倪磊
(南通市建筑科學研究院有限公司,江蘇南通226000)
隨著生活質量的提高,人們對房屋質量的要求也越來越高了。為了了解建筑物結構的使用情況,確保房屋建筑的安全度,就必須對房屋的安全性進行鑒定,開展對房屋建筑的安全鑒定工作。
根據相關研究統計,我國現有的房屋建筑中有10%左右都是在20世紀50年代建成,且至今仍在使用當中,顯然這些建筑的使用年限過長,其在結構上難免存在問題。甚至存在部分居民私自改造老房屋建筑的結構[1]。通過房屋安全檢測,能夠整體提升對這種建筑的了解程度,最終根據實際情況判斷,需要改造或是相應拆除,原則就是避免在建筑使用過程中產生安全事故。
我國建筑隨著歷史的發展不僅留下了瑰麗的文化,還有很多的古建筑物,這種建筑由于其獨特的風格以及特點,歷史文化價值十分重要[2]。且很多古建筑已經成為地區標志,但由于存在時間過長,古建筑存在不同程度的損壞也是常見情況。但若是對古建筑進行安全檢測鑒定,技術人員就能夠比較直觀地了解到建筑問題之所在[3],并及時采取相應的措施有針對性地進行修理,這對文物保護和物質文化遺產保護工作的落實也很有積極意義。
當下,我國部分地區依舊存在很多未經規劃、審批以及監管的房屋。這種情況對社會的影響比較嚴重,不僅會對人民的生命財產安全造成威脅,還會阻礙社會經濟發展[4]。這種房屋建筑的安全系數低且沒有穩定保障,因此,落實安全檢測鑒定工作迫在眉睫。這種檢測能夠及時測出已建房屋當中本身就存在的不合格建筑,能保護人民的生命財產安全。
眾所周知,自然天氣的變化會對建筑質量產生影響,尤其是在臺風和地震等自然災害的影響下,人們的生命財產也有可能遭受損失。我國地大物博,自然環境也比較復雜,部分地區頻繁發生自然災害。對受到自然災害摧殘的地區建筑,需要及時落實安全鑒定檢測。這樣做也是為了促使受損房屋更加及時得到評估和修理,最終將損失降至最低。
房屋建筑都有相應的使用年限,在經過長期使用之后,建筑內部結構必然產生變化[5],如存在墻體腐蝕和內部空洞等問題,這種情況必然影響房屋穩定性。在對房屋結構安全檢測鑒定之后,就會一目了然地知道房屋到達使用年限之后的受損情況,若受損情況并不嚴重,則可以選擇加固修理之后繼續使用。但若結構損壞比較嚴重那就要拆除。這對城市后續建設工作的落實也能產生有利影響。
對房屋的基本情況進行調查,這是房屋安全檢測鑒定的關鍵過程。其中的細節包括設計圖紙、地基勘察資料、建筑的使用歷史和維修歷史等內容。在這項工作落實的階段,技術人員應做好基本調查表的填寫工作,這樣做是為了更加深入全面地掌握房屋基本情況,繼而根據細節制訂相應的檢測方案,并與現場實際情況結合,完善細節。
這項工作的細節主要體現在以下幾個方面:
首先,是行業內工作人員需要對房屋建筑進行更加詳細的調查,尤其是房屋建筑的基本情況。現場技術人員可以使用測距儀對房屋的外觀和層高等進行測量,掌握房屋內部構造和其承載力等。這些都屬于安全鑒定檢測工作落實的基礎性工作。
其次,是對房屋的實際使用條件進行調查。這項工作的目的就是幫助技術人員提高對房屋建筑內部和外部使用環境的了解程度,最終根據得到的數據評估環境對房屋建筑產生的影響,并分析建筑各層次構件的作用等。若房屋建筑在使用過程中有過加固的情況,則還要注意檢查各層荷載以及加固情況,若房屋使用用途產生過改變,則要分析用途,并針對不同用途的特點重新計算荷載,原則就是保障房屋建筑的承載力與規范規定相符,確保建筑安全。
