工程案例
業(yè)務范圍
建筑結構的檢測與加固技術
發(fā)布時間：2014-08-05
經(jīng)過20多年的發(fā)展，建筑物和構筑物的抗震鑒定與抗震加固技術已日臻完善，形成了自己的體系，成為結構鑒定與加固技術不可缺少的重要分支。抗震鑒定標準已經(jīng)形成了系統(tǒng)，常用的標準如下： 《建筑抗震鑒定標準》（GBJ50023-95）；
《室外給排水工程設施抗震鑒定標準》（GBJ 43-82）；
《室外煤氣熱力工程設施抗震鑒定標準》（GBJ 44-82）；
《工業(yè)構筑物抗震鑒定標準》（GBJ 117-88）。
建筑物和構筑物抗震鑒定與加固技術的發(fā)展與成熟，為結構鑒定與加固技術的發(fā)展奠定了基礎。
1985年，經(jīng)國務院批準，開展了建國以來第一次城鎮(zhèn)房屋的普查工作。為配合這次普查，國家建設行政主管部門組織有關技術部門編制了《房屋等級評定標準》和《危險房屋鑒定標準》。鑒于當時缺少相應檢測手段，待評定和鑒定房屋的數(shù)量極大，這兩標準均采用了以外觀檢查為主的鑒定方法，并將房屋分成完好、基本完好、一般損壞、嚴重損壞和危險房屋等五個等級。
這是一次專業(yè)技術人員與非專業(yè)人員結合的普查，由房管部門統(tǒng)查，由各單位自查。以某省為例，約1.3萬人參加普查，普查房屋約1.3億平方米。普查結果為完好房屋約占總數(shù)的38.5%，基本完好房屋約占總數(shù)的33.5%，一般損壞房屋約占總數(shù)的18.9%，嚴重損壞房屋約占總數(shù)的7.0%，危險房屋約占總數(shù)的2.1%。這次普查使房管部門擁有了一支進行房屋安全鑒定的技術隊伍，為隨后成立的房屋安全鑒定站奠定了基礎。
1976年開始的抗震鑒定與加固和1985年開始的全國性的房屋普查及隨后的大規(guī)模的修繕，標志著我國的工程建設從以新建為主轉變?yōu)樾陆ㄅc維修加固改造并重的階段。
1989年，大連重型機械廠辦公樓會議室地面突然塌陷，造成重大的人員傷亡事故。這次事故引起了建設行政主管部門的高度重視，當年，在全國范圍內(nèi)開展了已有房屋安全性檢查工作。由于此時構件的混凝土強度、配筋、砌筑砂漿強度、砌筑用強度等級等檢測技術的推廣，檢查鑒定工作從以定性的外觀檢查結果為依據(jù)發(fā)展到以定量的檢測數(shù)據(jù)為依據(jù)的階段。與此相應，建設行業(yè)的科研基金明顯向結構耐久性、檢測、鑒定、加固和改造方面傾斜。鐵路、交通、水利、電力、冶金、化工、紡織、輕工、機械等行業(yè)也開展了相應的工作。在國內(nèi)形成了結構安全性鑒定與加固技術和結構耐久性鑒定和剩余壽命評估等相應技術發(fā)展的契機。結構的安全性問題得到了普遍的重視。
隨后，成立了全國建筑物鑒定與加固標準技術委員會和房屋安全鑒定委員會，各行業(yè)和各地方鑒定與加固的技術和經(jīng)驗得以交流，鑒定與加固技術向標準化方向健康地發(fā)展。同時隸屬于各地房地產(chǎn)管理局的房屋安全鑒定部門成立，使房屋的安全性鑒定工作逐步走上了正軌。
目前已有的鑒定標準和擬頒布的相關標準有：
《工業(yè)廠房可靠性鑒定標準》（GBJ 114-90）；
《民用建筑可靠性鑒定標準》（將頒布）；
《鋼結構檢測評定及加固技術規(guī)程》（YB 9257-96）；
《鋼鐵工業(yè)建（構）筑物可靠性鑒定規(guī)程》（YBJ 219-89）。
這些鑒定標準把定性的鑒定提高到定量的階段，其主要對象為已有的建筑結構，使已有結構的鑒定結果具有可靠性。
到了九十年代，特別是住宅商品化以后，建設工程的質(zhì)量成為萬眾矚目的焦點，并引起中央領導的重視。這一形勢促進了建設工程質(zhì)量的檢測與鑒定技術的發(fā)展。建設工程質(zhì)量的檢測與鑒定技術已超出了單純的結構安全的范疇，包括了結構的安全性、耐久性、適用性和抗災害能力以及工程質(zhì)量問題產(chǎn)生原因的鑒定與分析等綜合問題。這類鑒定不僅包括工程施工質(zhì)量，還包括設計質(zhì)量，以設計規(guī)范和工程驗收規(guī)范為準繩，以國家和各地有資質(zhì)的工程質(zhì)量檢驗中心為骨干。
建設工程質(zhì)量的檢測與鑒定為治理工程質(zhì)量通病，如設計造成的多層磚房溫度裂縫問題，混凝土工程施工階段的開裂問題等起到了積極的作用，為設計規(guī)范和施工驗收規(guī)范的修編提供了依據(jù)。
經(jīng)過50年的發(fā)展，結構的鑒定與評估技術已經(jīng)發(fā)展成為包括結構安全性鑒定、結構抗災害能力鑒定與評估、工程質(zhì)量問題鑒定、災后結構的鑒定與評估和結構耐久性鑒定和剩余壽命評估的綜合技術。
