经营性自建房结构安全鉴定情况分析及对策

2024-01-31 17:07郭理祝明桥吕伟荣孙涛张宇
中国标准化 2023年15期
关键词:自建房加固

郭理 祝明桥 吕伟荣 孙涛 张宇

摘 要:为研究经营性自建房质量现状,本文统计分析了300份自建房鉴定报告,重点讨论地基基础、墙体、梁、板、柱等在砖混结构自建房安全鉴定中的要点。从报告的鉴定结果出发,对这些问题的成因,分别从建造用途、地基基础、建筑材料、自建房整体性、设计与施工、房屋的历史状况等角度进行了解释说明。针对自建房可能存在的地基基础缺陷、上部承重结构承载力不足问题提供一些常用加固方法,并给出对应加固方式的优缺点。给后续鉴定的工作提供一些建议。

关键词:自建房,房屋鉴定,砖混结构,加固

DOI编码:10.3969/j.issn.1002-5944.2023.15.042

基金项目:本文受湖南省自然科学基金面上项目“FRP管自密实微膨胀UHPC柱受力机理及抗震性能研究”(项目编号: 2020JJ4313)资助。

Analysis and Measures of Structural Safety Appraisal of Commercial Selfbuilt Houses

GUO Li1,2 ZHU Ming-qiao1,2* LYU Wei-rong1 SUN Tao1,2 ZHANG Yu1,2

(1. School of Civil Engineering, Hunan University of Science and Technology; 2. Hunan Engineering Research Center for Intelligently Prefabricate Passive House)

Abstract: In order to study the quality status of commercial self-built houses, the paper statistically analyzed 300 appraisal reports on self-built house, and discussed the main points of safety appraisal of brick-concrete structure self-built houses, including foundation, wall, beam, slab, column, etc. Based on the identifi cation results, the paper expounded the causes of these problems from the perspectives of construction purpose, foundation, building materials, integrity of self-built houses, design and construction, and historical conditions of houses. Aiming at the problems of possible foundation defects and insuffi cient bearing capacity of the upper load-bearing structure of self-built houses, the paper provided some commonly used reinforcement methods and their advantages and disadvantages. Finally, the paper provided some suggestions for the follow-up identifi cation work.

Keywords: self-built house, house appraisal, brick-concrete structure, reinforcement

0 引 言

新中国成立后国民经济逐步恢复,战后重建工作如火如荼的开展,人们开始自建房屋来解决自住问题。1978年改革开放后,市场经济空前繁荣,全国各族人民开始富裕起来了,各地迎来了自建房的热潮。自建房的用途也由自住逐步向经营性过渡。近年来城镇化取得了丰硕成果,城镇人口占全国人口比重的63.89%[1]。市场需求进一步扩大,自建房最初的设计慢慢开始不能满足人们的实际需求。为了获得更多利润,户主擅自对自建房的进行加建、改建、改变自建房使用用途,同时也给自建房带来了安全隐患。因此发生了一系列由于加建、改建引起的重大自建房倒塌事件,给人民生命财产带来了重大损失。自长沙4.29自建房倒塌事件后,湖南开展了自建房安全整治“百日攻坚”专项行动。

本文通过对经营性自建房结构鉴定的重点部分以及鉴定结果进行分析,揭示经营性自建房结构安全现状并对后续工作提出可行性建议。

1 鉴定依据与内容

本次检测,主要根据《危险房屋鉴定标准》(JGJ 125-2016)的相关要求,使用调查法、无损检测、局部破损检测、观测法等方式,主要对湖南地区的部分经营性自建房进行现场检测鉴定。本次检测鉴定结果来源于2022年自建房安全整治“百日攻坚”专项行動期间对湖南地区进行鉴定结果。

2 自建房安全鉴定要点

现场对自建房的地基基础、上部承重结构进行详细且全面的检查,主要包括:地基基础的外观检测、上部承重结构是否连续、钢筋混凝土构件尺寸、钢筋混凝土构件的配筋情况、承重构件是否出现裂缝、裂缝情况、承重构件尺寸、承重构件强度、维护结构的现状,构件的连接方式等,充分暴露了自建房存在的安全问题,从而最大限度来保证人民群众生命财产安全。

2.1 地基基础安全鉴定要点

“地基不牢,地动山摇”,地基基础塌陷是自建房常见的问题之一,其带来的后果是非常严重的,轻则导致上部结构倾斜和下部墙体出现沉降缝,重则影响自建房的正常使用,降低自建房的寿命。现场对自建房检测时,对以下情况应特别关注:

