劉 龍
深圳市太科檢測有限公司,廣東深圳 518000
隨著城市經(jīng)濟的快速發(fā)展,城市中出現(xiàn)了一些老化的建筑,修建年代通常為20世紀的70年代到90年代之間,甚至更久遠,這些建筑物的質(zhì)量參差不齊。當前城市中的很多臨街多層磚房出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)裂縫、傾斜、沉降以及遭到破壞,各大城市出于商業(yè)需求,需要對一些遭到破壞或者是受到損壞的臨街多層磚房進行改造修建,由此,必須要先對這些多層磚房進行結(jié)構(gòu)檢測和安全性鑒定工作,結(jié)合相應(yīng)的檢測鑒定結(jié)果來開展結(jié)構(gòu)改造工程,確保這些建筑物在改造中的安全性,使得建筑物能夠帶來更好的經(jīng)濟價值和社會效益。
某城市臨街的3層磚混結(jié)構(gòu)舊房屋,該磚房建造于1982年,當前已經(jīng)找不到該磚房的設(shè)計單位和施工單位的相關(guān)信息。圖1為該磚房的平面布置圖,其中所標注的帶圈數(shù)字⑦~?是磚房軸的單排柱內(nèi)框架結(jié)構(gòu)形式。該舊磚房砌筑所用的材料為75號燒結(jié)普通磚、25號混合砂漿,采用150號的現(xiàn)澆混凝土作為構(gòu)件,即1C3的構(gòu)件,而以450厚∶37的灰土作為磚基礎(chǔ)的大放腳。當前該舊磚房從建造到使用已經(jīng)有35年。出于商業(yè)目的,當前建設(shè)方欲將該舊磚房進行結(jié)構(gòu)改造,整改后的房屋將投入商業(yè)項目。由此需要對該磚房進行技術(shù)經(jīng)濟分析,通過分析認為該舊磚房可以進行改造。關(guān)于該舊磚房的結(jié)構(gòu)檢測與鑒定涉及到如下內(nèi)容。
(1)檢查或檢測舊磚房的地基基礎(chǔ);(2)對該舊磚房的使用歷史進行調(diào)查,主要涉及到該舊磚房在建成后的使用情況及其使用期間的改造、維修以及相關(guān)異常情況進行了解;(3)檢測舊磚房的砌體強度;(4)檢測舊磚房的混泥土構(gòu)件的強度等級;(5)檢測該舊磚房的預(yù)制空心樓板的結(jié)構(gòu)性能;(6)匯總所有的檢測結(jié)果數(shù)據(jù),根據(jù)有關(guān)條件和規(guī)范性要求驗算出該舊磚房的結(jié)構(gòu);(7)根據(jù)驗算結(jié)果和實際情況來鑒定該舊磚房的安全性;(8)根據(jù)該舊磚房的新的商業(yè)用途和有關(guān)要求,提出對舊磚房的整體改造建議和加固方案。
圖1 舊磚房第一層的建筑平面圖
經(jīng)過檢測磚房的地基下土質(zhì)的類別為粉質(zhì)粘土,根據(jù)這種土質(zhì)的特性該地基是一種非濕陷性的黃土類地基。其中灰土的厚度達到了0.3m;在地基下面大約0.3~3.3m范圍處,地基中土層的含水量達到了31.3%,是一種軟塑狀態(tài)的土質(zhì),具備較高的壓縮性;在基礎(chǔ)地面3.0m位置處,該區(qū)域的土層含水量達到了26.4%,處于一種可塑的狀態(tài),可壓縮性處于中等程度;基礎(chǔ)底面之下大約3.3~8m的范圍內(nèi),土層的含水量達到了26.4%,地基仍然可劃分為可塑性,壓縮性為中等。所檢測得到的地基土質(zhì)檢測的參數(shù)如表1所示。
表1 地基土檢測結(jié)果
