建筑工程安全性檢測(cè)鑒定方法應(yīng)用

耿憲坤

（1.新疆建筑科學(xué)研究院（有限責(zé)任公司），烏魯木齊 830054；2.新疆建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測(cè)中心（有限責(zé)任公司），烏魯木齊 830054）

1 引言

近年來，建筑工程項(xiàng)目增多，伴隨施工標(biāo)準(zhǔn)的提高，工程安全性檢測(cè)鑒定成為熱門話題。完整的安全性鑒定，可以消除工程各類隱患，提高施工的可行性和工程管理的有效性。本文以實(shí)際項(xiàng)目為例，對(duì)安全性檢測(cè)鑒定進(jìn)行全面剖析，通過真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，完善建筑施工結(jié)構(gòu)，對(duì)潛在問題加以分析和整改，切實(shí)保障構(gòu)件的安全性，提升建筑工程施工質(zhì)量。

2 安全性檢測(cè)鑒定工程概況

某教學(xué)樓主體分為兩個(gè)單體建筑，其中的一棟建筑樓建筑時(shí)間較久，主要是提供住宿和辦公服務(wù)，建筑平面呈L 形。由于建成時(shí)間比較長(zhǎng)，施工圖紙資料缺失，設(shè)計(jì)參數(shù)及施工單位不詳。經(jīng)測(cè)量可知，該建筑樓長(zhǎng)56.33 m，寬23.084 m，總層高為2.9 m，內(nèi)外墻做了防水處理，寬度均為240 mm。施工時(shí)，內(nèi)外墻均采用黏土磚砌筑，這種燒結(jié)實(shí)心黏土磚有較高的穩(wěn)定性，同時(shí)抗震效果比較理想。為了確保建筑安全，要求砌筑砂漿配比科學(xué)，采用混合砂漿。同時(shí)，由于建筑樓面板和屋面板較為特殊，要求整體采用預(yù)制混凝土空心板，整體建筑結(jié)構(gòu)雖然未設(shè)置圈梁，但增加了相應(yīng)的構(gòu)造柱，結(jié)構(gòu)耐久性良好。該辦公樓墻體基礎(chǔ)在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用的是磚砌條形基礎(chǔ)的形式，基層采用灰土墊層處理。結(jié)合相關(guān)的安全要求，需對(duì)教學(xué)樓進(jìn)行安全檢測(cè)鑒定，明確結(jié)構(gòu)構(gòu)件的性能，以便保障安全放心使用。在檢測(cè)鑒定過程中，需要借助激光測(cè)距儀完成軸線間距檢測(cè)，最終完成繪圖及結(jié)構(gòu)計(jì)算。依據(jù)現(xiàn)行的GB 50023—2009 《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》，該建筑主體屬于B 類建筑，需進(jìn)行抗震鑒定。該項(xiàng)目應(yīng)用了大量的型鋼柱，型鋼柱的工程數(shù)量見表1。

表1 教學(xué)樓型鋼柱工程數(shù)量表

3 安全性檢測(cè)鑒定主要內(nèi)容

3.1 房屋抗震檢測(cè)鑒定

房屋抗震檢測(cè)鑒定程序復(fù)雜，涉及內(nèi)容眾多，中間環(huán)節(jié)缺一不可，倘若未按照流程檢測(cè)，會(huì)影響檢測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性。現(xiàn)階段公認(rèn)的房屋抗震鑒定內(nèi)容中，除了傾斜、沉降、裂縫等相對(duì)基礎(chǔ)內(nèi)容之外，還涉及地基基礎(chǔ)、砌體結(jié)構(gòu)等，同時(shí)還要考慮鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件情況。對(duì)上述內(nèi)容的檢測(cè)，為了保障參數(shù)的有效性，實(shí)操中一般認(rèn)定為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。還有一些項(xiàng)目要采用非現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的方式，其相關(guān)內(nèi)容有：（1）混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件檢測(cè)。合理的手段是運(yùn)用混凝土鉆芯法，這種方法可以高標(biāo)準(zhǔn)地檢測(cè)混凝土強(qiáng)度，為優(yōu)化施工方案提供保障。（2）鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件檢測(cè)。需要借助鋼材抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際情況考驗(yàn)試件彎曲變形能力，進(jìn)行安全等級(jí)測(cè)評(píng)。抗壓靜荷載試驗(yàn)誤差計(jì)算公式如下：

式（1）～ 式（3），Xi、Xi′為進(jìn)程示值平均值，以及回程示值平均值，m；Xij、Xij′為第j次測(cè)量進(jìn)程示值，以及對(duì)應(yīng)的回程示值，m；XOj、XOj′為進(jìn)程與回程零點(diǎn)示值，m；n為試驗(yàn)次數(shù)；Fi為加載的標(biāo)準(zhǔn)力值，MPa；δF為荷載誤差，MPa；FN為荷載測(cè)量上限，MPa。