(1)自建房的整体或局部是否出现明显沉降,沉降是否对主体结构产生影响,造成沉降缝的产生,房屋倾斜。

(2)自建房本身是否加建,造成自建房的自重变大;四周是否存在自重较大的建筑,使地基基础产生不均匀沉降。

(3)自建房周边是否存在正在加建像地铁盾构工程这样可能造成地基滑移、塌陷的工程。

(4)自建房周边是否发生滑坡等地质灾害。

(5)自建房是否存在排水不畅。

2.2 上部结构鉴定要点

2.2.1 墙体

墙体是砖混结构中的主要承重构件,鉴定过程中需重点关注以下几个方面:

(1)裂缝

重点检查墙体裂缝的数量、长度、宽度以及裂缝的位置,分析裂缝产生的原因。以下是几种裂缝的成因:

1)温度裂缝

温度裂缝是最常见的墙体裂缝,多层自建房的顶层此类现象更为明显,例如顶层圈梁底下墙体灰缝处出现的水平裂缝,顶层横墙上产生的中间宽两端小的八字型裂缝。严重的八字裂缝长度相当于房屋的1/3长度[2],裂缝主要是因为砌块、砌筑砂浆、混凝土等建筑材料的线膨胀系数差异造成的,甚至有些自建房屋盖夏季受到的热辐射远远大于墙体受到的热辐射,屋盖在夏季产生较大的热膨胀变形,冬季产生较大的收缩变形,使得屋盖和墙体之间的拉应力和剪应力大于墙体的抗拉、抗剪应力,墙体从而产生裂缝。

2)沉降裂缝

沉降裂缝主要出现在底层纵墙上,裂缝的主要特点是下大上小,其产生的原因是地基沉降不均,使得墙体受到的剪应力大于墙体的抗剪承载力,导致墙体开裂。横墙由于受到的压应力比纵墙大,横墙的抗剪承载力大于纵墙,所以沉降缝主要出现在纵墙上。

3)结构性裂缝

结构性裂缝是由于自建房没有经过专业的结构设计,结构布置不合理,造成局部荷载过大,而砌体的抗力不足,引起开裂。例如底层承重墙下部出现的多条竖向裂缝。

(2)墙体砌筑、连接

检查承重墙是眠墙还是空斗墙,空斗墙无论是抗压、抗剪承载力都相对不足,存在较大的安全隐患。纵横墙交接处是否采用咬砌的砌筑方式来增加房屋的整体性,墙体是否从上至下连续或墙体是否砌筑在梁上。

(3)砌体强度

砌体强度是后续结构建模计算的重要参数,现场检测砌块、砌筑砂浆尽量使用回弹法测定其强度,减少对砌体的破坏,对于风化程度较高的砂浆,无法通过回弹法测定其强度,可以采用原位轴压法直接测定砌体的抗压承载力。

2.2.2 梁、板、柱

(1)结构体系

结构体系是自建房向地基传递荷载的部分,检查时重点关注结构体系是否连续,例如板是否搭接在墙上或梁上、梁是否搭接在柱或墙上,墙、柱是否悬空;自建房悬挑部分是否存在悬挑梁等。

(2)强度、尺寸、配筋

混凝土构件往往是自建房承重构件中最核心的部分,通过回弹法测定混凝土构件的强度,准确地测量混凝土构件的截面尺寸,使用鋼筋探测仪明确梁、柱的配筋、配箍情况。

(3)缺陷

重点检查承重柱、梁的裂缝和钢筋锈蚀情况,明确裂缝产生的原因。例如柱是否出现明显的受力裂缝(偏心受压产生的水平裂缝、柱体倾斜过大产生的断裂通缝)或是明显的挠曲变形,挠曲部位出现水平或交叉裂缝;梁是否出现明显的受力裂缝(端部出现斜裂缝,跨中出现竖向裂缝,悬挑梁根部混凝土开裂)或是较大的挠曲变形;对于长期暴漏在潮湿环境的钢筋混凝土构件重点检查钢筋的锈蚀情况。

3 鉴定结果分析

3.1 常用结构类型、建造用途

通过对鉴定结果分析得出,常用的结构类型有砖木结构、砌体结构、砖混结构、框架结构等结构类型如图1所示,各种结构类型占比及建造年代见表1。由表1可知,现存的经营性自建房主要建造于20世纪90年代后,1990年以前的自建房占比相对较少,改革开放后经济飞速发展,砖混结构成为居民新建自建房的首选,现阶段存在的砖混结构约占所鉴定的经营性自建房总数的79%;2010年后,经济进一步发展,居民的安全意识也相应的提高,框架结构(含底框结构)开始出现在经营性自建房当中,约占6.34%。

