刘 龙
深圳市太科检测有限公司,广东深圳 518000
随着城市经济的快速发展,城市中出现了一些老化的建筑,修建年代通常为20世纪的70年代到90年代之间,甚至更久远,这些建筑物的质量参差不齐。当前城市中的很多临街多层砖房出现了结构裂缝、倾斜、沉降以及遭到破坏,各大城市出于商业需求,需要对一些遭到破坏或者是受到损坏的临街多层砖房进行改造修建,由此,必须要先对这些多层砖房进行结构检测和安全性鉴定工作,结合相应的检测鉴定结果来开展结构改造工程,确保这些建筑物在改造中的安全性,使得建筑物能够带来更好的经济价值和社会效益。
某城市临街的3层砖混结构旧房屋,该砖房建造于1982年,当前已经找不到该砖房的设计单位和施工单位的相关信息。图1为该砖房的平面布置图,其中所标注的带圈数字⑦~⑱是砖房轴的单排柱内框架结构形式。该旧砖房砌筑所用的材料为75号烧结普通砖、25号混合砂浆,采用150号的现浇混凝土作为构件,即1C3的构件,而以450厚∶37的灰土作为砖基础的大放脚。当前该旧砖房从建造到使用已经有35年。出于商业目的,当前建设方欲将该旧砖房进行结构改造,整改后的房屋将投入商业项目。由此需要对该砖房进行技术经济分析,通过分析认为该旧砖房可以进行改造。关于该旧砖房的结构检测与鉴定涉及到如下内容。
(1)检查或检测旧砖房的地基基础;(2)对该旧砖房的使用历史进行调查,主要涉及到该旧砖房在建成后的使用情况及其使用期间的改造、维修以及相关异常情况进行了解;(3)检测旧砖房的砌体强度;(4)检测旧砖房的混泥土构件的强度等级;(5)检测该旧砖房的预制空心楼板的结构性能;(6)汇总所有的检测结果数据,根据有关条件和规范性要求验算出该旧砖房的结构;(7)根据验算结果和实际情况来鉴定该旧砖房的安全性;(8)根据该旧砖房的新的商业用途和有关要求,提出对旧砖房的整体改造建议和加固方案。
图1 旧砖房第一层的建筑平面图
经过检测砖房的地基下土质的类别为粉质粘土,根据这种土质的特性该地基是一种非湿陷性的黄土类地基。其中灰土的厚度达到了0.3m;在地基下面大约0.3~3.3m范围处,地基中土层的含水量达到了31.3%,是一种软塑状态的土质,具备较高的压缩性;在基础地面3.0m位置处,该区域的土层含水量达到了26.4%,处于一种可塑的状态,可压缩性处于中等程度;基础底面之下大约3.3~8m的范围内,土层的含水量达到了26.4%,地基仍然可划分为可塑性,压缩性为中等。所检测得到的地基土质检测的参数如表1所示。
表1 地基土检测结果
(l)对砌体强度检测的过程中抽取了8个构件,使用贯人法来对砌体的抗压强度进行了检测,通过相关的强度检测:所有构件的砌筑砂浆抗压强度均达到了2.5MPa,进而满足对于砂浆相关质量标准的要求。
(2)抽取砖房砌体的普通粘土砖来进行抗压强度测试,通过相关技术检测:所抽取的构件砌体粘土所烧结的砖能够达到MUS中的相关标准,也满足原设计的要求。
采用钻芯法来对砖房柱体混凝土的强度进行了强度测试,并且针对检测的参数采用了非统计方法来对检测的参数结果进行整合与评估,通过评估得到砖房内混凝土的强度12.0MPa,稍微低于原设计对混凝土强度的要求。
根据对旧砖房的改造使用荷载要求来检验旧砖房的预制空心楼板结构性能,采取随机试验的方式来选取楼板进行试验,然后将楼板取下做地面结构性能的检验,最终得到如下检验数据,见表2。
从以上检测鉴定结果来看,对旧砖房的改造加固设计中,需要对楼板的加固方案进行优化选择,由此,还另外取下一块旧砖房的楼板,然后对其中的一个楼板孔位置处凿槽放置212钢筋,并通过C3O的细石混凝土进行浇捣密实,使得混凝土强度为100%,最后才来检验该加固楼板的结构性能,从而得到表2的检验结果。
表2 预制空心楼板结构性能检验结果
将旧砖房的楼板和加固后的楼板进行结构性能检验,通过对比得知,本文所采取的楼板加固方案极大地改善了楼板的结构性能,加固后的楼板符合现行的规范和要求。
根据对该多层砖混房的相关检测结果进行建筑结构分析,并验算。
