建筑工程安全性检测鉴定方法应用

2024-01-31 08:55耿宪坤
工程建设与设计 2024年1期
关键词:抗震墙体承载力

耿宪坤

(1.新疆建筑科学研究院(有限责任公司),乌鲁木齐 830054;2.新疆建设工程质量安全检测中心(有限责任公司),乌鲁木齐 830054)

1 引言

近年来,建筑工程项目增多,伴随施工标准的提高,工程安全性检测鉴定成为热门话题。完整的安全性鉴定,可以消除工程各类隐患,提高施工的可行性和工程管理的有效性。本文以实际项目为例,对安全性检测鉴定进行全面剖析,通过真实的现场检测,完善建筑施工结构,对潜在问题加以分析和整改,切实保障构件的安全性,提升建筑工程施工质量。

2 安全性检测鉴定工程概况

某教学楼主体分为两个单体建筑,其中的一栋建筑楼建筑时间较久,主要是提供住宿和办公服务,建筑平面呈L 形。由于建成时间比较长,施工图纸资料缺失,设计参数及施工单位不详。经测量可知,该建筑楼长56.33 m,宽23.084 m,总层高为2.9 m,内外墙做了防水处理,宽度均为240 mm。施工时,内外墙均采用黏土砖砌筑,这种烧结实心黏土砖有较高的稳定性,同时抗震效果比较理想。为了确保建筑安全,要求砌筑砂浆配比科学,采用混合砂浆。同时,由于建筑楼面板和屋面板较为特殊,要求整体采用预制混凝土空心板,整体建筑结构虽然未设置圈梁,但增加了相应的构造柱,结构耐久性良好。该办公楼墙体基础在设计阶段应用的是砖砌条形基础的形式,基层采用灰土垫层处理。结合相关的安全要求,需对教学楼进行安全检测鉴定,明确结构构件的性能,以便保障安全放心使用。在检测鉴定过程中,需要借助激光测距仪完成轴线间距检测,最终完成绘图及结构计算。依据现行的GB 50023—2009 《建筑抗震鉴定标准》,该建筑主体属于B 类建筑,需进行抗震鉴定。该项目应用了大量的型钢柱,型钢柱的工程数量见表1。

表1 教学楼型钢柱工程数量表

3 安全性检测鉴定主要内容

3.1 房屋抗震检测鉴定

房屋抗震检测鉴定程序复杂,涉及内容众多,中间环节缺一不可,倘若未按照流程检测,会影响检测数据的真实性。现阶段公认的房屋抗震鉴定内容中,除了倾斜、沉降、裂缝等相对基础内容之外,还涉及地基基础、砌体结构等,同时还要考虑钢结构构件情况。对上述内容的检测,为了保障参数的有效性,实操中一般认定为现场检测。还有一些项目要采用非现场检测的方式,其相关内容有:(1)混凝土结构构件检测。合理的手段是运用混凝土钻芯法,这种方法可以高标准地检测混凝土强度,为优化施工方案提供保障。(2)钢结构构件检测。需要借助钢材抗拉强度试验,结合实际情况考验试件弯曲变形能力,进行安全等级测评。抗压静荷载试验误差计算公式如下:

式(1)~ 式(3),Xi、Xi′为进程示值平均值,以及回程示值平均值,m;Xij、Xij′为第j次测量进程示值,以及对应的回程示值,m;XOj、XOj′为进程与回程零点示值,m;n为试验次数;Fi为加载的标准力值,MPa;δF为荷载误差,MPa;FN为荷载测量上限,MPa。

案例项目抗震设计遵循GB 50011—2010 《建筑抗震设计规范》(2016 年版),结合相关标准,把建筑抗震设防类别划分为丙类。案例项目所在区域地震烈度为8 度,基本地震加速度数值可达到0.20g,设计场地类别为Ⅱ类。经检测发现,西北角暖气管线开裂情况较为严重,这一现象引发了地基沉降。为确保检测鉴定数据的精准,现场采用全站仪实施了完整测量,借此开展沉降、垂直度检测。通过重点区域的现场开挖,施工人员找到了有轻微酥碱的区域,这种裸露或剥落现象是严重的隐患,随时可以诱发不均匀沉降等现象。但从整体来看,基础与上部结构连接比较完整,详细检测结果见表2。

表2 抗震检测结果统计mm

检测结果说明依照相关检测标准,该区域存在不均匀沉降现象,但是关键区域未见结构裂缝,该建筑形变满足要求。

3.2 材料强度检测与鉴定

在案例项目中,主要是对砖抗压强度进行有效检测,同时评估砂浆抗压强度,在此基础上,掌握砂浆及混凝土形成的碳化深度,掌握结构的基本情况[1]。依照检测技术标准GB/T 50315—2011《砌体工程现场检测技术标准》对工程的砌体工程进行现场检测,每检测单元(批)需要科学划分检测区域,确保数据的精确度。检测结果见表3。

