建筑结构鉴定检测与加固改造点滴谈
房屋产生了质量问题及事故，可从勘察、设计 、施工、材料、使用和灾害侵袭等方面来分析原因，然后做出鉴定结论、进行处理。根据有关事故统计 ：设计错误占18.5% 、施工不当占34.9%、设计施工均不当占28.7%、无证设计无证施工占68%、其他占17.9%；施工期间事故占77.5% 、使用期间事故占23.5%。经过我国大量专业技术工作人员对建筑物多年理论研究和实践经验的总结，并参考国外的经验 ，制定了一系列国家标准和行业标准：[1]《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB 50292—1999）、[2]《建筑抗震鉴定标准》（GB 50023—95）、[3]《危险房屋鉴定标准》（JGJ 125—99）、[4]《房屋完损等级评定标准》（1985试行本）、《工业厂房可靠性鉴定标准》（GB 144—90）、《钢铁工业建（构）筑物可靠性鉴定规程》（YBJ 219—89）、《混凝土结构加固技术规范》（CECS 25:90）、《钢结构加固技术规范》（CECS 77 ：96）、《建筑抗震加固技术规程》（JGJ 116—98） 、《地基处理技术规范》（JGJ 79-91）、《既有建筑地基基础加固技术规范》（JGJ 123-2000） 、《古建筑木结构维护与加固技术规范》（GB 50165—92）等。对建筑物的鉴定和加固技术用章程将它们确定下来 ，对保证工程质量、消除安全隐患、防止事故发生 、确保人民生命财产安全、统一标准 、节约材料都起到了重要作用。文献[1]是以概率理论为基础 ，将“构件”、“子单元”、“鉴定单元”三个层次的安全性和正常使用性分别评为四个等级。文献[2] 采用两级鉴定法 ，是筛选法的具体应用，将抗震构造要求和抗震承载力验算要求更紧密配合在一起，具体体现了结构抗震力是承载能力和变形能力两个因素的有机结合 ，并按建筑类别（甲、乙、丙 、丁）和设防然度（6、7 、8、9度）区别对待。文献[3]以模糊数学理论为基础，分“构件”、“房屋组成部分” 、“房屋”三个层次，将单个构件分为“危险”和“非危险”，将房屋组成部分划分为a、b、c、d四个等级，将房屋评定为A 、B、C、D四等级（非危房 、危险点房、局部危房 、整栋危房） 。文献[4] 则采用的是传统经验法，按结构、装修 、设备三个层次的完损程度将房屋评定为完好房 、基本完好房、一般损坏房 、严重损坏房四个等级 ，适用于一般比较简单的中小型房屋 。
2 综述
结构的可靠性是指结构在规定的设计基准期（一般为50年）内，在正常设计 、正常施工 、正常使用的条件下，完成预定功能的能力，是结构安全性、适用性、耐久性的总称。“安全性”即建筑结构在规定的条件下应能承受可能出现的各种荷载及外加约束作用，以及遇到偶然事件时应能保持必要的整体稳定性 ；“适用性”即建筑结构在正常使用时，应能满足正常的使用要求，如不能有过大的变形、裂缝等；“耐久性”即建筑结构在正常使用 、正常维护下 ，材料性能虽随时间推移而变化，但仍能满足预定功能的要求（如在基准期内 ，砂浆粉化、砖墙体风化、砼的碳化、钢材的锈蚀及木材的腐朽等均不能超过规定的限值） 。文献[1]中“正常使用性鉴定”即包括上述“适用性”和“耐久性”的鉴定。结构耐久性鉴定只能根据现有结构的耐久性性能及使用中的耐久性累积损伤信息反馈 ，鉴定的重点是根据结构的损伤程度 、损伤速度、维修状况及其对结构安全的危害程度等 ，推算其结构自然寿命的剩余耐久年限 ，估计结构在正常使用、正常维护的条件下 ，继续使用是否能满足下一个目标使用年限的要求。