建筑結(jié)構(gòu)鑒定檢測與加固改造點(diǎn)滴談
房屋產(chǎn)生了質(zhì)量問題及事故，可從勘察、設(shè)計(jì)、施工、材料、使用和災(zāi)害侵襲等方面來分析原因，然后做出鑒定結(jié)論、進(jìn)行處理。根據(jù)有關(guān)事故統(tǒng)計(jì)：設(shè)計(jì)錯誤占18.5%、施工不當(dāng)占34.9%、設(shè)計(jì)施工均不當(dāng)占28.7%、無證設(shè)計(jì)無證施工占68%、其他占17.9%；施工期間事故占77.5%、使用期間事故占23.5%。經(jīng)過我國大量專業(yè)技術(shù)工作人員對建筑物多年理論研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，并參考國外的經(jīng)驗(yàn)，制定了一系列國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：[1]《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50292—1999）、[2]《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50023—95）、[3]《危險(xiǎn)房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ 125—99）、[4]《房屋完損等級評定標(biāo)準(zhǔn)》（1985試行本）、《工業(yè)廠房可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 144—90）、《鋼鐵工業(yè)建（構(gòu)）筑物可靠性鑒定規(guī)程》（YBJ 219—89）、《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》（CECS 25:90）、《鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》（CECS 77：96）、《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》（JGJ 116—98）、《地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79-91）、《既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范》（JGJ 123-2000）、《古建筑木結(jié)構(gòu)維護(hù)與加固技術(shù)規(guī)范》（GB 50165—92）等。對建筑物的鑒定和加固技術(shù)用章程將它們確定下來，對保證工程質(zhì)量、消除安全隱患、防止事故發(fā)生、確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、節(jié)約材料都起到了重要作用。文獻(xiàn)[1]是以概率理論為基礎(chǔ)，將“構(gòu)件”、“子單元”、“鑒定單元”三個層次的安全性和正常使用性分別評為四個等級。文獻(xiàn)[2] 采用兩級鑒定法，是篩選法的具體應(yīng)用，將抗震構(gòu)造要求和抗震承載力驗(yàn)算要求更緊密配合在一起，具體體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)抗震力是承載能力和變形能力兩個因素的有機(jī)結(jié)合，并按建筑類別（甲、乙、丙、?。┖驮O(shè)防然度（6、7、8、9度）區(qū)別對待。文獻(xiàn)[3]以模糊數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)，分“構(gòu)件”、“房屋組成部分”、“房屋”三個層次，將單個構(gòu)件分為“危險(xiǎn)”和“非危險(xiǎn)”，將房屋組成部分劃分為a、b、c、d四個等級，將房屋評定為A、B、C、D四等級（非危房、危險(xiǎn)點(diǎn)房、局部危房、整棟危房）。文獻(xiàn)[4] 則采用的是傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)法，按結(jié)構(gòu)、裝修、設(shè)備三個層次的完損程度將房屋評定為完好房、基本完好房、一般損壞房、嚴(yán)重?fù)p壞房四個等級，適用于一般比較簡單的中小型房屋。
2 綜述