最后,除了對房屋建筑使用條件進行調查,技術人員還需要檢查建筑地基,即土層分布、厚度以及場地類型等,并在此基礎上檢查房屋上部主體結構構件。這些工作都是為了判斷房屋建筑的主體是否有可能由于地基沉降的問題產生形變,以及房屋建筑的上部結構是否存在安全問題。若在工作落實階段發現資料不齊全的情況,技術人員就可以現場鑒定承載力,根據實際情況判斷是否需要開挖,并進行建筑樁基應用情況的檢查等。
此外,基礎檢查結束之后,工作人員需要檢查主體結構,并針對關鍵部位按照規范要求進行抽樣檢測。尤其是房屋建筑的承重結構,需要注意的是抽樣檢測工作的落實需要按照規范程度,選擇更有代表性的位置展開工作。常見的檢測方法有回彈法和鉆芯法。其中,回彈法檢測需要經過碳化深度糾正,若在推斷過程中發現異常,則需要按照工作規范將異常值剔除。房屋的重要構件必然需要檢查,重點就是構件之間的連接情況。若是這部分出現問題,房屋通常會產生比較明顯的裂縫。這與房屋建筑的承載力之間會產生連鎖反應,標志著房屋建筑的地基有可能產生了比較嚴重的問題,需要技術人員進一步深入研究。
依據GB 50292—2015《民用建筑可靠性鑒定標準》,安全性鑒定評級將建筑劃分為構件、子單元、鑒定單元3個層次。各層次可靠性鑒定評級,應以該層次安全性和使用性的評定結果為依據綜合確定。每一層次的可靠性等級應分為4級。
某廠辦公樓建造于2010年,主體結構為為5層鋼筋混凝土框架結構,無地下室,室內外高差0.45 m。建筑占地面積2 932 m2,總建筑面積9 178 m2,建筑高度22.10 m。建筑平面近似矩形,基礎形式為獨立樁基礎,樁徑377 mm,樁頂標高-1.4 m,樁底標高-7.9 m,基礎及上部結構現澆構件混凝土強度設計等級均為C30。
4.2.1 資料核查
委托人提供的該建筑的勘察及設計圖紙,以及部分施工過程質量控制資料。
4.2.2 現場查勘現場查勘結果如下:
1)地基基礎。經現場查勘并采用垂準儀檢測,未發現建筑物下沉以及由不均勻沉降引起的上部結構開裂、傾斜等現象。
2)主體結構。(1)該建筑結構形式和結構布置與原圖紙基本相符,現場查勘過程中未發現結構構件的拆改情況;(2)建筑物使用環境和使用條件均符合原設計要求;(3)現場未見上部承重結構存在肉眼可見的變形或位移;(4)現場未見上部承重構件存在肉眼可見的裂縫或其他損傷。
3)圍護結構。本建筑圍護結構未見荷載裂縫,部分區域墻面存在滲漏痕跡。
4.3.1 抽樣檢測
依據鑒定方案,現場抽樣檢測的項目有:軸線間距、混凝土強度、鋼筋保護層厚度、鋼筋分布情況、截面尺寸、鋼筋直徑等。
檢測結果表明:所檢芯樣現齡期混凝土抗壓強度符合原設計強度等級值;所檢梁最下排受力主筋鋼筋保護層厚度、混凝土柱保護層厚度、混凝土梁截面尺寸、混凝土柱截面尺寸均符合原設計及GB 50204—2015《混凝土結構工程施工質量驗收規范》的要求;所檢混凝土梁最下排受力主筋數量、混凝土柱最外側鋼筋數量符合設計要求;所檢鋼筋的直徑均滿足原設計要求。
4.3.2 建筑整體傾斜檢測
選取建筑物具備檢測條件的角點為測點。傾斜測量結果表明:建筑物的整體傾斜率小于4‰,滿足GB 50007—2011《建筑地基基礎設計規范》的限值要求。