结构可靠性鉴定就是通过调查、检测 、分析和判断等手段对实际结构的“三性”进行评定的过程，结构质量检测好比医生看病时的各种检查化验 ，目的在于解决在缺乏资料的情况下 ，对旧建筑物进行鉴定 、加固、改建、扩建，或由于超载使用、结构存在过度变形裂缝、腐蚀、火灾、爆炸、地震等造成建筑物损伤等情况，都必须通过结构检测来确定材料的力学性能、结构实际工作状况和承载能力 ，测取一些必要的数据，为鉴定及加固改造提供依据 。结构检测内容主要为材料强度、结构裂缝、结构变形、结构缺陷、结构腐蚀、荷载条件及结构几何尺寸等 。通过结构损伤分析原因及其对结构的危害 ，作出鉴定结论，最后应对现存建筑物提出处理意见，确定是否需要进行加固 。如果可以利用设计时的安全储备，则修补能解决问题的就不要进行加固，可避免加固过程中使结构受损加剧或出现新问题。若结构存在的损伤影响了结构安全，威胁了人民生命财产的，但有修复和保存价值或较拆除重建更经济时，则应及时进行加固处理。对有纪念意义或有文物 、历史 、艺术价值的建筑物 ，也应予以修复和保存。加固不能盲目进行，应仔细全面进行设计，从实际出发，因地制宜，切实可行，并绘制详细而完备的施工图 。加固施工应严格按图纸进行，这是一项细致而缓慢的工作，要加强观察，注意先支撑后加固，以保证施工人员安全。简而言之，检测体现科学性、鉴定具有法律性、加固改造反映经济性，检测为鉴定提供数据，鉴定为加固改造提供依据。
鉴定检测的内容
1、鉴定检测的原因
2、建筑物经过长期使用 ，不同程度地发生老化。
3、建筑物由于某种原因发生失稳，连接失败或锚固性破坏等 。
4、建筑物发生了异常变形、裂缝等 。 4、由于工艺改革，使用条件发生了变化而需要重新鉴定 。
5、一些具有特殊用途的重要建筑物需要定期检查、鉴定。
6 、建筑物受地震、火灾、台风、爆炸等突发性的外加荷载作用等而造成的损坏程度的鉴定 。
检查要点、检测方法和鉴定分析
一 、地基基础
（一）检验：
1、地基沉降；2 、建筑物所受地形状态和环境； 3、相邻建筑施工的影响； 4 、地震影响 。
（二）评定 ：
1 、地基不均匀变形； 2 、斜坡滑动； 3、腐蚀性作用 。建筑物使用阶段的沉降观测的期限:
1、砂土地基2年 。 2 、膨胀土地基3年 。 3 、粘土地基5年。 4、软土地基10年。 建筑物竣工后的第一年内，每隔2–3月观测一次，以后适当延长至4–6月，直至达到沉降变形稳定标准（沉降速度＜0.01～0.04mm/d）为止 。
应在使用期间进行沉降观测的建筑物:
1、地基基础设计等级为甲级的建筑物。 2 、复合地基或软弱地基上的设计等级为乙级的建筑物 。 3、加层、扩建的建筑物。 4、受邻近基坑开挖施工影响或受场地地下水等环境因素变化影响的建筑物。
混凝土结构
（一）检查要点：
1 、首先应检查和考虑结构由于材质不良所产生的影响；2、其次要考虑结构问题，所涉及的有设计计算方面的原因及施工方面的原因；
3、从使用上讲，保证建筑物处于正常受力条件和外界环境要求下工作是防止发生事故的根本；
4、另外 ，建筑物应正常维护。
（二）检查和评定：
1 、材质检验和测定； 2 、结构构件承载能力的检验和评定 ；3、裂缝和变形的检验和评定 ； 4、构件连接的检验与评定。
混凝土强度偏低对承载力的影响
轴心受拉：
轴心受拉构件设计时本来就不考虑混凝土参加工作，混凝土强度偏低无影响，也无需加固，仅从耐久性出发，对表面修补即可 。
轴心受压：
由于一般轴心受压构件配筋率较小（ρ≤1%），可见受压构件承受的荷载大部分由混凝土来承担，构件混凝土强度偏低 ，对构件承载力的降低几乎成正比。
受弯构件 :
正截面