結(jié)構(gòu)的可靠性是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（一般為50年）內(nèi)，在正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用的條件下，完成預(yù)定功能的能力，是結(jié)構(gòu)安全性、適用性、耐久性的總稱。“安全性”即建筑結(jié)構(gòu)在規(guī)定的條件下應(yīng)能承受可能出現(xiàn)的各種荷載及外加約束作用，以及遇到偶然事件時(shí)應(yīng)能保持必要的整體穩(wěn)定性；“適用性”即建筑結(jié)構(gòu)在正常使用時(shí)，應(yīng)能滿足正常的使用要求，如不能有過大的變形、裂縫等；“耐久性”即建筑結(jié)構(gòu)在正常使用、正常維護(hù)下，材料性能雖隨時(shí)間推移而變化，但仍能滿足預(yù)定功能的要求（如在基準(zhǔn)期內(nèi)，砂漿粉化、磚墻體風(fēng)化、砼的碳化、鋼材的銹蝕及木材的腐朽等均不能超過規(guī)定的限值）。文獻(xiàn)[1]中“正常使用性鑒定”即包括上述“適用性”和“耐久性”的鑒定。結(jié)構(gòu)耐久性鑒定只能根據(jù)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的耐久性性能及使用中的耐久性累積損傷信息反饋，鑒定的重點(diǎn)是根據(jù)結(jié)構(gòu)的損傷程度、損傷速度、維修狀況及其對結(jié)構(gòu)安全的危害程度等，推算其結(jié)構(gòu)自然壽命的剩余耐久年限，估計(jì)結(jié)構(gòu)在正常使用、正常維護(hù)的條件下，繼續(xù)使用是否能滿足下一個目標(biāo)使用年限的要求。結(jié)構(gòu)可靠性鑒定就是通過調(diào)查、檢測、分析和判斷等手段對實(shí)際結(jié)構(gòu)的“三性”進(jìn)行評定的過程，結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測好比醫(yī)生看病時(shí)的各種檢查化驗(yàn)，目的在于解決在缺乏資料的情況下，對舊建筑物進(jìn)行鑒定、加固、改建、擴(kuò)建，或由于超載使用、結(jié)構(gòu)存在過度變形裂縫、腐蝕、火災(zāi)、爆炸、地震等造成建筑物損傷等情況，都必須通過結(jié)構(gòu)檢測來確定材料的力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)實(shí)際工作狀況和承載能力，測取一些必要的數(shù)據(jù)，為鑒定及加固改造提供依據(jù)。結(jié)構(gòu)檢測內(nèi)容主要為材料強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)裂縫、結(jié)構(gòu)變形、結(jié)構(gòu)缺陷、結(jié)構(gòu)腐蝕、荷載條件及結(jié)構(gòu)幾何尺寸等。通過結(jié)構(gòu)損傷分析原因及其對結(jié)構(gòu)的危害，作出鑒定結(jié)論，最后應(yīng)對現(xiàn)存建筑物提出處理意見，確定是否需要進(jìn)行加固。如果可以利用設(shè)計(jì)時(shí)的安全儲備，則修補(bǔ)能解決問題的就不要進(jìn)行加固，可避免加固過程中使結(jié)構(gòu)受損加劇或出現(xiàn)新問題。若結(jié)構(gòu)存在的損傷影響了結(jié)構(gòu)安全，威脅了人民生命財(cái)產(chǎn)的，但有修復(fù)和保存價(jià)值或較拆除重建更經(jīng)濟(jì)時(shí)，則應(yīng)及時(shí)進(jìn)行加固處理。對有紀(jì)念意義或有文物、歷史、藝術(shù)價(jià)值的建筑物，也應(yīng)予以修復(fù)和保存。加固不能盲目進(jìn)行，應(yīng)仔細(xì)全面進(jìn)行設(shè)計(jì)，從實(shí)際出發(fā)，因地制宜，切實(shí)可行，并繪制詳細(xì)而完備的施工圖。加固施工應(yīng)嚴(yán)格按圖紙進(jìn)行，這是一項(xiàng)細(xì)致而緩慢的工作，要加強(qiáng)觀察，注意先支撐后加固，以保證施工人員安全。簡而言之，檢測體現(xiàn)科學(xué)性、鑒定具有法律性、加固改造反映經(jīng)濟(jì)性，檢測為鑒定提供數(shù)據(jù)，鑒定為加固改造提供依據(jù)。
鑒定檢測的內(nèi)容
1、鑒定檢測的原因
2、建筑物經(jīng)過長期使用，不同程度地發(fā)生老化。
3、建筑物由于某種原因發(fā)生失穩(wěn)，連接失敗或錨固性破壞等。
4、建筑物發(fā)生了異常變形、裂縫等。 4、由于工藝改革，使用條件發(fā)生了變化而需要重新鑒定。
5、一些具有特殊用途的重要建筑物需要定期檢查、鑒定。