案例項(xiàng)目抗震設(shè)計(jì)遵循GB 50011—2010 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016 年版），結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，把建筑抗震設(shè)防類別劃分為丙類。案例項(xiàng)目所在區(qū)域地震烈度為8 度，基本地震加速度數(shù)值可達(dá)到0.20g，設(shè)計(jì)場(chǎng)地類別為Ⅱ類。經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，西北角暖氣管線開裂情況較為嚴(yán)重，這一現(xiàn)象引發(fā)了地基沉降。為確保檢測(cè)鑒定數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)采用全站儀實(shí)施了完整測(cè)量，借此開展沉降、垂直度檢測(cè)。通過重點(diǎn)區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)開挖，施工人員找到了有輕微酥堿的區(qū)域，這種裸露或剝落現(xiàn)象是嚴(yán)重的隱患，隨時(shí)可以誘發(fā)不均勻沉降等現(xiàn)象。但從整體來看，基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)連接比較完整，詳細(xì)檢測(cè)結(jié)果見表2。

表2 抗震檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)mm

檢測(cè)結(jié)果說明依照相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，該區(qū)域存在不均勻沉降現(xiàn)象，但是關(guān)鍵區(qū)域未見結(jié)構(gòu)裂縫，該建筑形變滿足要求。

3.2 材料強(qiáng)度檢測(cè)與鑒定

在案例項(xiàng)目中，主要是對(duì)磚抗壓強(qiáng)度進(jìn)行有效檢測(cè)，同時(shí)評(píng)估砂漿抗壓強(qiáng)度，在此基礎(chǔ)上，掌握砂漿及混凝土形成的碳化深度，掌握結(jié)構(gòu)的基本情況[1]。依照檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50315—2011《砌體工程現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)工程的砌體工程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，每檢測(cè)單元（批）需要科學(xué)劃分檢測(cè)區(qū)域，確保數(shù)據(jù)的精確度。檢測(cè)結(jié)果見表3。

表3 主體結(jié)構(gòu)磚材強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)

結(jié)合表3 中的內(nèi)容可知，磚砌體強(qiáng)度為MU10，這種材料的強(qiáng)度可滿足檢測(cè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的要求，符合強(qiáng)度等級(jí)不低于MU7.5 的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，通過細(xì)致檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)明顯破損，磚砌筑表面完整，建筑墻體結(jié)構(gòu)完好。

3.3 構(gòu)造連接檢測(cè)與鑒定

在結(jié)構(gòu)安全性檢測(cè)體系中，構(gòu)造連接檢測(cè)與鑒定相對(duì)比較復(fù)雜，涉及內(nèi)容較多。想要完整對(duì)結(jié)構(gòu)連接狀態(tài)加以評(píng)估，就要合理運(yùn)用PKPM CAD 軟件。在實(shí)踐中，鑒定加固模塊（JDJG），借助合理化方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，結(jié)合最終軟件給出的數(shù)據(jù)評(píng)定各層墻體的高度，確保它能夠滿足現(xiàn)行的規(guī)定要求。

檢測(cè)鑒定結(jié)果如下：縱橫墻交接處（關(guān)鍵位置）咬槎砌筑較好。墻體組砌方法正確，結(jié)構(gòu)上下錯(cuò)縫、內(nèi)外搭砌均比較理想，施工中墻體布置均勻，整個(gè)建筑體系無削弱墻體截面，施工質(zhì)量過關(guān)[2]。建筑外墻轉(zhuǎn)角極為重要，在施工中需要達(dá)到無間斷截面的要求，同時(shí)要保證銜接完整、砌筑良好。除此之外，建筑墻體材料硬度夠用、無空鼓、無非常明顯的酥堿，但是自承重墻交接處可以發(fā)現(xiàn)細(xì)小裂縫。在檢測(cè)中，發(fā)現(xiàn)墻體連接部出現(xiàn)裂縫，無法滿足現(xiàn)有建筑安全性等級(jí)要求。

案例項(xiàng)目為教學(xué)樓建筑，屋面板為預(yù)制樓板。因此，需要圍繞屋面板的情況開展科學(xué)檢測(cè)。通過檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)屋面板連接處并不完美，在多年的使用中出現(xiàn)了明顯裂縫且變形，這是較大的隱患，不能滿足現(xiàn)行安全要求。

