閔宗軍,楊鐵燈
(1.北京市建筑工程研究院有限責(zé)任公司,北京 100039;2.北京市建設(shè)工程質(zhì)量第一檢測(cè)所有限責(zé)任公司,北京 100039)
隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,努力把老舊小區(qū)打造成居住舒適、生活便利、環(huán)境優(yōu)美的美麗家園,不斷完善老舊小區(qū)各類(lèi)配套設(shè)施,優(yōu)化功能,是解決好人民最關(guān)心、最現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。對(duì) 1990 年之前建設(shè)且建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)施設(shè)備、功能配套明顯低于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的老舊小區(qū),以及 1990 年以后建成、住宅樓房性能或效果未達(dá)到國(guó)家節(jié)能 50 % 標(biāo)準(zhǔn)的小區(qū),近些年我國(guó)實(shí)施了以抗震節(jié)能為主、環(huán)境治理為輔的綜合整治。老舊小區(qū)綜合整治中由于私自開(kāi)墻打洞、屋面及外墻未設(shè)置保溫造成墻體開(kāi)裂的現(xiàn)象較為普遍。本文以一個(gè)具體工程實(shí)例分析老舊小區(qū)在檢測(cè)與鑒定過(guò)程中墻體裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的影響,供同類(lèi)工程參考。
某住宅約建于 1996 年,其建筑面積 4 473.5 m2、建筑高度為 14.15 m、由 2 個(gè)單體組成,室內(nèi)外高差0.25 m,均無(wú)地下室、單體 1 地上 5 層、單體 2 地上 4 層,結(jié)構(gòu)形式均為砌體結(jié)構(gòu),無(wú)相關(guān)有效設(shè)計(jì)資料。墻體采用燒結(jié)普通磚與混合砂漿砌筑,除衛(wèi)生間為現(xiàn)澆樓板外其余樓板均為預(yù)應(yīng)力混凝土空心板,各層均設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱,屋面為不上人屋面。現(xiàn)委托單位委托筆者公司對(duì)該建筑物現(xiàn)狀進(jìn)行綜合安全性鑒定,其包括安全性及抗震鑒定,并給出處理建議。其中建筑抗震鑒定類(lèi)別采用后續(xù)使用年限 40 年;恒荷載按照建筑物現(xiàn)有建筑做法、活荷載按照住宅[1]。
該建筑無(wú)相關(guān)有效設(shè)計(jì)資料,主要檢測(cè)內(nèi)容包括[2]:主體結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪,外觀質(zhì)量普查,材料強(qiáng)度,構(gòu)件配筋布置、構(gòu)件截面尺寸,建筑物外輪廓線頂點(diǎn)位移。
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè):?jiǎn)误w 1 范圍為 1 軸~25 軸/A 軸~G 軸,層數(shù)為 1~5 層、無(wú)地下室,結(jié)構(gòu)形式為砌體結(jié)構(gòu),墻體采用燒結(jié)普通磚與混合砂漿砌筑,樓(屋)蓋采用預(yù)應(yīng)力空心板,設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱;單體 2 范圍為 26 軸~42 軸/B 軸~H 軸,層數(shù)為 1~4 層、無(wú)地下室,結(jié)構(gòu)形式為砌體結(jié)構(gòu),墻體采用燒結(jié)普通磚與混合砂漿砌筑,樓(屋)蓋采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板,設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱。結(jié)構(gòu)布置情況如圖 1~3 所示。
圖1 單體 1、單體 2 整體結(jié)構(gòu)布置情況(單位:mm)
由于該建筑處于使用狀態(tài),且居住人口眾多,居住的人口類(lèi)型老年人居多,且住戶家中基本都有裝修,溝通困難。故本次外觀質(zhì)量檢查主要集中在建筑物外側(cè)、樓梯間及部分房間。經(jīng)普查發(fā)現(xiàn),4~5 層部分墻體開(kāi)裂,且形成貫穿性裂縫;部分陽(yáng)臺(tái)圍護(hù)板懸掛重物?,F(xiàn)場(chǎng)情況典型照片如圖 4~7 所示。
圖4 5 層墻 13、A~C 軸墻體開(kāi)裂
該建筑物混凝土的齡期已超過(guò)回彈法適用的齡期,應(yīng)鉆芯修正;因現(xiàn)場(chǎng)客觀條件所限,無(wú)法進(jìn)行鉆芯,其值僅供參考。經(jīng)回彈法檢測(cè),被測(cè) 5 根圈梁其混凝土抗壓強(qiáng)度推定值范圍為 16.1~36.7 MPa。
