某城市旧改房屋安全性鉴定及信息化监测研究

宋娟 SONG Juan；赵福龙 ZHAO Fu-long；罗国波 LUO Guo-bo；冯建洲 FENG Jian-zhou

（①贵阳市工程设计质量监督站，贵阳 550000；②贵州中建建筑科研设计院有限公司，贵阳 550006）

0 引言

近年来我国大部分城市棚改规模减半，旧改大步入场，贵阳也不例外，在推进房屋旧改工作过程中，开展了大量工作。同时，随着贵阳贵安融合发展，强省会战略的提出，贵阳城市发展格局外拓，而老城区较大的棚改项目也渐近完成。未来，随着贵阳市地铁2 号线、3 号线、数博大道、人民大道等道路工程建成使用，城市组团建设的推进，贵阳棚改工作仍旧会持续较长的时间，但将不再风风火火，占据城市更新发展的主力，相反贵阳市城市老旧小区改造将会持续推进，而更多的是在新板块、新区域建成更新、更完善、更舒适的城市群落。在推进房屋旧改工作过程中，需对某地标性“翼型”房屋建筑结构进行安全性检测鉴定。但因该建筑属于建国以来该市修建较早的第一批“地标性”建筑，结构类型为“多层装配式框架混合结构”，结构类型复杂，故而该建筑的旧改工作及安全性检测鉴定备受相关部门关注。

1 工程概况

该“地标性”建筑建筑修建于1958 年，建筑面积为12425m2，原设计使用年限为40 年，已超期使用22 年，原施工单位不详，相关施工、竣工资料缺失。该建筑按结构体系的不同分为两翼及中央部分两个区域，其中中央框架部分为九层装配式框架结构，两翼部分为六层混合结构；楼、屋面板为预制槽型板，采用浅基础，该建筑曾进行过改造加固处理，但相关资料缺失。经过多次扩建和加层，后期曾进行过加固改造。检测鉴定难度较大。

2 检测结果

2.1 建筑基本情况调查

该建筑结构体系混乱且有多次改造，原设计使用年限为40 年，已超期使用22 年，原施工单位不详，相关施工、竣工资料缺失。该建筑按结构体系的不同分为两翼及中央部分两个区域，其中中央框架部分为九层框架结构，两翼部分为六层混合结构；楼、屋面板为预制槽型板，采用浅基础，该建筑曾进行过改造加固处理，但相关资料缺失。目前该建筑一、二、三、七、八层为机房，四、五、六层为办公用房。

2.2 建筑平面布置

采用激光测距仪和钢卷尺图绘制对建筑平面布置图进行量测，并绘制建筑平面图。该建筑平面形状不规则，呈“翼型”。

2.3 建筑垂直度检测

采用全站仪检测建筑垂直度。该建筑最大垂直度检测值为32mm，未超过《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292-2015）对Cu 级限值（H/200=193mm，H 为顶点结构高度），建筑整体垂直度满足规范要求。建筑垂直度具体检测结果。

2.4 构件材料强度检测

采用回弹法检测混凝土强度，如出现异常数据，则采用钻芯法进行修正；采用回弹法检测砌体承重墙烧结砖强度、贯入法检测砌筑砂浆强度。经检测，该建筑混凝土构件强度推定值如下：

一层~四层柱强度推定值为21.2MPa~38.8MPa，五层~九层柱强度推定值为17.5MPa~30.5MPa；部分构件强度未达到原设计强度等级。中央框架部分一~八层框架柱加固后的混凝土强度推定值为16.6MPa~31.3MPa；一层~四层梁强度推定值为22.5MPa~38.2MPa，五层~九层梁强度推定值为21.4MPa~35.8MPa；部分构件强度未达到原设计强度等级；砌筑砂浆强度推定值为1.5MPa~4.8MPa；砖强度等级均达到MU10 等级。

2.5 构件截面尺寸检测

采用钢卷尺测量梁、柱截面尺寸及墙体厚度。本次检测对不同类型的主要承重构件截面尺寸进行抽检，统计各类型构件截面尺寸。主要承重墙体厚度为240mm。

2.6 混凝土构件钢筋配置情况检测

采用钢筋扫描仪结合局部凿开验证的方法检测混凝土构件钢筋配置情况。根据现场检测结果，所抽检个别混凝土构件钢筋间距不满足设计及规范要求，经核算，满足承载力要求。

2.7 上部承重结构的连接及构造检测

采用钢筋扫描仪对上部承重结构构件及围护结构的连接与构造进行检测。该建筑所用烧结普通砖的砌筑工艺质量较差，多处砌筑砂浆不饱满，砌筑表面不平整，中央楼梯间部分墙体为空斗墙砌筑。多处楼体间墙体砖及六~九层房间砂浆存在不同程度风化和粉化迹象；部分楼体间及外纵墙墙体存在开裂渗水现象，部分楼梯间墙体存在竖向开裂现象，裂缝最大宽度为2.5mm。Ⅰ区域中央楼梯间为梁式楼梯，平台梁下无构造柱，Ⅱ区域楼体间隔层设置圈梁，圈梁截面尺寸约为250mm*250mm。