表3 主体结构砖材强度统计

结合表3 中的内容可知,砖砌体强度为MU10,这种材料的强度可满足检测结构构件的要求,符合强度等级不低于MU7.5 的现行标准。与此同时,通过细致检测未发现明显破损,砖砌筑表面完整,建筑墙体结构完好。

3.3 构造连接检测与鉴定

在结构安全性检测体系中,构造连接检测与鉴定相对比较复杂,涉及内容较多。想要完整对结构连接状态加以评估,就要合理运用PKPM CAD 软件。在实践中,鉴定加固模块(JDJG),借助合理化方式进行结构验算,结合最终软件给出的数据评定各层墙体的高度,确保它能够满足现行的规定要求。

检测鉴定结果如下:纵横墙交接处(关键位置)咬槎砌筑较好。墙体组砌方法正确,结构上下错缝、内外搭砌均比较理想,施工中墙体布置均匀,整个建筑体系无削弱墙体截面,施工质量过关[2]。建筑外墙转角极为重要,在施工中需要达到无间断截面的要求,同时要保证衔接完整、砌筑良好。除此之外,建筑墙体材料硬度够用、无空鼓、无非常明显的酥碱,但是自承重墙交接处可以发现细小裂缝。在检测中,发现墙体连接部出现裂缝,无法满足现有建筑安全性等级要求。

案例项目为教学楼建筑,屋面板为预制楼板。因此,需要围绕屋面板的情况开展科学检测。通过检测,发现屋面板连接处并不完美,在多年的使用中出现了明显裂缝且变形,这是较大的隐患,不能满足现行安全要求。

3.4 结构承载力验算

结构承载力验算需综合考虑多项因素,结合现场调查情况,得到如下结论:实操中结构构件质量良好,均按荷载规范取值,可以满足实际的承载力验算要求[3]。承载力计算方法如下:(1)结合实际情况,最大横墙间距为6.4 m,通过对比分析,发现这一参数远比GB 50023—2009《建筑抗震鉴定标准》(现行执行标准)中的规定数值小,基本符合标准要求,说明承载力检测效果是理想的。(2)该建筑抗震鉴定环节不容忽视,为了达到预期效果,需按照B 类建筑进行鉴定,明确相关的鉴定流程。在进行关键的承载力计算时,需要明确标准的设计强度,强度按实测值计算,这是前提条件。实操中,为保障鉴定的科学性,实测强度≥设计强度时,应按设计强度取值。

墙体承载力计算公式:

式中,fk为承载力标准值(检测对象是垫层底面处软弱土层),kN/m2;ηb、ηd为承载力修正系数(特指宽度和埋深),m;b为基础宽度,m;d为基础埋置深度,m;V为基底下底重量,kN/m3;y0为基底上底平均重量,kN/m3;f为墙体承载力。

承载力验算结果如下:(1)在实操中,借助结构系列软件,可得出计算结果。从计算结果可知案例项目的部分墙肢不满足条件,与实际的受压承载力规范存在偏差。(2)通过鉴定,需要加固模块,可对建筑结构参数进行验算。最终的结论为:部分墙肢强度虽然不满足要求,但安全性可靠,不影响整体结构。

4 构件安全性鉴定评级

通过上述结果,安全性鉴定评级主要内容如下。

4.1 承载能力

由验算结果可知,建筑构件的承载力良好,但是部分墙体存在缺陷,无法满足承重要求。参照标准,将承载性等级评定为Cu 级是比较科学的。

4.2 构造情况

墙体高厚比较理想,结合验算结果表明,构造情况可满足要求,连接与砌筑方式正确。不足之处表现在没有设置圈梁,等级评定为Bu 级。

4.3 裂缝情况

通过现场仪器检测,建筑构件存在裂缝,但裂缝比较细小,初现水平裂缝。依照标准要求,本项目中裂缝评定为Cu级,相对合理。

4.4 子单元安全性鉴定

根据地基基础数据以及承重结构参数分析,可明确子单元的综合情况,根据上述评定结果,子单元安全性鉴定结果见表4。安全性综合评定为级。

表4 子单元安全性鉴定结果

结合以上评定结果和抗震规范要求,未来房屋的优化需要采取以下措施:(1)采用一侧抗震加固的科学手段,对局部进行加固处理;(2)结合建筑整体风格,进行加固处理,并进行复核验算,使其达到安全等级要求。对不符合要求的结构要重新优化,实施加固或更换,保障建筑使用的安全性。

5 结语

工程安全性检测鉴定是较为复杂的工作,涉及内容众多,需明确检测内容和鉴定的科学流程,完成多维度的安全性检验,夯实建筑安全使用的基础。从工程安全性鉴定研究结果可以看出,系统安全性鉴定不仅可以优化建筑结构,消除结构中的隐患,还能够准确地进行建筑维护,延长建筑的使用寿命。该研究结果可应用于未抗震设防或现实使用中设防等级较低的房屋,特别是改建加层工程。通过明确隐患位置,实施加固或更换,重新优化结构设计,提升建筑安全性。

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