6、建筑物受地震、火災(zāi)、臺風(fēng)、爆炸等突發(fā)性的外加荷載作用等而造成的損壞程度的鑒定。
檢查要點(diǎn)、檢測方法和鑒定分析
一、地基基礎(chǔ)
（一）檢驗(yàn)：
1、地基沉降；2、建筑物所受地形狀態(tài)和環(huán)境； 3、相鄰建筑施工的影響； 4、地震影響。
（二）評定：
1、地基不均勻變形； 2、斜坡滑動； 3、腐蝕性作用。建筑物使用階段的沉降觀測的期限:
1、砂土地基2年。 2、膨脹土地基3年。 3、粘土地基5年。 4、軟土地基10年。 建筑物竣工后的第一年內(nèi)，每隔2–3月觀測一次，以后適當(dāng)延長至4–6月，直至達(dá)到沉降變形穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)（沉降速度＜0.01～0.04mm/d）為止。
應(yīng)在使用期間進(jìn)行沉降觀測的建筑物:
1、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為甲級的建筑物。 2、復(fù)合地基或軟弱地基上的設(shè)計(jì)等級為乙級的建筑物。 3、加層、擴(kuò)建的建筑物。 4、受鄰近基坑開挖施工影響或受場地地下水等環(huán)境因素變化影響的建筑物。
混凝土結(jié)構(gòu)
（一）檢查要點(diǎn)：
1、首先應(yīng)檢查和考慮結(jié)構(gòu)由于材質(zhì)不良所產(chǎn)生的影響；2、其次要考慮結(jié)構(gòu)問題，所涉及的有設(shè)計(jì)計(jì)算方面的原因及施工方面的原因；
3、從使用上講，保證建筑物處于正常受力條件和外界環(huán)境要求下工作是防止發(fā)生事故的根本；
4、另外，建筑物應(yīng)正常維護(hù)。
（二）檢查和評定：
1、材質(zhì)檢驗(yàn)和測定； 2、結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的檢驗(yàn)和評定；3、裂縫和變形的檢驗(yàn)和評定； 4、構(gòu)件連接的檢驗(yàn)與評定。
混凝土強(qiáng)度偏低對承載力的影響
軸心受拉：
軸心受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)本來就不考慮混凝土參加工作，混凝土強(qiáng)度偏低無影響，也無需加固，僅從耐久性出發(fā)，對表面修補(bǔ)即可。
軸心受壓：
由于一般軸心受壓構(gòu)件配筋率較小（ρ≤1%），可見受壓構(gòu)件承受的荷載大部分由混凝土來承擔(dān)，構(gòu)件混凝土強(qiáng)度偏低，對構(gòu)件承載力的降低幾乎成正比。
受彎構(gòu)件 :
正截面
混凝土強(qiáng)度偏低對受彎構(gòu)件正截面的承載力影響幅度不大，（例如：ρ=0.2%–1%的構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級由C20降到C10，正截面承載力減少1%–5%）；
斜截面
對受彎構(gòu)件斜截面的受剪承載力降低是明顯的（例如：一段正常設(shè)置箍筋和彎起鋼筋的受彎構(gòu)件中，混凝土強(qiáng)度等級由C20降到C10，斜截面的受剪承載力降低20%–40%）。
受沖切面
鋼筋混凝土沖切面承載能力幾乎全部由混凝土承擔(dān)，混凝土強(qiáng)度偏低，對其影響最甚，基本上成正比降低。
砌體結(jié)構(gòu)
（一）砌體結(jié)構(gòu)缺陷和癥害的檢查：
1、磚、砌塊、石料、砂漿等強(qiáng)度變化，腐蝕、風(fēng)化及凍融損壞等；
2、裂縫檢查；3、結(jié)構(gòu)損傷及砌筑質(zhì)量檢查；
4、變形檢查；
5、連接檢查。
6、圈梁、構(gòu)造柱檢查；
7、墻體穩(wěn)定性檢查。
（二）缺陷和癥害的基本分析：
1、砌體承載能力不足；
2、砌體裂縫：
（1）地基不均勻沉降引起的裂縫； （2）地基不均勻凍脹引起的裂縫； （3）溫差影響； （4）地震。3、砌體的酥化與解體。
（三）砌體結(jié)構(gòu)的檢測與評定：
1、砌體強(qiáng)度及有關(guān)參數(shù)的測定方法：
（1） 扁式液壓測力器原位試驗(yàn)法；
（2） 現(xiàn)場截取標(biāo)準(zhǔn)試件法；
（3） 回彈法、超聲波法、化學(xué)分析法等；2、結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的檢驗(yàn)與評定；
3、砌體裂縫的檢驗(yàn)與評定；
4、砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)造的檢驗(yàn)與評定。
鋼結(jié)構(gòu)