(l)對砌體強度檢測的過程中抽取了8個構(gòu)件,使用貫人法來對砌體的抗壓強度進行了檢測,通過相關(guān)的強度檢測:所有構(gòu)件的砌筑砂漿抗壓強度均達到了2.5MPa,進而滿足對于砂漿相關(guān)質(zhì)量標準的要求。
(2)抽取磚房砌體的普通粘土磚來進行抗壓強度測試,通過相關(guān)技術(shù)檢測:所抽取的構(gòu)件砌體粘土所燒結(jié)的磚能夠達到MUS中的相關(guān)標準,也滿足原設(shè)計的要求。
采用鉆芯法來對磚房柱體混凝土的強度進行了強度測試,并且針對檢測的參數(shù)采用了非統(tǒng)計方法來對檢測的參數(shù)結(jié)果進行整合與評估,通過評估得到磚房內(nèi)混凝土的強度12.0MPa,稍微低于原設(shè)計對混凝土強度的要求。
根據(jù)對舊磚房的改造使用荷載要求來檢驗舊磚房的預(yù)制空心樓板結(jié)構(gòu)性能,采取隨機試驗的方式來選取樓板進行試驗,然后將樓板取下做地面結(jié)構(gòu)性能的檢驗,最終得到如下檢驗數(shù)據(jù),見表2。
從以上檢測鑒定結(jié)果來看,對舊磚房的改造加固設(shè)計中,需要對樓板的加固方案進行優(yōu)化選擇,由此,還另外取下一塊舊磚房的樓板,然后對其中的一個樓板孔位置處鑿槽放置212鋼筋,并通過C3O的細石混凝土進行澆搗密實,使得混凝土強度為100%,最后才來檢驗該加固樓板的結(jié)構(gòu)性能,從而得到表2的檢驗結(jié)果。
表2 預(yù)制空心樓板結(jié)構(gòu)性能檢驗結(jié)果
將舊磚房的樓板和加固后的樓板進行結(jié)構(gòu)性能檢驗,通過對比得知,本文所采取的樓板加固方案極大地改善了樓板的結(jié)構(gòu)性能,加固后的樓板符合現(xiàn)行的規(guī)范和要求。
根據(jù)對該多層磚混房的相關(guān)檢測結(jié)果進行建筑結(jié)構(gòu)分析,并驗算。
(1)單排柱內(nèi)框架結(jié)構(gòu)。位置為圖1中的⑦~?的磚房軸部分,根據(jù)以往的建筑在抗震設(shè)計方面有所缺乏,建設(shè)部在新的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB500ll-2001)中對建筑物的單排柱內(nèi)框架房屋的規(guī)定已經(jīng)取消,根據(jù)新的規(guī)定要求來看,該舊磚房的⑦~?的磚房軸部分在抗震性能情況很差。
(2)結(jié)構(gòu)混凝土梁。對于舊建筑物,尤其是1989年以前建設(shè)的磚房,其設(shè)計都只是考慮到了豎向荷載作用,而沒有考慮到結(jié)構(gòu)混凝土梁的地震荷載作用,其建筑物的混凝土梁在計算配筋時都是按單筋矩形截面來計算的,由此會對構(gòu)件截面下部設(shè)計兩端彎起的縱向受力鋼筋,根據(jù)新規(guī)定,這樣的結(jié)構(gòu)混凝土梁的設(shè)計就不具備良好的抗震性能。
(3)磚房樓面樓板。該舊磚房的樓板都是預(yù)制空心的,根據(jù)對該樓板的結(jié)構(gòu)性能檢驗數(shù)據(jù)來看,樓板的承載力性能、抗裂性能標準荷載下的裂縫寬度都低于新的GB50204-2002的相關(guān)標準規(guī)范。此外,檢測了試驗樓板的鋼筋情況,對未受到壓壞的情況下檢測受壓區(qū)樓板混凝土的受拉鋼筋被拉斷試驗,得到樓板出現(xiàn)明顯的少筋破壞特點。要使得該舊磚房在改造后達到商業(yè)使用功能,必須要對樓板進行全部整改。
