水泥混合砂漿砌筑,承重外墻、內墻墻厚均為240 mm,縱橫墻混合承重;屋蓋形式為木屋架瓦屋面。

3.2 現場檢測及鑒定分析

該房屋無設計圖紙。在我單位技術人員對房屋的建筑平面布置和結構體系等基本情況進行了現場調查和測繪;對其內外觀質量進行了檢查。具體情況敘述如下。

3.2.1 現場檢查情況

1)場地、基礎情況:現場調查可知,該房屋周邊場地平整、硬化,未見不良地質現象;未見地面下沉,裂縫等現象;建筑四周排水不暢通;承重墻體未有因地基不均勻沉降引起的裂縫和變形等缺陷。

2)上部結構和構造措施檢查:a.承重構件檢查:承重磚墻體明顯裂縫,墻體角部、縱橫墻交接處輕微松動、脫閃現象;局部墻體下方有明顯剝蝕、泛潮泛堿的痕跡。b.屋蓋系統檢查:屋蓋形式為木屋架瓦屋面,該房屋木屋架腐朽蟲蛀,局部凹陷。c.圍護系統檢查:該房屋室外排水不暢通,目前無積水;局部發現明顯滲漏;屋面荷載無異常;房前、房側擴建彩鋼棚,鋼管支撐,彩鋼板蓋。d.建筑使用史調查:房屋建于1997年,自建成以來未改變建筑整體承重結構,房前、房側擴建彩鋼棚,鋼管支撐,彩鋼板蓋。e.抗震構造措施檢查:該房屋未布置構造柱和圈梁。

建筑物現狀具體詳見圖2—圖7。

3.2.2 房屋危險性鑒定評級

依據JGJ/T 363—2014農村住房危險性鑒定標準第3.2.5條的規定[4],在進行房屋危險性鑒定時,應優先采用定性鑒定。

1)地基基礎定性評級:根據對該房屋地基基礎情況的調查情況,可知:房屋所處場地安全,房屋地基基礎現狀穩定,建筑四周排水暢通,主體結構未有地基基礎病害導致的缺陷現象。

依據JGJ/T 363—2014的相關規定,地基基礎的危險性等級評為B級。

2)上部承重結構定性評級:根據對該房屋上部結構檢查情況,可知:該房屋承重墻體明顯裂縫,墻體角部、縱橫墻交接處明顯松動、脫閃現象;局部墻體下方有明顯剝蝕、泛潮泛堿的痕跡。

根據對該房屋的屋蓋系統的檢查情況可知:該房屋木屋架腐朽蟲蛀,局部凹陷。

依據《農村住房危險性鑒定標準》中4.2.2條規定,綜合評定該房屋上部承重結構的危險性等級為C級。

3)圍護系統定性評級:經現場檢查,該房屋室外排水不暢通,目前無積水;局部發現明顯滲漏;屋面荷載無異常;房前、房側擴建彩鋼棚,鋼管支撐,彩鋼板蓋。依據《農村住房危險性鑒定標準》的相關規定,評定該房屋圍護系統的危險性等級為C級。

4)房屋危險性定性評級:由上述地基基礎、上部結構以及圍護系統危險性鑒定評級情況,依據《農村住房危險性鑒定標準》中4.2.1節、4.2.2節的相關規定進行綜合評定:該自建房危險性定性鑒定為C級,局部出現險情,構成局部危房。

3.2.3 抗震性能分析

該房屋為村鎮自建房屋,無正規設計及施工,根據GB 18306—2015中國地震動參數區劃圖、GB 55002—2021建筑與市政工程抗震通用規范第2.2.2條及表2.2.2-2,所處地的抗震設防烈度為7度,地震加速度為 0.15g,地震分組為第三組,場地類別為Ⅲ類,宜按8度(0.20g)要求采取抗震構造措施,抗震設防類別按丙類考慮。

該建筑建于1997年,根據GB 55021—2021既有建筑鑒定與加固通用規范中“5.1.3”規定,后續工作年限為30 a以內(含30 a)的建筑為A類建筑,根據CECS 325:2012既有村鎮住宅建筑抗震鑒定和加固技術規程相關要求,從場地和地基情況、結構體系與布置、結構的規則性、抗震措施構造、局部易倒塌部位連接可靠性等方面,對該房屋抗震性能進行分析,具體情況如下:

1)該房屋建筑場地較為平坦,未見滑坡、液化、濕陷等不良地質現象。

2)該房屋為地上1層,高度為3.50,滿足GB 50023—2009建筑抗震鑒定標準的要求。

3)該房屋結構體系不完整,豎向受力構件有明顯缺陷,承重墻體局部明顯變形,結構體系整體性較差,在地震作用下易產生較大的側向位移。

4)該房屋未設置圈梁和構造柱,采用木屋架瓦屋面,無剪刀撐、無加強連接措施,不滿足GB 50023—2009建筑抗震鑒定標準的要求。

綜上,該房屋抗震性能存在薄弱環節。

3.3 綜合鑒定結論及建議

該房屋危險性鑒定為C級,局部出現險情,構成局部危房。該房屋缺乏圈梁、構造柱等抗震構造措施,承重墻體局部開裂,抗震性能存在薄弱環節,抗震鑒定不滿足抗震設防要求,建議采取抗震加固措施。

4 農房抗震加固方案

該房屋未設置圈梁、構造柱等抗震構造措施,承重墻體局部明顯裂縫。抗震加固方案主要以增強房屋整體性,補充抗震構造措施為目標,從根本上提高房屋的綜合抗震能力,同時考慮施工影響小、操作方便、工期短及成本低等因素。本方案采用高延性混凝土條帶面層對墻體整體性及裂縫進行加固修復,采用增設鋼拉桿提高房屋整體性;局部采用墻攬加強屋蓋木構件與墻體的有效連接,采用圓釘、扒釘、U形鐵件等拉結零件對木構件之間拉結牢固,拆換腐朽木構件,同時修繕墻體裂縫和腐蝕剝落等耐久性缺陷。

依據DBJ 04/T397—2019高延性混凝土加固技術規程相關規定[4],在房屋外墻拐角處、縱橫墻交接處及門窗間墻等部位的墻體外側豎向和水平設置高延性混凝土面層條帶。加固施工工序:墻體抹灰層鏟除→鑿縫開槽→安裝鋼筋網及拉結件→清理浮灰→潤濕墻面→高延性混凝土面層抹面→養護。高延性混凝土面層做法示意圖見圖8。在房屋前后外縱墻之間增設若干道鋼拉桿,起到加強房屋整體性效果。鋼拉桿加固大樣見圖9。

5 結語

結合山西某縣農村自建磚混房屋鑒定項目工程,調查分析了自建磚混房屋的結構現狀及特點,介紹了磚混房屋鑒定依據、鑒定流程及鑒定工作內容,進行了房屋危險性鑒定和抗震鑒定分析,提出了可行的加固方案,可為類似農房的防震減災、加固改造提供一定參考。