混凝土强度偏低对受弯构件正截面的承载力影响幅度不大 ，（例如：ρ=0.2%–1%的构件 ，混凝土强度等级由C20降到C10 ，正截面承载力减少1%–5%）；
斜截面
对受弯构件斜截面的受剪承载力降低是明显的（例如：一段正常设置箍筋和弯起钢筋的受弯构件中 ，混凝土强度等级由C20降到C10 ，斜截面的受剪承载力降低20%–40%）。
受冲切面
钢筋混凝土冲切面承载能力几乎全部由混凝土承担，混凝土强度偏低，对其影响最甚，基本上成正比降低。
砌体结构
（一）砌体结构缺陷和症害的检查：
1、砖 、砌块、石料、砂浆等强度变化，腐蚀 、风化及冻融损坏等 ；
2、裂缝检查；3、结构损伤及砌筑质量检查 ；
4、变形检查 ；
5、连接检查。
6、圈梁、构造柱检查；
7 、墙体稳定性检查。
（二）缺陷和症害的基本分析 ：
1、砌体承载能力不足；
2、砌体裂缝 ：
（1）地基不均匀沉降引起的裂缝 ； （2）地基不均匀冻胀引起的裂缝 ； （3）温差影响； （4）地震。3、砌体的酥化与解体。
（三）砌体结构的检测与评定：
1、砌体强度及有关参数的测定方法：
（1） 扁式液压测力器原位试验法 ；
（2） 现场截取标准试件法；
（3） 回弹法 、超声波法 、化学分析法等；2 、结构构件承载能力的检验与评定；
3、砌体裂缝的检验与评定；
4 、砌体结构构造的检验与评定 。
钢结构
（一）钢结构缺陷和损坏及其原因分析：1、钢结构的损坏特征： （1）整体性的破坏 ； （2）几何形状失真； （3）连接破坏； （4）结构变形； （5）腐蚀破坏。
2、钢结构损坏的原因分析： （1）力作用引起的损坏 ； （2）温度作用引起的损坏； （3）化学作用产生的损坏。
（二）钢结构的检验和评定 ：
1、材质检验与测定 ； 2、钢结构构件承载能力的检验与评定 ； 3、钢结构构件变形的检验与评定 ； 4 、钢结构构件锈蚀和损伤的检验与评定 。
围护结构
检查要点：
（一）1 、屋面系统及地面散水 、排水沟（管）；
2、墙体（围护砖墙或砼墙板、女儿墙、屋檐、泛水 、围廊 、挑台、雨篷及门、窗） ；
3、地下结构的防渗漏及使用功能；
4、防护设置（隔热、防爆、排烟等） 。
（二）围护结构的功能评定 ：按以上四个部分 ，以影响最大的一项作为评定等级。
维修 、加固及改造处理对建筑物维修 、加固 、改造是一项比新建工程更复杂的工作，必须在了解建筑的设计 、施工和使用状况、调查破损情况和破损原因 ，并且考虑修补后所要达到的使用要求和年限基础上，才能制定出合理、经济的维修方法。
维修加固处理的原则
一、设计应简单易行、安全可靠 ； 二、施工要求在不影响或少影响工作和生活的条件下进行 ；
三、尽量保留原有建筑物或减少拆除工作量；
四、对施工组织、工艺布置 、施工方法和技术等应有特殊的安排；
五 、应经济合理，不能只注重表面，而留下隐患，但也不要过于谨小慎微，把问题搞得很复杂，造成不必要的浪费。
维修加固处理的内容
一、地基基础加固；
二 、复位纠偏； 三、结构补强；
四、裂缝修补 ；
五、防渗堵漏；
六、扩建改造；
七 、部分或全部拆除；
八、整体平移、旋转。
处理方法和技术
一、混凝土结构加固方法 、技术：
1、加大截面法、外包型钢法、粘贴纤维增强材料法、钢筋套箍法 、粘钢法、锚栓锚固法、预应力法、改变结构传力途径法 、压力灌浆修补法 、焊接补筋法、加掖法、喷射混凝土补强法。
2、托换技术、植筋技术、裂缝修补技 术、碳化砼修复技术、砼表面处理技术 、填充密封技术、化学灌浆技术、结构构件移位技术、调整结构自振频率技术。二、砌体结构加固方法：
1、钢筋混凝土外加层加固法（喷射混凝土）；
2 、钢筋水泥砂浆外加层加固法（喷浆）；
