混凝土框架结构房屋的质量检测及抗震鉴定

张泽涵

(安徽省建设工程测试研究院有限责任公司，安徽 合肥 230000)

目前，随着我们国家经济的高速发展，建筑行业的不断进步，人们对房屋的要求也不断提高，由于很多建筑原本的空间无法符合人们的需求，所以对房屋开展扩建工作。但是，在开展房屋扩建工作之前，需要对结构进行质量检测，房屋的质量检测技术是建筑物鉴定的主要技术，检测的水平会很大程度影响到房屋扩建工作的安全性。混凝土框架结构因具有可以较灵活地配合建筑平面布置、结构的整体性、刚度较好和施工工期短等优点而被广泛运用在当代房屋建筑中，然而混凝土结构在使用过程中，受外力、自重等因素的影响，结构存在产生裂缝或其他损伤的情况，所以必须对混凝土框架结构房屋开展检测工作。

1 质量检测和抗震鉴定要点

1.1 质量检测要点

质量检验是质量控制工作的重要组成部分，其是指采用可能的质量检测方法对房屋建筑开展检测工作，将检测结果和质量标准进行对比，进而确定房屋结构是否符合规范要求。因此，质量检测主要是为了保证房屋建筑是否合格，防止一些不达标建筑对人们的居住安全性产生危害。一般来说，质量检测中需要采用较高的检测技术，所以质量检测又称作技术检测。

随着我们国家建筑行业的不断发展，人们对于房屋建筑质量的重视程度与日俱增，基于质量检测工作，从而保证房屋建筑的使用安全性逐渐成为了建筑安全管理工作的主要内容。在目前的质量检测工作中，主要的检测内容有现场检查、材料强度检查、倾斜角检查、外壳损坏检查等，而常用的质量检测方法有外观观察法、工具测量法、物理试验法、无损检测法和破损检测法等。主要的房屋建筑质量检测内容如下。

1)开展现场检测工作。首先应该通过现场调查初步了解到房屋的损伤程度，主要关注构件的裂缝或损伤、房屋相对不均匀沉降和倾斜情况等。

2)开展材料强度检测工作。相关工作人员可以基于回弹法对混凝土强度进行检测，从而确保检测质量。检测工作要严格按照《建筑结构检测技术标准》(GB/T 50344—2019)的要求进行开展，混凝土框架结构中的梁、柱都是应该检测其混凝土强度的。此外，由于在实际的检测工作过程中可能会遇到一些不可控因素，导致无法正常开展工作。因此，在这种情况下，可以通过使用在施工时预留的混凝土试件进行检测工作，同时需要确保该试件的所有条件与房屋建筑中的混凝土相一致。

3)开展房屋倾斜检测工作。在该项工作中，需要使用经纬仪和水准仪对房屋建筑的倾斜度和沉降量进行检测。通过检测得到的数据，对房屋变形敏感部位进行分析。

4)开展损伤检测工作。基于现场检测得到的结果，便能够进行房屋结构的损伤检测工作，该项检测的关注点在于节点、框架梁、楼梯的裂缝,同时，检测的结果应该在损伤分布图中体现。

1.2 抗震鉴定要点

地震灾害会极大地损害房屋建筑结构，影响到其安全性。为了能够降低地震对房屋建筑的损坏程度，使地震的防治措施更加的科学，必须在房屋建筑施工中做好抗震鉴定工作，进而制定出防震措施。抗震鉴定指的是基于建筑物的抗震规范要求，对房屋建筑的抗震性能开展鉴定工作。抗震鉴定的结果可以为房屋建筑结构的改善提供一定的参考，进而提高建筑结构的抗震能力，确保房屋的安全性和使用耐久性。在一般情况下，在开展房屋建筑抗震鉴定工作过程中，既可以基于房屋构造鉴定，对抗震能力进行综合的评估，也可以基于精确地抗震承载力计算，对房屋建筑的关键部位的抗震性能进行评估。

目前，针对混凝土框架结构房屋的抗震鉴定的主要工作分为抗震构造措施和抗震承载力验算。具体的鉴定内容如下。

1)开展抗震构造措施鉴定工作。这一项鉴定工作必须严格按照《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)相关要求进行，鉴定的内容主要有房屋结构体系、混凝土材料、钢筋配置情况、填充墙与主体结构的连接等情况，同时在鉴定工作中，必须严格按照现行规范进行操作。

2)开展抗震承载力验算工作。这项工作的主要内容为对结构的变形、框架梁柱进行验算，验算过程中需要根据楼屋面荷载、墙体荷载、地震作用等一些常见的荷载进行计算分析。

2 案例分析一

2.1 结构概况

案例一的研究对象为混凝土框架结构厂房，其总面积为5000m。近年来，随着工厂规模的不断扩大，原来的厂区面积已不能符合现实的要求，因此需要对现有厂房开展改造工作。在确保厂房结构安全的同时，增加厂房的荷载承受能力，完成对厂房科学的扩建工作。因此，基于有关规范要求，必须对厂房开展质量检测和抗震鉴定工作，对厂房的安全性、使用性和抗震性等性能进行详细的研究分析，制定出可靠的改造方案。