现存经营性自建房建造初期的目的以自住为主,约占81.33%,后续由于经济发展的影响,居民将自建房的用途由自住改为经营。

由于砖混结构在常用结构类型中占据主导地位,建造年代大部分距今20~30年左右,必定是将来最主要的结构类型,所以后续重点讨论砖混结构。

3.2 地基基础

所鉴定的房屋都位于城镇,大部分自建房的选址未经过专业勘探,建造地址通常是自己家的宅基地、“风水宝地”、当地政府统一规划的地址。从现场检测的建筑物外观图上看,未发现有自建房的地基发生沉降不均现象。

检测地区经营性自建房位于平原与丘陵的过渡地带,地质上花岗岩广泛分布,宅基地基本选址在硬度较高的花岗岩上,地基基础缺陷相对较少。通过现场检测人员使用全站仪或铅锤实验对自建房垂直度进行测量,未发现有自建房出现地基问题;在基础形式上,几乎所有自建房都使用了条形基础。

3.3 建筑材料

居民建造自建房时的建筑材料的选取通常采用就近、经济的原则。建筑材料主要包括砖、砂、水泥、石灰、钢筋等。

为了节约成本,砌块采用拆除的老旧房屋的废砖、半砖。新买的砖块,也由于砖厂工艺水平有限,存在部分砖块大小不一,砖块表面孔隙率不达标,色差较大等问题,导致部分自建房砌块抗压强度推定值偏低。现场检测发现大部分砌块抗压强度推定值为10 Mpa,少部分在10 Mpa以下,约占8%。

砌筑砂浆配比主观性太强,往往依靠工人经验,现场搅拌配合,比例不符合规范规定,往往大量用砂,减少水泥用量或使用质量不达标的水泥,导致砌筑砂浆抗压强度推定值差异较大。现场检测发现砌筑砂浆抗压强度推定值最高可达10.6 Mpa,最低在2 Mpa。

混凝土基本是现场自拌,用料配比,既依靠工人经验,也取决于户主经济水平,粗骨料一般为大小不一的鹅卵石,细骨料为河沙,浇筑后混凝土养护基本也未按照标准实行。

钢筋混凝土构件中钢筋的选取、布置基本依靠经验,甚至部分承重构件出现少筋情况,为今后承重构件发生脆性破坏埋下隐患。钢筋存放也是露天放置,钢筋使用时,可能已经发生锈蚀。

3.4 自建房整体性

经营性自建房以砖混结构为主,户主建造时基本设置地基圈梁,然后隔层设置圈梁,约占79.67%。为节约建造成本部分房屋未设置构造柱,约占76.33%,造成房屋整体性不足,缺乏抗震能力。户主对圈梁的重视程度略高于构造柱。

纵横墙交接处基本采用咬砌的砌筑方式去增加自建房的整体性。

3.5 设计与施工

几乎所有自建房都没有设计图纸,建设时基本只参考户主的主观意愿(如经济实用、美观大气、“风水”)按照经验进行建设。自建房的施工同样也存在问题,没有专业的施工团队,都是工程情况临时组织村民,这样的人群缺乏相应的专业素养,责任意识相对薄弱,所以自建房工程质量往往不达标。

3.6 房屋历史状况

通过现场观察,以及结合对户主进行询问调查的方式,对房屋的历次装修、修缮、扩建、改建、遭受灾害或事故情况等进行调查。由于自建房建造在城镇化水平较高的地区几乎没有房屋遭受灾害,但是扩建、改建现象相对严重,约占5.33%。

3.7 质量通病

自建房普遍都存在大大小小的问题,其中最常见的质量问题是渗水,其次是顶楼出现的温度裂缝,基本存在于每一栋房屋,如图2所示。

3.8 鉴定评级

尽管经营性自建房都存在大大小小的质量问题,但对随机抽取的300份鉴定报告的鉴定数据经行分析,发现都符合《危险房屋鉴定标准》(JGJ 125-2016)对于房屋危险性等级评定为B级的要求,达到了作为经营性自建房的最低要求。