3.4 結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算

結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算需綜合考慮多項(xiàng)因素，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況，得到如下結(jié)論：實(shí)操中結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量良好，均按荷載規(guī)范取值，可以滿足實(shí)際的承載力驗(yàn)算要求[3]。承載力計(jì)算方法如下：（1）結(jié)合實(shí)際情況，最大橫墻間距為6.4 m，通過對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)這一參數(shù)遠(yuǎn)比GB 50023—2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（現(xiàn)行執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)）中的規(guī)定數(shù)值小，基本符合標(biāo)準(zhǔn)要求，說明承載力檢測(cè)效果是理想的。（2）該建筑抗震鑒定環(huán)節(jié)不容忽視，為了達(dá)到預(yù)期效果，需按照B 類建筑進(jìn)行鑒定，明確相關(guān)的鑒定流程。在進(jìn)行關(guān)鍵的承載力計(jì)算時(shí)，需要明確標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，強(qiáng)度按實(shí)測(cè)值計(jì)算，這是前提條件。實(shí)操中，為保障鑒定的科學(xué)性，實(shí)測(cè)強(qiáng)度≥設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值。

墻體承載力計(jì)算公式：

式中，fk為承載力標(biāo)準(zhǔn)值（檢測(cè)對(duì)象是墊層底面處軟弱土層），kN/m2；ηb、ηd為承載力修正系數(shù)（特指寬度和埋深），m；b為基礎(chǔ)寬度，m；d為基礎(chǔ)埋置深度，m；V為基底下底重量，kN/m3；y0為基底上底平均重量，kN/m3；f為墻體承載力。

承載力驗(yàn)算結(jié)果如下：（1）在實(shí)操中，借助結(jié)構(gòu)系列軟件，可得出計(jì)算結(jié)果。從計(jì)算結(jié)果可知案例項(xiàng)目的部分墻肢不滿足條件，與實(shí)際的受壓承載力規(guī)范存在偏差。（2）通過鑒定，需要加固模塊，可對(duì)建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算。最終的結(jié)論為：部分墻肢強(qiáng)度雖然不滿足要求，但安全性可靠，不影響整體結(jié)構(gòu)。

4 構(gòu)件安全性鑒定評(píng)級(jí)

通過上述結(jié)果，安全性鑒定評(píng)級(jí)主要內(nèi)容如下。

4.1 承載能力

由驗(yàn)算結(jié)果可知，建筑構(gòu)件的承載力良好，但是部分墻體存在缺陷，無法滿足承重要求。參照標(biāo)準(zhǔn)，將承載性等級(jí)評(píng)定為Cu 級(jí)是比較科學(xué)的。

4.2 構(gòu)造情況

墻體高厚比較理想，結(jié)合驗(yàn)算結(jié)果表明，構(gòu)造情況可滿足要求，連接與砌筑方式正確。不足之處表現(xiàn)在沒有設(shè)置圈梁，等級(jí)評(píng)定為Bu 級(jí)。

4.3 裂縫情況

通過現(xiàn)場(chǎng)儀器檢測(cè)，建筑構(gòu)件存在裂縫，但裂縫比較細(xì)小，初現(xiàn)水平裂縫。依照標(biāo)準(zhǔn)要求，本項(xiàng)目中裂縫評(píng)定為Cu級(jí)，相對(duì)合理。

4.4 子單元安全性鑒定

根據(jù)地基基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及承重結(jié)構(gòu)參數(shù)分析，可明確子單元的綜合情況，根據(jù)上述評(píng)定結(jié)果，子單元安全性鑒定結(jié)果見表4。安全性綜合評(píng)定為級(jí)。

表4 子單元安全性鑒定結(jié)果

結(jié)合以上評(píng)定結(jié)果和抗震規(guī)范要求，未來房屋的優(yōu)化需要采取以下措施：（1）采用一側(cè)抗震加固的科學(xué)手段，對(duì)局部進(jìn)行加固處理；（2）結(jié)合建筑整體風(fēng)格，進(jìn)行加固處理，并進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算，使其達(dá)到安全等級(jí)要求。對(duì)不符合要求的結(jié)構(gòu)要重新優(yōu)化，實(shí)施加固或更換，保障建筑使用的安全性。

5 結(jié)語

工程安全性檢測(cè)鑒定是較為復(fù)雜的工作，涉及內(nèi)容眾多，需明確檢測(cè)內(nèi)容和鑒定的科學(xué)流程，完成多維度的安全性檢驗(yàn)，夯實(shí)建筑安全使用的基礎(chǔ)。從工程安全性鑒定研究結(jié)果可以看出，系統(tǒng)安全性鑒定不僅可以優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)，消除結(jié)構(gòu)中的隱患，還能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行建筑維護(hù)，延長(zhǎng)建筑的使用壽命。該研究結(jié)果可應(yīng)用于未抗震設(shè)防或現(xiàn)實(shí)使用中設(shè)防等級(jí)較低的房屋，特別是改建加層工程。通過明確隱患位置，實(shí)施加固或更換，重新優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提升建筑安全性。