摘 要：砌體建筑物的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的加固改造，為減少對(duì)建筑物的損傷，本文采取回彈法和貫入法分析某四層砌體結(jié)構(gòu)宿舍樓的材料強(qiáng)度，采用兩級(jí)鑒定法鑒定砌體結(jié)構(gòu)的抗震能力。先對(duì)研究對(duì)象的整體結(jié)構(gòu)體系、現(xiàn)階段材料強(qiáng)度、整體構(gòu)造連接和局部構(gòu)造連接進(jìn)行一級(jí)鑒定，得出該砌體結(jié)構(gòu)現(xiàn)階段無(wú)法滿足規(guī)范要求，對(duì)該建筑進(jìn)一步進(jìn)行二級(jí)鑒定，結(jié)果顯示一層的橫向墻體綜合抗震能力不滿足規(guī)范抗震鑒定要求，需要對(duì)其進(jìn)行加固。采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固法進(jìn)行加固后，采用PKPM進(jìn)行抗震加固驗(yàn)算，結(jié)果表明砌體結(jié)構(gòu)加固后指標(biāo)滿足規(guī)范要求。

關(guān)鍵詞：砌體結(jié)構(gòu)；無(wú)損檢測(cè)；兩級(jí)鑒定法；加固改造

中圖分類(lèi)號(hào)：TU 36" " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

我國(guó)砌體結(jié)構(gòu)建筑存量眾多，已有研究表明遭遇破壞和倒塌的房屋建筑中砌體結(jié)構(gòu)所占比例最大[1]。但是砌體結(jié)構(gòu)易風(fēng)化、腐蝕，砌體房屋具有很大的自重，容易造成地基發(fā)生不均勻沉降，抗震性能相對(duì)較差，同時(shí)由于設(shè)計(jì)規(guī)范調(diào)整，因此對(duì)現(xiàn)有砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震檢測(cè)、鑒定和加固顯得尤為重要[2]。國(guó)家頒布的一系列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程，使檢測(cè)技術(shù)不斷發(fā)展，可以對(duì)超聲回彈綜合法、雷達(dá)檢測(cè)法等無(wú)損檢測(cè)和鉆芯法、拔出法等損傷檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行規(guī)范化處理[3]。根據(jù)檢測(cè)鑒定結(jié)果采取相應(yīng)的加固措施，可以有效延長(zhǎng)建筑的使用壽命和提高安全等級(jí)。

1 工程概況

本文以某四層砌體結(jié)構(gòu)宿舍樓為研究對(duì)象，該砌體結(jié)構(gòu)教學(xué)樓為A類(lèi)建筑，使用年限為40年，抗震設(shè)防分類(lèi)為丙類(lèi)，因?yàn)榻ㄖ甏^長(zhǎng)，建筑使用功能發(fā)生改變，為評(píng)估該建筑的功能情況，需要對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)鑒定，該建筑的橫向長(zhǎng)度為54.66m，橫向長(zhǎng)度為14.8m，樓層中間廊道寬為2.4m，單層建筑面積為808.968㎡，建筑總面積為3235.872㎡，標(biāo)準(zhǔn)樓層高度為3.8m，此教學(xué)樓的內(nèi)墻厚度為380mm，外墻厚度為240mm，結(jié)構(gòu)平面布局規(guī)則，基礎(chǔ)類(lèi)型為交叉條形基礎(chǔ)，樓面使用厚100mm的現(xiàn)澆混凝土板，墻體由普通燒結(jié)磚和水泥砂漿砌筑而成。建筑平面圖如圖1所示。

2 砌體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測(cè)

2.1 混凝土梁抗壓強(qiáng)度檢測(cè)

根據(jù)建筑物現(xiàn)場(chǎng)具體情況每層隨機(jī)抽取3個(gè)梁構(gòu)件，采用無(wú)損檢測(cè)方法中的回彈法對(duì)梁的混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)[4]。按照規(guī)范要求布置至少10個(gè)相同規(guī)模的回彈測(cè)區(qū)，在檢測(cè)梁構(gòu)件布置的測(cè)區(qū)面積應(yīng)該不大于20cm×20cm，測(cè)區(qū)布置位置應(yīng)該距離構(gòu)件邊緣0.2m～0.5m，毗鄰測(cè)區(qū)距離控制在2m以內(nèi)，回彈儀勻速加壓測(cè)試時(shí)，應(yīng)與混凝土表面相垂直。為了縮小測(cè)量誤差，每個(gè)測(cè)區(qū)需要在不同測(cè)點(diǎn)上總共回彈16次，然后分別去掉16個(gè)測(cè)值中最大和最小的3個(gè)，將其余10個(gè)數(shù)據(jù)的算數(shù)平均值作為該測(cè)區(qū)的測(cè)量結(jié)果，根據(jù)公式（1）結(jié)合檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行混凝土強(qiáng)度推定。