2.2 质量检测

质量检测是一项综合检测工作，涵盖的内容很多，本案例具体的质量检测内容和工作细节如下。

1)结构体系检测。通过对厂房进行现场调查，得知该厂房的主要结构为混凝土框架结构，厂房地上和地下的层数分别为4层和1层。厂房目前的整体结构情况良好，并且在建筑完成之后没有对其开展任何的改造工作。

2)倾斜度检测。在开展房屋建筑的倾斜度检测工作过程中，基本是采用高精度且便于使用的全站仪来检测房屋建筑的关键节点。为了确保倾斜度检测工作的完成质量，必须做好开展工作前的准备工作，包括全站仪找准、选取合适的检测点和熟悉仪器操作等事宜。根据结果可知：本案例中的厂房的最大倾斜度为0.69%，满足国家规范中倾斜度的要求。

3)开展损伤检测工作。本案例中厂房的竣工时间为2014年，使用的总时间还没有超过十年，因此在进行现场检测时，没有发现建筑结构出现大面积的损伤；建筑中的主要承重结构没有出现明显的损伤和钢筋生锈现象；墙体局部出现了少量的裂缝，然而并没有出现漏水的现象。建筑外观质量较好，没有明显的变形，经过严格的沉降量检测，房屋建筑的不均匀沉降量符合相关规范的要求。

4)开展材料强度检测工作。在开展该项工作过程中，为了减少质量检测对建筑结构安全造成的影响，使用无损检测技术进行强度检测。作为在检测工作中常见的无损检测技术，超声-回弹法在开展材料强度检测工作中表现的效果良好。在本次案例中，基于超声-回弹法检测技术得知，厂房一层到四层，超声均值大致在4.38～4.66，回弹均值大致在38～51，强度换算值大致在41.07～61.34，因此，混凝土强度的均值推断为45.89MPa，通过严格的计算，混凝土强度值为31.21MPa，满足混凝土强度设计要求。

2.3 抗震鉴定

本案例的抗震鉴定分析，需要基于相关规范设计要求，其主要的鉴定内容和结果如下。

1)开展结构质量宏观鉴定工作。基于相关的抗震设计规范，从宏观的角度鉴定了房屋结构的外在和内在质量，根据鉴定结果得知，本案例中建筑结构的内在和外在的质量都满足规范要求。例如，框架梁、柱和关键节点都没有出现显著的裂缝、钢筋外漏、钢筋生锈等情况；墙体没有出现裂缝；建筑的主体结构没有明显的变形。

2)开展基础承载力分析工作。基于房屋建筑的相关资料得知，本文案例中的厂房的基础是以预应力高强度混凝土桩为主。根据PKPM软件验算了基础承载力，根据计算结果得知，厂房在改造后其桩基的承载力已经无法满足要求，应该对其采取加固措施。

3)开展抗震措施分析工作。基于设计规范得知，本案例中的房屋建筑在完成改造之后是乙类建筑，根据当地建筑抗震要求，可以提高建筑的抗震等级，并鉴定改造之后的房屋的抗震能力。在鉴定工作中，需要鉴定的内容有：结构布置、材料检测、钢筋布置、框架梁、柱尺寸等。根据鉴定结果可知，在完成扩建之后的厂房部分的框架柱不能很好地符合规范中的抗震要求，需要进行加固处理。

4)开展构件抗震承载力验算工作。根据现场检测的数据和设计图纸，利用PKPM软件验算结构的抗震承载力。根据计算结构，该厂房部分构件承载力不满足要求，部分框架柱的轴压比不满足要求。

2.4 加固措施

基于严格的质量检测和抗震鉴定得知，房屋建筑的一些框架梁、柱的钢筋的实际配置量要低于计算量，一些框架柱的轴压比很高，基础的桩基反作用力大于桩基的承载力。基于此，应该选择合理的加固方法进行加固。例如，采用碳纤维布加固技术对有问题的框架梁柱进行处理；增加混凝土柱的构件截面面积；在混凝土楼板中使用H型钢，进而调整建筑的受力体系，改善建筑的抗震性能；加固基础，从而提升房屋基础的抗压承载力。

3 案例分析二

3.1 结构概况

本案例的研究对象为建成于2012年的一个混凝土框架结构房屋，该建筑属于丙类建筑，整体呈不规则形状。该建筑一共有两层，建筑总高度为10m，建筑的总面积为1000m，其与地面的高度差为0.5m。根据实际需要，该建筑的使用功能发生改变，需对其进行改建。在改建之前要对建筑物开展质量检测和抗震鉴定工作。