4 房屋结构安全改善策略

4.1 地基基础加固

(1)基础注浆加固法

基础注浆加固法适宜于砂土、粉土、粘性土等软土的地基加固中,通过分渗注浆、劈裂注浆和密压注浆等加注方式在软土地基上形成一个抗压、抗渗能力较强的固化体,来加固地基。

(2)树根桩加固法

树根桩加固法适用于淤泥、淤泥质土、碎石土及人工填土等地基上的基础托换和加固。例如既有房屋加层和修复后的地基加固工程。树根桩加固法具有工期短、造价低的优点。

(3)增加基础地面面积加固法

增加基础地面面积加固法适用于地基对原建筑承载力不足或是地基面积不足的加固。例如条形基础、独立基础的加固。条形基础、独立基础也是自建房常见的基础。加固时可以根据需要加宽基础,但需要注意新旧基础之间的连接问题。

(4)坑式托换加固法

坑式托换加固法适用于自建房加层或是上部结构压力增大较多的情况。

(5)灰桩托换加固法

灰樁托换加固法是将基础打穿,然后在基础的下方钻孔,以成孔为路径灌入石灰材料,石灰材料填入完毕后进行夯实,从而加固地基[3]。该方法主要使用石灰材料,由于成本低廉,是目前农村地区地基加固最常用的加固方式。

4.2 上部承重结构加固

(1)灌浆法

灌浆法常用水泥浆、环氧树脂等胶结材料,并使用重力灌浆法或压力灌浆法将胶结材料压入裂缝中,硬化后胶结材料与砌体连接成一体,从而封堵裂缝增加原砌体的强度。灌浆法具有对装饰层破坏小的优势。

(2)增设圈梁与构造柱抗震加固法

增设圈梁与构造柱抗震加固法能增加自建房的整体性,提高自建房的刚度,提高自建房的抗剪能力,减少侧移,提升自建房的抗震性能。但是该加固方法有着工艺复杂、加固周期长、影响原自建房空间布局等缺点。

(3)高性能水泥复合砂浆钢筋网加固法

高性能复合砂浆钢筋网加固法使用销钉将钢筋网固定在加固构件的两面,然后抹上强度不低于42.5 Mpa的高性能复合砂浆。该方法具有施工周期短、加固后结构的抗压、抗剪承载力都得到提高的优点。

(4)外包钢筋混凝土加固法

外包钢筋混凝土加固法主要用于提高砖柱的抗压、抗弯承载力。

(5)黏钢加固法

黏钢加固法通过粘接材料使钢材与砌体共同作用,提高砌体承载力。

(6)外包型钢加固法

外包型钢加固法通常使用横向缀板或箍板为连接件,使用角钢对砖柱经行包裹,限制砖柱的侧向变形,从而提高砖柱承载力。

(7)纤维增强复合材料加固法

纤维增强复合材料加固法目前主要用于提高砌体抗剪、抗压承载力。该方法加固具有施工工艺简单,耐疲劳性好,几乎不增加结构自重,造价低廉的优势。

(8)增设梁垫加固法

增设梁垫加固法通过将梁端的砌体换成钢筋混凝土垫块,提高梁端部砌体抗压承载力。该方法具有不影响适用空间的优势。

(9)托梁拔柱加固法

托梁拔柱加固法是在不影响上部结构或对上部结构影响很小的情况下,更换、接长柱子的加固方法。该方法具有造价低、对生产生活影响小、工期短等优势。

5 结 语

综上所示,开展鉴定工作前需要先组织专家开展排查工作,后续对可能存在安全隐患的自建房进行鉴定,既减少人民的经济支出,又减少鉴定工作者的工作量。对于发生影响上部主体结构的地基不均匀沉降、上部主体结构出现结构裂缝、结构体系不连续、改变使用用途、加建、改建的自建房,需要进行结构安全鉴定,排除安全隐患。对于经营性自建房出现的问题需提供加固方法。

参考文献

[1]国家统计局,国务院第七次全国人口普查领导小组办公室.第七次全国人口普查公报(第七号)-第七次全国人口普查工作基本情况[J].中国统计,2021(5):6-7.

[2]赵书全.浅析典型墙体裂缝产生的原因[J].城市建筑,2013(16):177.

[3]王洪亮.村镇房屋地基基础加固技术探究[J].科技风,2021(18):107-108.

作者简介

郭理,硕士,研究方向为砌体结构。

祝明桥,通信作者,博士,二级教授,研究方向为混凝土结构及其新材料的应用。

(责任编辑:张瑞洋)

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