本工程原設計文件有效,根據現場檢測結果,本工程現場結果均滿足原設計及相關規范要求。采用PKPM結構計算軟件對結構進行建模計算,構件材料強度的標準值采用原設計的標準值;結構或構件的幾何參數采用實測值;荷載依據現場調查情況、委托提供圖紙及國家現行荷載規范取值。
4.4.1 建模計算參數
1)荷載按照委托方提供建筑圖、結構圖、現場情況及國家現行荷載規范確定。恒荷載根據構件和連接的實際尺寸,按材料單位自重的標準值計算確定。活荷載根據房屋的使用功能確定。
2)構件尺寸、材料強度。構件材料強度的標準值采用原設計的標準值;結構或構件的幾何參數采用實測值。
4.4.2 建模計算結果
經建模計算,上部承重結構構件的承載力滿足國家現行標準的要求,構件抗力與作用效應之比大于1。
綜合評定分為構件、子單元、鑒定單元3個層次。
根據GB 50292—2015《民用建筑可靠性鑒定標準》第5.2.1 條,混凝土結構構件的安全性鑒定,按照承載能力、構造、不適于承載的位移或變形、裂縫或其他損傷4個項目分別進行評定,并取其中最低一級作為構件的安全性等級。根據現場查勘結果并結合計算分析,該建筑現澆混凝土結構構件的安全性等級均評定為Au級。
子單元安全性評級依據GB 50292—2015《民用建筑可靠性鑒定標準》,在資料核查、現場查勘、檢測及計算分析的基礎上,對該建筑地基基礎、上部承重結構、圍護系統承重部分分別進行評級。
4.5.1 地基基礎
現場查勘過程中,未發現地基不均勻沉降引起的建筑物下沉、開裂、傾斜等現象,上部結構工作無異常。上部承重結構承載功能等級評定為Au級。
4.5.2 上部承重結構
該建筑結構基本布置合理,能夠形成完整的體系,結構選型和傳力路徑正確;抗側力系統構造合理,無明顯損傷和施工缺陷,能傳遞各種側向作用;結構和構件的聯系設計合理,無疏漏,錨固、拉結、連接方式正確、可靠,無松動變形,局部輕微損傷;截面尺寸、配筋及材料強度符合國家現行規范的規定,能形成閉合系統。且根據建模計算結果,結構的層間側向位移和頂點側向位移均小于GB 50292—2015《民用建筑可靠性鑒定標準》規定的位移限值。
綜合上述評定結果,該建筑上部承重結構的安全性等級為Bu級。
4.5.3 圍護系統承重部分
圍護系統承重部分的安全性等級,根據該部分的結構承載功能等級和結構整體性等級進行評定。該建筑圍護系統承重部分布置合理,傳力路徑設置正確,基本符合國家現行設計規范的規定;結構和構件的聯系設計基本合理,無疏漏,錨固、拉結、連接方式基本正確、可靠。
綜上,圍護系統承重部分評定的安全性等級,不應高于上部承重結構的等級,因此,該建筑圍護系統承重部分的安全性等級為Bu級。
鑒定單元評級依據GB 50292—2015《民用建筑可靠性鑒定標準》,根據前文中的地基基礎、上部承重結構和圍護系統承重部分的評級結果為Bsu。
依據GB 50292—2015《民用建筑可靠性鑒定標準》,在資料核査、現場查勘、檢測及計算分析的基礎上,得出安全性鑒定結論如下:在現有結構布置、材料強度和使用條件下,該建筑的安全性等級為Bsu級。即安全性略低于本標準對Asu級的要求,尚不顯著影響整體承載,可能有極少數構件應采取措施。
綜上所述,隨著人們生活水平的提高,大部分人對房屋建筑質量水平的關注程度也越來越高。當下屬于新的歷史時期,房屋建筑行業有必要將工作優化方向與自身工作特點相互結合,希望在房屋安全鑒定行業即將迎來快速發展時期。本文所研究的理論和實踐經驗能提供積極的借鑒與參考。