2.8 上部承重结构及围护结构的裂缝或缺陷检测

采用卷尺结合裂缝测宽仪对上部承重结构及围护结构裂缝或缺陷进行检测。该建筑混凝土柱的钢筋保护层厚度实测平均值为18mm~25mm 之间，碳化深度平均值为15mm~25mm 之间；混凝土梁的钢筋保护层厚度实测平均值为8mm~20mm 之间，碳化深度平均值为10mm~20mm之间。从检测结果得出：混凝土梁、柱碳化深度均较深，混凝土梁、柱构件实测抗压强度越低的构件，其碳化深度越大，大部分所检混凝土构件碳化深度已超过钢筋的保护层厚度，并导致部分混凝土构件开裂且钢筋锈蚀严重。部分预制混凝土槽型板局部渗水现象，导致板肋钢筋保护层脱落严重，钢筋锈蚀严重。

2.9 地基基础检测

采用开挖探坑和采用麻花钻的方法对基础尺经检测，1 号探坑基础为毛石条形基础，埋深约1900mm，基底持力层为红黏土，地基承载力特征值为487.9kPa，大于基础底面最大压力值283.0kPa，地基持力层承载力满足要求；经麻花钻钻取土样，钻取深度为5.0m，基础底部为红黏土，无危害工程安全性的不良地质现象存在。

2 号探坑基础为毛石条形基础，埋深约1400mm，地基底持力层为红黏土，地基承载力特征值为452.5kPa，大于基础底面最大压力值283.0kPa，地基持力层承载力满足要求；经麻花钻钻取土样，钻取深度为5.0m，基底底部为红黏土，无危害工程安全性的不良地质现象存在。

坑基础均置于塑性红黏土上，基础尺寸、埋深等参数如图1、图2 所示；经检测，基础混凝土强度推定值为22.3MPa~25.3MPa；经室内土样试验结果计算可知，地基承载力特征值fa 取210kPa。图1、图2 为现场检测结果示意图。

图1 墙下基础检测结果示意图

图2 柱下基础检测结果示意图

2.1 0 建筑结构承载力验算

①混凝土强度。

根据现场混凝土强度检测结果可知，混凝土强度推定值离散型较大：计算时取混凝土强度为：一至四层梁、柱：C25，四层以上梁、柱取：C20。

②荷载取值。

楼屋、面荷载的取值：根据原设计荷载选用；

楼、屋面的恒荷载标准值：

楼面：槽型板：[330×140×2+（1440－2×140）×60]×10-6÷1.44×25=2.81kN/m2；

吊顶：0.45kN/m2；

水磨石或木质地板：0.75kN/m2；

合计：2.81＋0.45＋0.60＋0.15=4.01kN/m2。

屋面：空心板：（990×30+960×40＋100×380×2）×10-6÷0.98×25=3.67kN/m2；

150mm 厚矿渣填料：0.15×13.0=1.95kN/m2；

20mm 厚水泥砂浆找平：0.02×20.0=0.40kN/m2；

50mm 厚混凝土现浇层：0.05×25.0=1.25kN/m2；

20mm 厚水泥砂浆抹面：0.02×20=0.40kN/m2；

合计：3.67＋1.95＋0.40＋1.25＋0.40=7.67kN/m2。

楼、屋面的活荷载标准值：

根据设计给出的活荷载来取值，分别为：一层8.0 kN/m2；二层8.0kN/m2；三层：6.0kN/m2；四至八层：4.5kN/m2。

根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 取值：一层至三层机房：6.0kN/m2；四至七层办公室2.0kN/m2；屋面（上人屋面）：2.0kN/m2。

对该建筑采用有限元计算模型进行承载力模拟计算。经验算，该建筑结构部分受力构件承载能力不满足规范要求。依据《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292-2015）评定为Cu 级。图3 为该建筑“翼型装配式框架混合结构”验算模型。

图3 “翼型装配式框架混合结构”验算模型

3 建筑自动化监测

根据检测结果，该建筑附近地面曾出现地坪开裂、塌陷现象。为此对该建筑开展了整体自动化沉降监测。监测拟采用光学监测。根据国家现行规范《工程测量规范》（GB 50026-2007）以及《国家一、二等水准测量规范》（GB 12897-2006）的规定，为保证所有监测工作的统一，提高监测数据的精度，使监测工作有效的指导整个工程施工，监测工作采用整体布设，分级布网的原则，即首先布设统一的监测控制网，如图4 自动化监测平台数据分析流程图所示。本次监测将施工过程中监测点的预警状态按严重程度由小到大分为三级。在预警方面，该子系统预警机制建立的基础是建筑本身安全性等级评定结果以及规范中对于建筑安全性评价的相应指标。该系统通过比对监测数据与规范限值的大小关系，从而判断数据是否超限，通过判断其与规范限值的接近程度将预警等级分为黄色、橙色、红色预警三个等级。对于较为特殊的建筑，则通过委托相关设计单位进行结构验算给出限值，从而满足实际需要，最终实现分层次、多渠道预警，从而实现科学、有效、有针对性的预警。经自动化监测系统监测150 天，期间该建筑沉降累计沉降1.05mm，平均速率为0.06mm/d；建筑最大倾斜率为0.65‰，根据变形监测数据分析，建筑变形在监测期间，建筑附近未出现地面地坪开裂、塌陷现象，且上述变形自动化监测数据相对稳定、正常。

图4 自动化监测平台数据分析流程图

4 结论

通过对贵阳市城市房屋旧改过工作中“某翼型多层装配式框架混合房屋”进行安全性鉴定，得到了该建筑的安全性等级，同时对该建筑进行了整体自动化监测及评价研究，为该建筑的进一步加固处理及建筑健康监控评价提供了科学依据，有效的推进了城市旧改工作的实施。该项工作的开展过程及研究成果可为类似工程提供一定工程经验。