（一）鋼結(jié)構(gòu)缺陷和損壞及其原因分析：1、鋼結(jié)構(gòu)的損壞特征： （1）整體性的破壞； （2）幾何形狀失真； （3）連接破壞； （4）結(jié)構(gòu)變形； （5）腐蝕破壞。
2、鋼結(jié)構(gòu)損壞的原因分析： （1）力作用引起的損壞； （2）溫度作用引起的損壞； （3）化學(xué)作用產(chǎn)生的損壞。
（二）鋼結(jié)構(gòu)的檢驗(yàn)和評定：
1、材質(zhì)檢驗(yàn)與測定； 2、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的檢驗(yàn)與評定； 3、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形的檢驗(yàn)與評定； 4、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件銹蝕和損傷的檢驗(yàn)與評定。
圍護(hù)結(jié)構(gòu)
檢查要點(diǎn)：
（一）1、屋面系統(tǒng)及地面散水、排水溝（管）；
2、墻體（圍護(hù)磚墻或砼墻板、女兒墻、屋檐、泛水、圍廊、挑臺、雨篷及門、窗）；
3、地下結(jié)構(gòu)的防滲漏及使用功能；
4、防護(hù)設(shè)置（隔熱、防爆、排煙等）。
（二）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的功能評定：按以上四個部分，以影響最大的一項(xiàng)作為評定等級。
維修、加固及改造處理對建筑物維修、加固、改造是一項(xiàng)比新建工程更復(fù)雜的工作，必須在了解建筑的設(shè)計(jì)、施工和使用狀況、調(diào)查破損情況和破損原因，并且考慮修補(bǔ)后所要達(dá)到的使用要求和年限基礎(chǔ)上，才能制定出合理、經(jīng)濟(jì)的維修方法。
維修加固處理的原則
一、設(shè)計(jì)應(yīng)簡單易行、安全可靠； 二、施工要求在不影響或少影響工作和生活的條件下進(jìn)行；
三、盡量保留原有建筑物或減少拆除工作量；
四、對施工組織、工藝布置、施工方法和技術(shù)等應(yīng)有特殊的安排；
五、應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理，不能只注重表面，而留下隱患，但也不要過于謹(jǐn)小慎微，把問題搞得很復(fù)雜，造成不必要的浪費(fèi)。
維修加固處理的內(nèi)容
一、地基基礎(chǔ)加固；
二、復(fù)位糾偏； 三、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)；
四、裂縫修補(bǔ)；
五、防滲堵漏；
六、擴(kuò)建改造；
七、部分或全部拆除；
八、整體平移、旋轉(zhuǎn)。
處理方法和技術(shù)
一、混凝土結(jié)構(gòu)加固方法、技術(shù)：
1、加大截面法、外包型鋼法、粘貼纖維增強(qiáng)材料法、鋼筋套箍法、粘鋼法、錨栓錨固法、預(yù)應(yīng)力法、改變結(jié)構(gòu)傳力途徑法、壓力灌漿修補(bǔ)法、焊接補(bǔ)筋法、加掖法、噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)法。
2、托換技術(shù)、植筋技術(shù)、裂縫修補(bǔ)技 術(shù)、碳化砼修復(fù)技術(shù)、砼表面處理技術(shù)、填充密封技術(shù)、化學(xué)灌漿技術(shù)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件移位技術(shù)、調(diào)整結(jié)構(gòu)自振頻率技術(shù)。二、砌體結(jié)構(gòu)加固方法：
1、鋼筋混凝土外加層加固法（噴射混凝土）；
2、鋼筋水泥砂漿外加層加固法（噴漿）；
3、增設(shè)扶壁柱加固法；
4、外包鋼加固法；
5、預(yù)應(yīng)力撐桿加固法；
6、增改圈梁、構(gòu)造柱加固法；
7、增設(shè)梁墊加固法；
8、局部拆砌加固法；
9、裂縫修補(bǔ)加固法。
三、鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)：
1、改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形的加固；
2、加大構(gòu)件截面的加固；3、連接的加固與加固件的連接；
4、裂紋的修復(fù)與加固。
四、地基基礎(chǔ)加固處理方法：
1、 基礎(chǔ)補(bǔ)強(qiáng)注漿加固法；
2、 加大基礎(chǔ)底面積法；