經(jīng)回彈法檢測(cè),每層隨機(jī)抽取 6 面墻體檢測(cè)砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度,其砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度平均值范圍和推定值如表 1 所示。
表1 砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度平均值范圍和推定值
圖2 單體 1 標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)布置情況(單位:mm)
圖3 單體 2 標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)布置情況(單位:mm)
圖5 5 層墻 15、A~C 軸墻體開(kāi)裂
圖6 5 層墻 1、A~C 軸墻體開(kāi)裂
圖7 陽(yáng)臺(tái)圍護(hù)板懸掛重物
經(jīng)回彈法檢測(cè),每層隨機(jī)抽取的 10 面墻體其燒結(jié)磚抗壓強(qiáng)度平均值范圍和推定強(qiáng)度等級(jí)如表 2 所示。
表2 燒結(jié)磚抗壓強(qiáng)度平均值范圍和推定強(qiáng)度等級(jí)
由于該建筑處于使用狀態(tài),給現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)帶來(lái)了一定的限制,特別是在無(wú)設(shè)計(jì)資料的情況下,構(gòu)造柱、樓板的混凝土強(qiáng)度、配筋情況無(wú)法檢測(cè),即無(wú)法剔鑿鋼筋。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),被測(cè) 5 根圈梁具體配筋檢測(cè)數(shù)據(jù)如表 3 所示。構(gòu)造柱配筋布置情況采用雷達(dá)探測(cè)儀檢測(cè),經(jīng)檢測(cè),被測(cè) 6 根構(gòu)造柱配筋情況如表 4 所示,雷達(dá)探測(cè)儀探測(cè)構(gòu)造柱結(jié)果情況如圖 8 所示。
圖8 雷達(dá)探測(cè)儀探測(cè)構(gòu)造柱結(jié)果情況
表3 圈梁實(shí)測(cè)箍筋間距情況
表4 構(gòu)造柱實(shí)測(cè)配筋情況
由于住戶家中基本有吊頂裝修,無(wú)法拆除吊頂部分,故無(wú)法檢測(cè)圈梁布置情況,本次檢測(cè)圈梁布置情況主要集中在樓梯間,圈梁截面尺寸均為 240 mm×300 mm。
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),3 處外輪廓線被測(cè)方向頂點(diǎn)位移均滿足 DB 11/637-2015《房屋結(jié)構(gòu)綜合安全性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[4]中的要求。
采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院的軟件“PKPM”進(jìn)行建模計(jì)算;其中材料強(qiáng)度指標(biāo)為:混凝土柱及梁、板均取值為 C30。1~5 層砌筑磚均取值為 MU15;1~5 層砂漿分別取值為 7.8、7.3、7.1、6.6、6.6 MPa。
因該建筑物已使用多年,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)普查,未發(fā)現(xiàn)該建筑物上部主體結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件出現(xiàn)明顯不均勻沉降裂縫,房屋整體結(jié)構(gòu)沒(méi)有傾斜現(xiàn)象,據(jù)此判斷房屋的地基已穩(wěn)定,無(wú)明顯不均勻沉降、變形和位移,地基基礎(chǔ)的安全性評(píng)定為 Bs級(jí)。
4.2.1 主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性等級(jí)
1)主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力驗(yàn)算。
墻體為主要構(gòu)件。經(jīng)計(jì)算,1~5 層墻體均評(píng)定為 au級(jí)。樓板、屋面板為一般構(gòu)件。樓板(除衛(wèi)生間)、屋面板均采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板,由于現(xiàn)場(chǎng)客觀條件所限,無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)及承載力驗(yàn)算,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)外觀質(zhì)量檢查,在目前使用狀態(tài)下,尚未發(fā)現(xiàn)不適于繼續(xù)承受豎向荷載作用的外觀缺陷,工作正常,故均評(píng)定為 bu級(jí)。
由于客觀條件所限,本次鑒定根據(jù)目前使用狀態(tài)對(duì)板類(lèi)構(gòu)件進(jìn)行評(píng)定,后續(xù)使用中應(yīng)加強(qiáng)觀察,發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂、變形等情況時(shí)應(yīng)立即采取處理措施。墻體承載力驗(yàn)算具體情況如表 5 所示。
