混凝土房屋结构检测及加固设计研究

刘 婷 严仁章

(重庆交通大学 重庆 400074)

一、引言

建筑结构设计的意义，是利用结构的综合性能，来达到使建筑牢固、安全、可靠的目的，让建筑能够安全、舒适的为人所服务[1]。近些年，随着我国经济的快速发展和“一带一路”政策的实施，我国房屋建设规模不断扩大。但是房屋结构在实际使用过程中与设计预想有很大的不同，这也是实际工程的复杂性和难点。建筑的使用条件、环境条件的变化，影响建筑物的舒适、安全以及正常使用，迫切需要对其进行房屋检测、结构可靠性鉴定，以及对其进行相应的加固处理[2]。

二、房屋检测和加固的目的

在对房屋建筑进行设计时，需要考虑多种因素，如在施工过程中可能用的建筑材料和使用的施工技术等，这一切都与房屋质量息息相关。在房屋建设完成后，会遭受来自然环境和人类活动的影响，当影响超过房屋承受范围时，便会对房屋产生伤害，进而影响房屋建筑的实际使用寿命，如房屋倾斜、结构不稳定和墙体开裂等现象。面对这些情况，需要对房屋结构进行检查，采取相应的加固措施，降低房屋的安全隐患，提高房屋使用质量，为居住者提供安全舒心的居住环境。

三、工程实例

本文以某高校教学楼为例，以民用混凝土框架结构为研究对象，对该房屋问题及相应的加固设计展开研究分析。该教学楼于1981修建，距今约有39年,结构形式为七层钢筋混凝土框架结构，无地下室，地上建筑分为5栋，每栋楼之间设有变形缝。因该教学楼使用时间较长，其间经历了多起地震，且该楼在设计时采用《混凝结构设计规范》74版本，该规范对钢筋混凝土的最小保护层厚度、抗剪钢筋的布置、结构抗震的有关规程与我国目前使用的最新规范有些许的差别，为检测其是否符合现行规范抗震要求以及鉴定该建筑现阶段的使用性，故对该教学楼进行检测。

(一)上部结构检测

通过对房屋主体结构进行现场检测，楼梯为现浇板式结构，房屋框架柱、梁为主要承重结构，楼板均为预制空心板，楼顶屋面为上人平屋面。上部结构受力体系明确，传力路径清晰。上部结构构件检查的内容主要包括非承重墙、混凝土柱、梁以及屋盖等构件的检查。

在墙体检查中发现，房屋内外填充墙厚均为240mm，墙体材料均为普通烧结砖，多为纵墙斜裂缝，其中第一层裂缝已延伸至基础。对结构各层混凝土梁、柱的构造连接及裂缝生长、构件破损情况进行了检查，未发现混凝土构件开裂和存在过大变形等异常现象。

(二)维护结构检测

对屋面进行现场检查，其主要病害为女儿墙处的构造柱破损、露筋、锈胀，女儿墙压顶破损、残缺、有裂缝。此外，屋面存在积水、排水不畅、泄水管堵塞、草木滋生，泥土堆积等现象。对门窗进行检查发现，每层楼梯处窗户均锈蚀及局部缺失。在进行防水检查时，由于排水管破损，导致屋面排水不畅，且屋面积水沿墙体下渗，导致墙体水渍，滋长青苔。

(三)几何尺寸测量

本次检测对结构的主要尺寸进行复核。由于受检测条件限制，尺寸测量的主要内容为填充墙尺寸、梁柱尺寸及保护层厚度、钢筋间距。检测时，采用钢卷尺及非金属板厚度测试仪等测量工具进行填充墙尺寸检测，采用钢筋扫描仪探测混凝土构件截面尺寸，使用回弹法检测混凝土的强度大小，采用中纬ZT20R全站仪免棱镜方法测量垂直度。检测发现，该教学楼的结构显著影响承载能力，为确保该建筑物安全使用，建议选取合理的加固方案，对该建筑屋面构造柱、女儿墙压顶等部位进行加固及修缮处理。

四、加固办法

(一)构造柱加固方法选定

屋顶构造柱混凝土在常年雨水侵蚀中已经严重损伤、侵蚀、锈胀、破损，混凝土强度显著下降，存在严重缺陷，不能满足设计要求。并且考虑到该教建筑正在使用中，为了避免对周边行人、工作以及生活产生较大影响，并且保证加固效果，屋面构造柱采用置换混凝土加固的方法进行加固。此次采用的置换构造柱的混凝土的加固法需要将有病害或者承载能力较低的混凝土剔除并达到一定深度，重新浇筑同品种但等级较高的的混凝土进行增强，使原构件的承载力得到恢复，让构造柱能够正常、安全、有效的继续发挥作用。

(二)女儿墙加固方法选定

屋顶女儿墙压顶经过长年风化、雨水侵蚀等，其混凝土强度已经降低，并产生裂缝，局部地方残缺。女儿墙压顶的功能是用来压住女儿墙，保证女儿墙具有一定强度的连续性和整体性，所以不属于主体结构。并且考虑到该教建筑正在使用中，为了避免对周边行人、工作以及生活产生较大影响，并且保证加固效果，所以采用增大截面法对其进行加固处理。

五、施工流程及注意事项

(一)构造柱加固施工要点[3-6]

1.按照规定的方法、步奏和要求进行剔除原混凝土，避免损伤其他尚好的钢筋。若意外损伤了原有的尚好的钢筋，应立即停止下一步操作，并研究相应的技术解决方法，处理完毕后方能开展下一步操作。

2.在浇筑混凝土之前，应当按照设计图纸及其要求，对原来已经锈蚀的钢筋进行除锈，不能继续使用的钢筋进行替换，仔细安装并且焊接需要补配的钢筋及其箍筋；如果焊接的时候意外对原钢筋造成了损伤，应当立即停止下一步操作，研究并给出相应的技术解决方法，处理完毕才能开展下一步操作。

(二)女儿墙加固施工要点

在增大截面法加固女儿墙压顶时，为保证新旧混凝土形成良好的粘结，共同工作，必须要对新旧混凝土的粘结面进行处理，比如清除抹灰、剔除不符合要求的混凝土等等，防止粘胶剂和被粘结的表面产生隔层，减低粘结效果。清洁方法有水清洁、毛刷清洁、火焰清洁及洗涤剂清洁等[7]。

六、结论

本文以既有民用建筑中的钢筋混凝土框架结构为实例工程开展相应的研究分析，展开对民用建筑安全性鉴定方法及加固技术的研究和分析。得到以下结论：

(1)实例工程应用的结果表明，新版《民用建筑可靠性鉴定标准》对既有建筑的检测鉴定是科学合理的，其对构件划分等阐述精炼，结果可靠性高，结论与实际工程比较符合。

(2)对既有建筑进行安全性鉴定是一项技术含量高、责任重大而且非常复杂的工作，实际工程中出现的问题太多，而且问题多样，需要对工程有非常清楚的了解和认识，参与鉴定人员需要不断学习先进的知识，不能盲目鉴定。