3、 加深基礎(chǔ)法；
4、 坑式托換法；
5、 錨桿靜壓樁法；
6、 樹根樁法；
7、 坑式靜壓樁法；
8、 石灰樁法；
9、 砂石樁法；
10、換填法；
11、預(yù)壓法；
12、強(qiáng)夯法；
13、振沖法；
14、注漿加固法；
15、高壓噴射注漿法；
16、土或灰土擠密樁法；
17、深層攪拌法；
18、硅化法；
19、堿液法；
20、迫降糾傾技術(shù)；
21、頂升糾傾技術(shù)；
22、深基坑復(fù)合土釘支護(hù)技術(shù)。 五、擴(kuò)建改造主要有加層改造、拓寬改造、接長改造。關(guān)鍵都集中在新舊房屋交接處的合理構(gòu)造上，這是實(shí)現(xiàn)房屋功能改造和滿足安全度的重要保證。
六、拆除技術(shù)主要有機(jī)械拆除法、控制爆破法及靜態(tài)破碎劑法三種。
抗震鑒定與抗震加固
“抗震鑒定”是通過檢查現(xiàn)有建筑的設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量和現(xiàn)狀，按規(guī)定的抗震設(shè)防要求，對其在地震作用下的安全性進(jìn)行評估?！翱拐鸺庸獭笔侵甘宫F(xiàn)有建筑達(dá)到規(guī)定的抗震設(shè)防要求而進(jìn)行的設(shè)計(jì)及施工。地震中建筑物的破壞是造成地震災(zāi)害的主要原因?，F(xiàn)有建筑相當(dāng)一部分未考慮抗震設(shè)防，有些雖然考慮了抗震，但與第三代烈度區(qū)劃圖等的規(guī)定相比，并不能滿足相應(yīng)的設(shè)防要求。1977年以來建筑抗震鑒定、加固的實(shí)踐和震害經(jīng)驗(yàn)表現(xiàn)，對現(xiàn)有建筑進(jìn)行抗震鑒定，并對不滿足鑒定要求的建筑進(jìn)行適當(dāng)?shù)目拐鸺庸淌菧p輕地震災(zāi)害的重要途徑?，F(xiàn)有建筑進(jìn)行抗震鑒定的目標(biāo)，比抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對新建工程規(guī)定的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)低。我國第一部抗震設(shè)計(jì)規(guī)范是1974年才正式實(shí)施的，在此之前絕大部分建筑未考慮抗震設(shè)防，在此之后有些地區(qū)因設(shè)防烈度的提高而使原有按較低烈度設(shè)防的建筑可能不滿足相應(yīng)的抗震要求。我國現(xiàn)有位于6度及6度以上地區(qū)需要抗震鑒定加固的建筑有7億多平方米，已經(jīng)加固的僅有2億多平方米。由于6度時(shí)仍然有相當(dāng)震害，近年來不少強(qiáng)震發(fā)生在6度區(qū)，造成很大損失，對6度抗震設(shè)防區(qū)的現(xiàn)有建筑進(jìn)行抗震鑒定是必要的。由于歷史原因，現(xiàn)有建筑相當(dāng)一部分不能滿足抗震要求，我國對現(xiàn)有建筑的抗震加固是非常重視的，自1977年到1989年底全國共加固32.15億多m2的建筑，用于抗震的經(jīng)費(fèi)共33.5億元。經(jīng)過加固的工程，有的已經(jīng)受了地震的考驗(yàn)，證明了抗震加固是確保生產(chǎn)發(fā)展和人民生命安全積極而有效的措施，現(xiàn)有建筑的抗震加固的目標(biāo)，與文獻(xiàn)[2]保持一致，這一目標(biāo)比新建建筑的設(shè)防要求為低?？拐痂b定是加固的前提，鑒定與加固前后連續(xù)。
結(jié)語
當(dāng)今世界上經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家的工程建設(shè)大體經(jīng)歷了三個階段：大規(guī)模新建；新建與維修改造并重；部分新建重點(diǎn)轉(zhuǎn)向舊建筑物的維修改造，并使其進(jìn)一步現(xiàn)代化。二十世紀(jì)七十至八十年代，世界各國開始重視建筑物維修改造業(yè)在建設(shè)中的重要使用。例如瑞典1983年建筑業(yè)總投資的50%是維修改造投資；美國勞動部預(yù)言維修改造業(yè)將是最受歡迎的九個行業(yè)之一；美國1978年維修改造業(yè)的投資是1965年的3.8倍；前蘇聯(lián)第九和第十個五年計(jì)劃中的維修改造業(yè)的投資占工業(yè)建筑總投資的65%。我國一五期間新建建筑投資占基建總投資的95.8%，而六五期間只占45%，說明我國正處于這一轉(zhuǎn)變中。維修改造好現(xiàn)有建筑并使其現(xiàn)代化，則必須進(jìn)行調(diào)查、檢測和鑒定，這將是一項(xiàng)十分艱巨的任務(wù)。