從前面的舊磚房的結(jié)構(gòu)檢測數(shù)據(jù)和舊磚房的設(shè)計圖紙來看,結(jié)合舊磚房整改的新的使用荷載要求來驗算舊磚房的整體結(jié)構(gòu),根據(jù)驗算的結(jié)果得到如下信息:
(l) 舊磚房第1~3層的砌體構(gòu)件的抗震承載力都不符合新的規(guī)范和要求;
(2)舊磚房3層樓的砌體的受壓承載力都不符合新的規(guī)范和要求;
(3)還有35%的砌體構(gòu)件在局部承壓能力方面不符合新的規(guī)范和要求。
(1)地基基礎(chǔ)安全性評定。根據(jù)前面對舊磚房地基基礎(chǔ)的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)得知,舊磚房不存在地基原因所致的房屋沉降裂縫、變形或是位移現(xiàn)象;對地基土的塑性狀態(tài)進行檢測,得知其為軟塑和可塑狀態(tài)的中壓縮性地基土。結(jié)合舊磚房整改使用目的,根據(jù)GB50292一1999的有關(guān)規(guī)定,對地基基礎(chǔ)子單元進行安全性等級評定,得出該舊磚房的地基基礎(chǔ)子單元為Bu級。
(2)上部承重結(jié)構(gòu)安全性評定。依據(jù)舊磚房的設(shè)計圖紙和新得到的檢測結(jié)果來驗算分析其結(jié)構(gòu),得出舊磚房在整體結(jié)構(gòu)和構(gòu)件抗震承載力方面都不符合當前的相關(guān)規(guī)定和要求。根據(jù)GB50011-2001的有關(guān)規(guī)定,舊磚房的結(jié)構(gòu)形式也不符合相關(guān)規(guī)定。若要將舊磚房投入新的商業(yè)用途,舊磚房的樓層樓板的結(jié)構(gòu)性能不滿足新的使用功能要求和現(xiàn)行規(guī)范。根據(jù)現(xiàn)行的GB50292-1999的有關(guān)規(guī)定將舊磚房的上部承重結(jié)構(gòu)子單元的安全性等級評定為Du級。
(3)整體結(jié)構(gòu)的安全性評定。從前文所得到的該舊磚房的地基基礎(chǔ)安全性評定結(jié)果和上部承重結(jié)構(gòu)的安全性評定結(jié)果來看,并結(jié)合現(xiàn)行的GB50292-1999的有關(guān)規(guī)定,將舊磚房整體結(jié)構(gòu)的安全性等級評定成Dbu級。
綜述,本文根據(jù)當前的有關(guān)規(guī)范和對該舊磚房的改造使用目的,將該舊磚房的整體安全等級評定為Dbu級。若要使得該舊磚房的改造滿足新的商業(yè)使用用途的荷載要求,本文提出了如下改造加固的建議:
第一,需要改造和加固舊磚房的地基基礎(chǔ),使得舊磚房地基基礎(chǔ)能夠符合新商業(yè)房用途的結(jié)構(gòu)承載力與變形要求。第二,改造和加固舊磚房的上部整體結(jié)構(gòu),使得其結(jié)構(gòu)布置和結(jié)構(gòu)形式符合新的抗震規(guī)范與要求。第三,改造和加固舊磚房的上部結(jié)構(gòu)各種構(gòu)件,使得舊磚房上部的混凝土、砌體等構(gòu)件符合現(xiàn)行規(guī)范與要求,同時加固每一層樓面樓板,采用本文加固法來加固預(yù)制空心樓板,提升樓板結(jié)構(gòu)性能,使得樓板通過改造滿足該結(jié)構(gòu)的豎向荷載要求。
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