表5 墻體承載力驗(yàn)算結(jié)果評(píng)級(jí)表
2)構(gòu)件構(gòu)造和連接評(píng)級(jí)[3]。經(jīng)驗(yàn)算,1~5 層墻體高厚比均符合國(guó)家現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范的要求,評(píng)定為 au級(jí)。未發(fā)現(xiàn)因連接與構(gòu)造導(dǎo)致的構(gòu)件或連接部位[5,6]局部開(kāi)裂、位移或松動(dòng)及其他損壞,各構(gòu)件連接與構(gòu)造均評(píng)定為 bu級(jí)。
3)構(gòu)件變形與損傷評(píng)級(jí)。經(jīng)檢查,未發(fā)現(xiàn)墻體側(cè)向位移超過(guò)國(guó)家規(guī)范的允許值。1 層有 1 面墻體、4 層有 1 面墻體、5 層有 10 面墻體存在裂縫。根據(jù)裂縫的寬度及形態(tài),評(píng)為 cu級(jí)或 du級(jí),其余墻體按變形與損傷情況均評(píng)定為 bu級(jí)。
4.2.2 上部承重結(jié)構(gòu)典型樓層的安全性等級(jí)評(píng)定
選取 1 層、3 層、4 層及 5 層為典型樓層。
1 層墻體為主要構(gòu)件,其中 bu級(jí)構(gòu)件 175 個(gè),du級(jí)構(gòu)件 1 個(gè),du級(jí)構(gòu)件含量不多于 10 %,故 1 層主要構(gòu)件集的安全性等級(jí)評(píng)定為 Cu級(jí)。樓板為一般構(gòu)件,1 層頂板均為 bu級(jí),一般構(gòu)件集的安全性等級(jí)評(píng)定為 Bu級(jí)。
3 層墻體為主要構(gòu)件,3 層墻體僅含 bu級(jí),故 3 層主要構(gòu)件集的安全性等級(jí)評(píng)定為 Bu級(jí)。樓板為一般構(gòu)件,3 層頂板均為 bu級(jí),一般構(gòu)件集的安全性等級(jí)評(píng)定為 Bu級(jí)。
4 層墻體為主要構(gòu)件,cu級(jí)構(gòu)件 1 個(gè),故 4 層主要構(gòu)件集的安全性等級(jí)評(píng)定為 Bu級(jí)。樓板為一般構(gòu)件,4 層頂板均為 bu級(jí),一般構(gòu)件集的安全性等級(jí)評(píng)定為 Bu級(jí)。
5 層墻體為主要構(gòu)件,其中 bu級(jí)構(gòu)件 95 個(gè),cu級(jí)構(gòu)件 4 個(gè),du級(jí)構(gòu)件 6 個(gè),du級(jí)構(gòu)件含量多于 3 %,故 5 層主要構(gòu)件集的安全性等級(jí)評(píng)定為 Du級(jí)。屋蓋為一般構(gòu)件,5 層頂板均為 bu級(jí),一般構(gòu)件集的安全性等級(jí)評(píng)定為 Bu級(jí)。
4.2.3 上部承重結(jié)構(gòu)整體性等級(jí)評(píng)定
該建筑結(jié)構(gòu)布置合理,形成完整系統(tǒng),且結(jié)構(gòu)選型、傳力路線設(shè)計(jì)基本正確。構(gòu)件的連接構(gòu)造無(wú)明顯損傷或施工缺陷,能傳遞豎向荷載和風(fēng)荷載作用。
結(jié)構(gòu)、構(gòu)件間的聯(lián)系無(wú)松動(dòng)變形。圈梁布置正確,截面尺寸等基本符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 50003-2011《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的非抗震設(shè)計(jì)要求,能起封閉系統(tǒng)作用。綜合以上情況,該建筑結(jié)構(gòu)整體性等級(jí)評(píng)定為 Bu級(jí)。
4.2.4 上部承重結(jié)構(gòu)的安全性等級(jí)評(píng)定
該建筑上部承重結(jié)構(gòu)的承載能力等級(jí)為 Cu級(jí),上部承重結(jié)構(gòu)整體性等級(jí)為 Bu級(jí);因此該建筑上部承重結(jié)構(gòu)安全性等級(jí)評(píng)定為 Cu級(jí)。
該建筑地基基礎(chǔ)的安全性等級(jí)為 Bu級(jí),上部承重結(jié)構(gòu)的安全性等級(jí)為 Cu級(jí),綜合評(píng)定該建筑鑒定單元的安全性評(píng)級(jí)為 Csu級(jí)。
5.1.1 建筑構(gòu)造核查
該建筑構(gòu)造核查具體情況如表 6 所示。
表6 構(gòu)造核查情況表
5.1.2 上部結(jié)構(gòu)抗震承載力驗(yàn)算及抗震宏觀控制等級(jí)評(píng)定
1)體系影響系數(shù)。該建筑體系影響系數(shù)均取 1.0。
2)局部影響系數(shù)。經(jīng)核查,墻體局部尺寸不滿足規(guī)范要求,故該建筑局部影響系數(shù)均取 0.9。