3、增设扶壁柱加固法；
4、外包钢加固法；
5、预应力撑杆加固法；
6、增改圈梁 、构造柱加固法；
7 、增设梁垫加固法；
8、局部拆砌加固法 ；
9 、裂缝修补加固法 。
三、钢结构加固技术：
1、改变结构计算图形的加固 ；
2、加大构件截面的加固；3 、连接的加固与加固件的连接；
4、裂纹的修复与加固。
四、地基基础加固处理方法 ：
1 、 基础补强注浆加固法；
2 、 加大基础底面积法；
3、 加深基础法 ；
4、 坑式托换法；
5、 锚杆静压桩法 ；
6、 树根桩法 ；
7、 坑式静压桩法；
8、 石灰桩法 ；
9、 砂石桩法；
10、换填法 ；
11 、预压法 ；
12、强夯法 ；
13、振冲法 ；
14、注浆加固法 ；
15、高压喷射注浆法；
16、土或灰土挤密桩法；
17 、深层搅拌法；
18、硅化法 ；
19 、碱液法 ；
20、迫降纠倾技术；
21 、顶升纠倾技术；
22、深基坑复合土钉支护技术。 五 、扩建改造主要有加层改造 、拓宽改造、接长改造。关键都集中在新旧房屋交接处的合理构造上，这是实现房屋功能改造和满足安全度的重要保证。
六 、拆除技术主要有机械拆除法、控制爆破法及静态破碎剂法三种。
抗震鉴定与抗震加固
“抗震鉴定”是通过检查现有建筑的设计、施工质量和现状，按规定的抗震设防要求，对其在地震作用下的安全性进行评估。“抗震加固”是指使现有建筑达到规定的抗震设防要求而进行的设计及施工。地震中建筑物的破坏是造成地震灾害的主要原因 。现有建筑相当一部分未考虑抗震设防 ，有些虽然考虑了抗震，但与第三代烈度区划图等的规定相比，并不能满足相应的设防要求。1977年以来建筑抗震鉴定、加固的实践和震害经验表现，对现有建筑进行抗震鉴定，并对不满足鉴定要求的建筑进行适当的抗震加固是减轻地震灾害的重要途径 。现有建筑进行抗震鉴定的目标 ，比抗震设计规范对新建工程规定的设防标准低 。我国第一部抗震设计规范是1974年才正式实施的 ，在此之前绝大部分建筑未考虑抗震设防，在此之后有些地区因设防烈度的提高而使原有按较低烈度设防的建筑可能不满足相应的抗震要求。我国现有位于6度及6度以上地区需要抗震鉴定加固的建筑有7亿多平方米，已经加固的仅有2亿多平方米。由于6度时仍然有相当震害，近年来不少强震发生在6度区，造成很大损失 ，对6度抗震设防区的现有建筑进行抗震鉴定是必要的 。由于历史原因 ，现有建筑相当一部分不能满足抗震要求，我国对现有建筑的抗震加固是非常重视的 ，自1977年到1989年底全国共加固32.15亿多m2的建筑 ，用于抗震的经费共33.5亿元。经过加固的工程 ，有的已经受了地震的考验，证明了抗震加固是确保生产发展和人民生命安全积极而有效的措施 ，现有建筑的抗震加固的目标，与文献[2]保持一致 ，这一目标比新建建筑的设防要求为低 。抗震鉴定是加固的前提 ，鉴定与加固前后连续。
结语
当今世界上经济发达国家的工程建设大体经历了三个阶段 ：大规模新建；新建与维修改造并重；部分新建重点转向旧建筑物的维修改造 ，并使其进一步现代化。二十世纪七十至八十年代，世界各国开始重视建筑物维修改造业在建设中的重要使用。例如瑞典1983年建筑业总投资的50%是维修改造投资；美国劳动部预言维修改造业将是最受欢迎的九个行业之一；美国1978年维修改造业的投资是1965年的3.8倍；前苏联第九和第十个五年计划中的维修改造业的投资占工业建筑总投资的65%。我国一五期间新建建筑投资占基建总投资的95.8% ，而六五期间只占45%，说明我国正处于这一转变中 。维修改造好现有建筑并使其现代化，则必须进行调查、检测和鉴定 ，这将是一项十分艰巨的任务 。