（1）

式中：fcu，e為混凝土強(qiáng)度推定值；fc cu為構(gòu)件中最小的測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值。

該建筑檢測(cè)梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)檢測(cè)分析結(jié)果和強(qiáng)度推定值見(jiàn)表1。

2.2 黏土磚抗壓強(qiáng)度檢測(cè)

對(duì)該建筑1～4層每層隨機(jī)抽取7片墻體，共28片墻體，采用回彈法對(duì)該建筑砌筑黏土磚抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)方式與混凝土梁抗壓強(qiáng)度檢測(cè)步驟相似，根據(jù)相關(guān)砌體技術(shù)規(guī)范要求，用公式（2）計(jì)算黏土磚強(qiáng)度回彈測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)值。

（2）

式中：為檢測(cè)磚回彈標(biāo)準(zhǔn)值，精確到0.1；為第j塊樣磚的回彈值精確到0.1；Ni為第i個(gè)測(cè)點(diǎn)的回彈值。

該建筑黏土磚抗壓強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

2.3 砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度檢測(cè)

對(duì)該建筑前4層每層隨機(jī)抽取6片墻體，共24片墻體，采用非破損檢測(cè)法中的貫入法對(duì)該宿舍樓砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，為了盡量減少對(duì)原建筑物的損壞和工作量，將檢測(cè)黏土磚抗壓強(qiáng)度的墻體作為檢測(cè)對(duì)象。當(dāng)布置測(cè)點(diǎn)時(shí)，單個(gè)檢測(cè)面積應(yīng)是小于等于25㎡的砌體構(gòu)件或者構(gòu)筑物。被檢測(cè)的灰縫應(yīng)該飽滿，且灰縫厚度應(yīng)大于等于7mm。每個(gè)構(gòu)件在水平縫上均勻設(shè)置16個(gè)測(cè)點(diǎn)，但要避免在門(mén)窗洞口、豎縫和預(yù)埋件的邊緣布置測(cè)點(diǎn)，每條灰縫的測(cè)點(diǎn)不宜超過(guò)兩個(gè)，但每?jī)蓚€(gè)測(cè)點(diǎn)的水平間距應(yīng)該大于等于240mm。根據(jù)要求將測(cè)量的初始結(jié)果換算處理后，便能較為準(zhǔn)確地推斷每個(gè)測(cè)位的砂漿強(qiáng)度換算值，該砌體結(jié)構(gòu)教學(xué)樓的砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

3 結(jié)構(gòu)抗震鑒定

該建筑所在區(qū)域?yàn)榭拐鹪O(shè)防烈7度地區(qū)，屬于丙類(lèi)建筑物，經(jīng)過(guò)地質(zhì)勘查發(fā)現(xiàn)建筑地基基礎(chǔ)沒(méi)有嚴(yán)重靜載缺陷，且該砌體建筑的上部結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)傾斜和不均勻沉降引起的裂縫，因此地基基礎(chǔ)的抗震能力是滿足規(guī)范要求的，不需要對(duì)其進(jìn)行抗震鑒定。

3.1 上部砌體結(jié)構(gòu)的第一級(jí)抗震鑒定

當(dāng)砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行第一級(jí)抗震鑒定時(shí)，應(yīng)對(duì)建筑物的高度和層數(shù)、承重墻的截面尺寸和間距、墻體材料的強(qiáng)度等級(jí)、砌筑質(zhì)量和橫縱墻交接處、樓梯間和女兒墻等易引起局部破壞的部位進(jìn)行重點(diǎn)檢查[5]。根據(jù)相關(guān)規(guī)范，該砌體建筑物抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，建筑設(shè)計(jì)場(chǎng)地為一般地段，該砌體結(jié)構(gòu)教學(xué)樓的后續(xù)使用年限為40年，采用A類(lèi)建筑的抗震鑒定方法，一級(jí)抗震鑒定核查結(jié)果見(jiàn)表4。

綜上所述，該砌體結(jié)構(gòu)宿舍樓的砂漿強(qiáng)度為1.58MPa～

3.88MPa，部分強(qiáng)度小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的2.5MPa，承重墻的磚強(qiáng)度等級(jí)為MU7.0，低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，承重外墻盡端到門(mén)窗洞邊距離為1.0m，低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，無(wú)錨固女兒墻高度為0.85m，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，這4項(xiàng)不滿足第一級(jí)抗震鑒定的要求，為了研究現(xiàn)階段抗震能力，需要對(duì)其進(jìn)行第二級(jí)抗震鑒定。