(1)单排柱内框架结构。位置为图1中的⑦~⑱的砖房轴部分,根据以往的建筑在抗震设计方面有所缺乏,建设部在新的《建筑抗震设计规范》(GB500ll-2001)中对建筑物的单排柱内框架房屋的规定已经取消,根据新的规定要求来看,该旧砖房的⑦~⑱的砖房轴部分在抗震性能情况很差。
(2)结构混凝土梁。对于旧建筑物,尤其是1989年以前建设的砖房,其设计都只是考虑到了竖向荷载作用,而没有考虑到结构混凝土梁的地震荷载作用,其建筑物的混凝土梁在计算配筋时都是按单筋矩形截面来计算的,由此会对构件截面下部设计两端弯起的纵向受力钢筋,根据新规定,这样的结构混凝土梁的设计就不具备良好的抗震性能。
(3)砖房楼面楼板。该旧砖房的楼板都是预制空心的,根据对该楼板的结构性能检验数据来看,楼板的承载力性能、抗裂性能标准荷载下的裂缝宽度都低于新的GB50204-2002的相关标准规范。此外,检测了试验楼板的钢筋情况,对未受到压坏的情况下检测受压区楼板混凝土的受拉钢筋被拉断试验,得到楼板出现明显的少筋破坏特点。要使得该旧砖房在改造后达到商业使用功能,必须要对楼板进行全部整改。
从前面的旧砖房的结构检测数据和旧砖房的设计图纸来看,结合旧砖房整改的新的使用荷载要求来验算旧砖房的整体结构,根据验算的结果得到如下信息:
(l) 旧砖房第1~3层的砌体构件的抗震承载力都不符合新的规范和要求;
(2)旧砖房3层楼的砌体的受压承载力都不符合新的规范和要求;
(3)还有35%的砌体构件在局部承压能力方面不符合新的规范和要求。
(1)地基基础安全性评定。根据前面对旧砖房地基基础的相关检测数据得知,旧砖房不存在地基原因所致的房屋沉降裂缝、变形或是位移现象;对地基土的塑性状态进行检测,得知其为软塑和可塑状态的中压缩性地基土。结合旧砖房整改使用目的,根据GB50292一1999的有关规定,对地基基础子单元进行安全性等级评定,得出该旧砖房的地基基础子单元为Bu级。
(2)上部承重结构安全性评定。依据旧砖房的设计图纸和新得到的检测结果来验算分析其结构,得出旧砖房在整体结构和构件抗震承载力方面都不符合当前的相关规定和要求。根据GB50011-2001的有关规定,旧砖房的结构形式也不符合相关规定。若要将旧砖房投入新的商业用途,旧砖房的楼层楼板的结构性能不满足新的使用功能要求和现行规范。根据现行的GB50292-1999的有关规定将旧砖房的上部承重结构子单元的安全性等级评定为Du级。
(3)整体结构的安全性评定。从前文所得到的该旧砖房的地基基础安全性评定结果和上部承重结构的安全性评定结果来看,并结合现行的GB50292-1999的有关规定,将旧砖房整体结构的安全性等级评定成Dbu级。
综述,本文根据当前的有关规范和对该旧砖房的改造使用目的,将该旧砖房的整体安全等级评定为Dbu级。若要使得该旧砖房的改造满足新的商业使用用途的荷载要求,本文提出了如下改造加固的建议:
第一,需要改造和加固旧砖房的地基基础,使得旧砖房地基基础能够符合新商业房用途的结构承载力与变形要求。第二,改造和加固旧砖房的上部整体结构,使得其结构布置和结构形式符合新的抗震规范与要求。第三,改造和加固旧砖房的上部结构各种构件,使得旧砖房上部的混凝土、砌体等构件符合现行规范与要求,同时加固每一层楼面楼板,采用本文加固法来加固预制空心楼板,提升楼板结构性能,使得楼板通过改造满足该结构的竖向荷载要求。
[1] 李星震,程琤. 徐州中小学校舍砌体结构安全性检测及鉴定问题探讨[J/OL]. 建筑知识:1(2017-06-06).http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1243.TU.20170606.1149.006.html.
[2] 吴飞正. 谈东南地区既有砖混结构房屋安全性检测鉴定[J].山西建筑,2015,41(1):34-35.
[3] 王少媚. 既有房屋诊断实例[A]. 浙江省土木建筑学会工程测试分析学术委员会.第二届浙江省建设工程质量检测技术研讨会论文集[C].浙江省土木建筑学会工程测试分析学术委员会,2005:8.