由于在檢測(cè)過(guò)程中該建筑頂層多面墻體出現(xiàn)貫穿裂縫損傷情況,在建模計(jì)算過(guò)程中應(yīng)考慮此種損傷對(duì)結(jié)構(gòu)剛度減弱的影響,故本次在抗震鑒定建模計(jì)算過(guò)程中采取對(duì)損傷嚴(yán)重的墻體不建入模型中以考慮損傷對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響,從而能更真實(shí)地反應(yīng)結(jié)構(gòu)抗震能力情況。該建筑單體 1、單體 2 綜合抗震能力指數(shù)如表 7、表 8 所示。
表7 單體 1綜合抗震能力指數(shù)情況表
表8 單體 2 綜合抗震能力指數(shù)情況表
因此,綜合上部結(jié)構(gòu)抗震措施核查結(jié)果及各樓層抗震承載力驗(yàn)算結(jié)果,總體情況如下所述。
單體 1:該建筑上部結(jié)構(gòu) 1~3 層樓層縱向綜合抗震能力指數(shù)均小于 1,綜合抗震承載力等級(jí)為 De1級(jí);4 層、5 層樓層綜合抗震能力指數(shù)均大于 1,綜合抗震承載力等級(jí)為 Be1級(jí);
單體 2:該建筑上部結(jié)構(gòu) 1 層、2 層樓層縱向綜 合抗震能力指數(shù)均小于 1,綜合抗震承載力等級(jí)為 De1級(jí);3 層、4 層樓層綜合抗震能力指數(shù)均大于 1,綜合抗震承載力等級(jí)為 Be1級(jí)。
經(jīng)核查,該建筑總高度、總層數(shù)和結(jié)構(gòu)體系、房屋構(gòu)件實(shí)際材料強(qiáng)度、整體性連接構(gòu)造、樓梯間設(shè)置符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 50023-2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的要求;地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)相適應(yīng);墻體布置對(duì)稱(chēng)、地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)相適應(yīng);該建筑承重窗間墻最小寬度、部分承重外墻盡端至門(mén)窗洞邊的距離不符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 50023-2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的要求。因此房屋結(jié)構(gòu)抗震宏觀控制等級(jí)評(píng)為 Ce2級(jí)。
5.1.3 上部結(jié)構(gòu)抗震能力等級(jí)評(píng)定
綜合以上分析,取最低一級(jí)作為上部結(jié)構(gòu)抗震能力等級(jí),因此該建筑上部結(jié)構(gòu)抗震能力等級(jí)評(píng)定為 De級(jí)。
綜上所述,綜合該建筑地基基礎(chǔ)抗震能力評(píng)級(jí)和上部結(jié)構(gòu)抗震能力評(píng)級(jí),綜合評(píng)定該建筑的抗震能力等級(jí)評(píng)定為 Dse級(jí)。
根據(jù)對(duì)該建筑結(jié)構(gòu)安全性鑒定及建筑抗震鑒定的評(píng)級(jí)結(jié)果,綜合評(píng)定房屋結(jié)構(gòu)綜合安全性等級(jí)評(píng)定為 Deu級(jí)。
根據(jù)對(duì)此類(lèi)老舊住宅檢測(cè)鑒定情況,北方 90 年代及以前建造的多層砌體結(jié)構(gòu)房屋,無(wú)有效保溫措施,導(dǎo)致頂層由于溫度影響房屋會(huì)出現(xiàn)溫度裂縫的情況,且對(duì)房屋抗震能力造成一定影響。故對(duì)此類(lèi)房屋外墻、屋面采取保溫處理措施是很有必要的。同時(shí)發(fā)現(xiàn)此類(lèi)建筑很多在陽(yáng)臺(tái)圍護(hù)板上掛空調(diào)等重物,建議拆除。
綜上所述,貫穿裂縫的墻體對(duì)結(jié)構(gòu)抗震能力有一定影響,故在建模計(jì)算時(shí),應(yīng)適當(dāng)考慮此類(lèi)裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響;同時(shí)本項(xiàng)目在檢測(cè)過(guò)程中由于條件限制,無(wú)法對(duì)構(gòu)造柱布置情況進(jìn)行剔鑿,本次檢測(cè)引入了雷達(dá)探測(cè),大大減小了對(duì)原結(jié)構(gòu)的損傷,并提高檢測(cè)效率,故雷達(dá)探測(cè)法在今后的檢測(cè)鑒定中可推廣使用。在老舊小區(qū)檢測(cè)鑒定過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)一個(gè)普遍現(xiàn)象,即業(yè)主為了擴(kuò)大使用面積,懸挑陽(yáng)臺(tái)上的門(mén)聯(lián)窗被業(yè)主私自拆除,導(dǎo)致懸挑陽(yáng)臺(tái)根部開(kāi)裂,甚至懸挑陽(yáng)臺(tái)出現(xiàn)根部鋼筋外漏現(xiàn)象。隨著長(zhǎng)時(shí)間風(fēng)吹雨曬,鋼筋可能會(huì)出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象,此種現(xiàn)象會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。Q