3.2 上部砌體結(jié)構(gòu)的第二級(jí)抗震鑒定

從3.1節(jié)的鑒定結(jié)果可知，該砌體結(jié)構(gòu)沒(méi)有達(dá)到現(xiàn)行使用規(guī)范要求，需要對(duì)其進(jìn)行第二級(jí)鑒定。第二級(jí)鑒定常用樓層綜合抗震能力指數(shù)法、樓層平均抗震能力指數(shù)法、墻段綜合抗震能力指數(shù)法這3種方法進(jìn)行驗(yàn)算[6]。根據(jù)第一級(jí)鑒定結(jié)果，采用綜合抗震能力指數(shù)法對(duì)擬分析對(duì)象進(jìn)行二級(jí)抗震鑒定，根據(jù)兩次鑒定結(jié)果，進(jìn)一步?jīng)Q定是否需要進(jìn)行建筑加固或者拆除。

綜合抗震能力指數(shù)法主要針對(duì)建筑整體性連接不符合第一級(jí)抗震鑒定要求，同時(shí)建筑的圈梁布置、結(jié)構(gòu)體系易引起局部倒塌的部件，采用公式（3）可以計(jì)算綜合抗震能力指數(shù)。

βci=ψ1ψ2βi （3）

式中：βci為橫向和縱向墻體綜合抗震能力指數(shù)；Ψ1為所分析建筑體系影響系數(shù)；Ψ2為所分析建筑局部影響系數(shù)。

該宿舍樓結(jié)構(gòu)綜合抗震能力指數(shù)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。

根據(jù)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50023—2016）規(guī)定，當(dāng)砌體建筑綜合抗震能力指數(shù)小于1.0時(shí)，建筑物抗震鑒定要求不達(dá)標(biāo)，從上述鑒定結(jié)果可知一層的橫向墻體綜合抗震能力不滿足抗震鑒定要求，為了建筑能夠繼續(xù)正常安全使用，需要采取相應(yīng)的加固措施。

4 結(jié)構(gòu)加固

根據(jù)兩級(jí)檢測(cè)結(jié)果，該砌體結(jié)構(gòu)宿舍樓的加固改造應(yīng)對(duì)建筑的整體性、局部危險(xiǎn)點(diǎn)、材料強(qiáng)度和連接性等方面采取相應(yīng)措施，由于砂漿砌筑強(qiáng)度不滿足規(guī)范要求，承重墻的砌磚強(qiáng)度等級(jí)不達(dá)標(biāo)，因此導(dǎo)致部分墻體受壓能力不足以及墻體的抗震額能力被削弱，針對(duì)該情況采用鋼筋網(wǎng)砂漿面層法進(jìn)行加固[7]，針對(duì)部分承重墻體存在的開(kāi)洞墻體未經(jīng)加固處理的現(xiàn)象，用厚370mm的頁(yè)巖燒結(jié)磚封堵洞口，然后用鋼筋水泥砂漿面層進(jìn)行加固。

鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層法加固厚度為40mm，面層水泥砂漿強(qiáng)度等級(jí)為M15。選用?8@200的焊接鋼筋網(wǎng)，墻體進(jìn)行單面加固時(shí)選擇“L”形?6mm直徑鋼筋在磚縫打孔插入，孔深180mm，孔徑為錨筋的2.5倍，用M10水泥砂漿將縫隙填實(shí)。當(dāng)對(duì)墻體進(jìn)行雙面加固時(shí)，采用“S”形?6mm鋼筋呈梅花狀交錯(cuò)布置，再進(jìn)行集中配筋鉆孔對(duì)拉固定，減少鉆孔和對(duì)建筑物的損傷，需要注意鋼筋穿墻間距為600mm。

在對(duì)砌體建筑物加固后，利用PKPM對(duì)研究對(duì)象建模進(jìn)行抗震加固驗(yàn)算，結(jié)果如圖2所示。該砌體建筑經(jīng)過(guò)加固后，抗震承載能力得到顯著改善，全部四層樓的綜合抗震能力指數(shù)都大于1，即已經(jīng)達(dá)到了相關(guān)砌體建筑規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。

5 結(jié)論

砌體結(jié)構(gòu)宿舍樓采用無(wú)損檢測(cè)方法中的回彈法和貫入法對(duì)混凝土梁、黏土磚、砌筑砂漿進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)，并進(jìn)行砌體結(jié)構(gòu)抗震的一級(jí)鑒定和二級(jí)鑒定，得出該建筑物安全性和抗震性均不能滿足規(guī)范要求，需要采取相應(yīng)的加固措施。對(duì)建筑的整體性、局部危險(xiǎn)點(diǎn)、材料強(qiáng)度和連接性等方面進(jìn)行加固改造后，該建筑的抗震承載能力得到了明顯提高，四層樓的綜合抗震能力指數(shù)都達(dá)到了相關(guān)砌體建筑規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。

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