由于委托方保管不当，相关房屋结构的设计图纸已丢失。为了便于后续的检测工作，需要对楼板厚度、柱尺寸和梁尺寸进行检测。通过详细的检测得知：该房屋的结构体系为框架结构，楼板为混凝土现浇板，楼板厚度为120mm。框架结构中柱尺寸是400×400mm，梁的尺寸一共有三种，分别为：300×500mm、300×650mm和300×600mm。此外，经过现场调查得知，房屋结构的质量较好，没有出现明显的损伤情况(见图1)。

图1 测绘施工现场图

3.2 质量检测

在开展房屋质量检测工作中最重要的环节是现场检测。现场检测的工作内容主要有结构变形检测、倾斜度检测、损伤检测、材料强度检测等。具体的工作细节和结果如下。

1)开展基础检测工作。在该项工作中，应该使用局部开挖的手段，这样可以防止影响到建筑的整体安全性。此外，还要确定基础埋深和尺寸。在通常情况下，设计图中会给出基础埋深和尺寸，但是由于本案例中房屋的图纸出现了丢失的情况。因此，应该首先进行现场检测工作，确定基础布置情况，然后明确基础埋入的深度和尺寸大小。在基础开挖后，应将基础晾晒一段时间，在保证其干燥状态下，通过回弹法检测基础混凝土的实际强度。

2)开展倾斜度检测工作。在该项工作中，可以采用全站仪对房屋的各个方向的倾斜度进行测量，并且将测量得到的数据记录下来。根据检测数据，分析房屋敏感部位的倾斜程度。

3)开展抽样检测工作。在该项工作中，可以使用抽样检测的手段对构件的变形开展检测工作。例如，在对框架梁挠度的测量工作中，便可以使用抽样检测的方法，并且可以基于全站仪选取大跨度框架梁作为研究对象。同时，选取部分同类别的结构构件，通过现场凿除混凝土的方式，检测实际的钢筋配置。

4)开展房屋无损检测工作。在该项工作中，需要对房屋建筑的外立面和内部各构件进行详细的检测，并将检测结果记录下来。

5)开展材料强度检测工作。随机抽取部分混凝土构件，首先在每层抽取的混凝土构件的一竖向侧面，随机凿去表面粉刷的装饰层至露出原状混凝土结构面层，再对混凝土表面清理平整并保证干燥状态，采用回弹法检测结构混凝土抗压强度。

3.3 抗震鉴定

本案例的抗震鉴定分析，需要基于相关规范设计要求。根据相关的鉴定结果得知：该房屋的规定使用年限为40年，抗震烈度为7度，框架梁柱内的钢筋布置量和构件的抗震构造并不满足有关的规范要求。例如，某些夹层的刚度不满足要求，因此，要对房屋建筑采取相应的加固措施。在开展上部结构承载力验算工作中，需要使用相关的计算软件对结构进行计算。但是在计算的过程中，需假设建筑的损伤部分已经得到修复。在该项工作中，混凝土等级取为C35，钢筋的配置根据现场检测采用；框架梁和框架柱的保护层厚度分别为30mm和40mm。根据PKPM软件验算可知，该房屋部分框架梁的箍筋配置不满足抗震鉴定规范要求，部分框架梁和框架柱的主筋配筋量也不满足计算要求，因此，必须对该房屋开展加固工作。

3.4 加固措施

1)基于增大截面法加固法对一层柱开展加固工作。其主要的操作方法是在柱的周围增设钢筋和混凝土，从而使截面面积增大，从而很好的提升框架柱的强度。新增的混凝土和钢筋需满足计算要求和相关规范的构造要求。此外，对部分框架柱采用外包钢加固法，通过将钢板和角钢外包于混凝土构件的表面，能达到加固和增强原结构强度和刚度的目的，对构件裂缝开展及挠度发展也有抑制作用。

2)为了解决框架梁和屋面梁因配筋不够导致构件承载力不足的情况，可以使用碳纤维加固的方法进行解决。因为碳纤维的抗拉能力很强，可以与框架梁形成一个整体，从而共同承受力的作用，进而提升框架梁的承载力。同时，碳纤维自身弹性模量高，加固后对温度裂缝、锈胀裂缝等细微变形有着较好的控制作用。

3)为了修复框架梁、柱、板中出现的裂缝，可以使用灌浆的方法修复。在实际的修复过程中，需要注意的是：应该合理地调配胶液，在修复过程中如果产生裂缝不吸胶的情况，那么需要严格调查灌浆是不是对正了裂缝，同时需要注意温度的变化，避免后续无法达到预期的修复效果。

4 结语

综上所述，对混凝土框架结构房屋开展质量检测和抗震鉴定有着很大的应用和经济价值，值得广泛推广。在实际的检测鉴定工作中，应该结合混凝土框架结构房屋的现状，基于国家制定的相关规范，严格按照相关规定进行质量检测和抗震鉴定工作。同时，根据本文提出的检测鉴定要点，最大程度上提高检测和抗震鉴定的实用性，为房屋建筑的扩建和加固提供参考建议。