但鑒定與評估技術尚存在一些問題，如在對已有結構的承載能力計算鑒定時一般都沿用結構設計時的計算理論和計算方法。結構的設計階段采用失效概率的理論，考慮了作用的變異、材料強度變異、構件尺寸的變異等；而已有結構的承載能力鑒定時，除了可變作用存在變異外，永久作用、材料強度和構件尺寸已確定，此外存在著軸線的實際偏差、基礎實際不均勻沉降、環(huán)境溫度的影響、結構的實際損傷等；問題不同了，計算理論和計算方法也應該有所區(qū)別。因此，關于已有結構的承載能力的計算理論和計算方法有待發(fā)展。
在對建筑工程質(zhì)量問題鑒定時，鑒定工作受到結構設計理論的制約，如設計不考慮環(huán)境因素的影響，而實際工程質(zhì)量問題與環(huán)境溫度等有很大的關系，如何評定這類問題，也有待設計理論和鑒定理論的提高。
四、結構的加固與改造技術
50年來，結構的加固與改造技術也得到了相應的發(fā)展。
除了單層居民住宅的修繕外，五十年代至六十年代加固較多的是單層工業(yè)廠房中的薄腹梁和混凝土柱。常見的薄腹梁的加固方法為體外拉桿方法，拉桿中施加的拉力多采用電熱張拉法。常見的混凝土柱加固方法有外包鋼法和外包混凝土法或稱為增大截面法。此外尚有環(huán)氧砂漿修補法，此法常見于摻加氯鹽混凝土構件的修復。這些方法主要源于前蘇聯(lián)，目前還在使用，但從理論上和操作工藝上都有了改善和提高。如混凝土柱的外包鋼法加固方法，開始階段的計算方法是分別計算混凝土柱和外包鋼，外包鋼按鋼結構計算；當外包裝的綴板加密并出現(xiàn)濕式的施工方法時，其計算按整體構件考慮；當綴板施加拉力時，可按約束混凝土進行計算。
七十年代中后期，砌體結構抗震加固的問題日益突出，特別是磚墻的加固問題。中國建筑科學研究院等單位開發(fā)了鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層（俗稱“加板墻”）加固技術，該技術至今仍然廣泛用于砌筑墻體的加固。
八十年代初，遼寧省首先引進了法國混凝土構件加固技術，并用于實際工程。這種技術使混凝土受彎構件的抗彎能力的加固得到簡化。此后，遼寧省建筑科學研究院和中國科學院大連物化所研制成功用于混凝土構件粘鋼加固的JGN結構加固膠，使粘鋼加固技術得以在國內(nèi)迅速推廣應用。由粘鋼加固技術還派生出來錨粘帶鋼加固技術和勁性外包鋼加固技術。前一技術將錨栓固定技術與粘鋼加固技術相結合，用于受彎構件抗彎和抗剪能力不足的加固。后項技術將前項技術與鋼-混凝土組合結構技術相結合，用于受彎構件抗彎抗剪能力不足和鋼度不足的加固。
JGN結構加固膠的引進，使得錨載鋼筋的技術風行一時，同時帶動了混凝土構件裂縫修補技術的發(fā)展。
九十年代初，中國建材院研制出高流動性修補砂漿，使得混凝土構件的局部修補技術得以提高。該項新材料使得混凝土柱的制約加固技術成為現(xiàn)實。
九十年代中后期，纖維類材料用于加固的研究掀起了高潮，冶金建筑研究院引進碳纖維加固技術，河北省建筑科學研究院開發(fā)了丙綸纖維混凝土加固技術，中國建筑科學研究院開發(fā)了玻璃纖維水泥砂漿面層組合砌體加固技術等。
最近，國外金屬錨栓進入中國市場，這一技術在結構的加固與改造中得到應用。中國建筑科學研究院正在編制金屬錨栓的產(chǎn)品標準和工程標準。
隨著結構加固技術的發(fā)展，結構的改造技術也得到了發(fā)展，結構的加固技術在結構的改造中發(fā)揮了作用。此外，替代結構技術、改變傳力途徑技術、預應力技術、托梁拔柱技術、結構增層和加層技術，在結構的改造中由廣大的科技人員和工程技術人員發(fā)明和創(chuàng)造出來。
加固改造技術的標準化是該項技術成熟的標志，目前在用和即將頒布的加固改造技術規(guī)程有：
《古建筑木結構維護與加固技術規(guī)范》（GB50165-92）；
《混凝土結構加固技術規(guī)范》（CECS25:90）；
《鋼結構加固技術規(guī)范》（CECS77:96）；
《多層磚房結構加層技術規(guī)范》（CECS78:96）；
《砌體結構加固技術規(guī)范》（待頒布）。
結構的加固技術有待進一步發(fā)展。
新的加固材料的研制是推動加固技術發(fā)展的動力。以往的經(jīng)驗告訴我們，檢測鑒定技術的發(fā)展依賴于檢驗測試儀器的發(fā)展，加固技術的發(fā)展依賴于新材料的發(fā)展。由輕質(zhì)、高強、抗腐蝕、耐高溫的新材料構成的效果好、易施工的加固方法可推動加固材料的發(fā)展。
加固改造理論的提高是該項技術發(fā)展的另一個方面。目前的加固基本上是針對構造和承載能力不足的構件，缺乏從結構總體上的把握與判別。在結構設計領域則有相應的理論，如建筑抗震設計中的概念設計，混凝土結構設計中的強柱弱梁強節(jié)點等。目前的加固有時會適得其反。例如：對多層磚混結構的某一層墻體做夾板墻加固，使得該層墻體的鋼度大幅度增加，形成與相臨樓層的鋼度差，對結構的抗震不利。此外還有加固后構件的承載能力提高，防火等級大幅度下降等問題。這些問題需要從總體上把握，靠加固理論的提高來解決。
加固改造技術的提高還體現(xiàn)在施工技術改善和提高及施工機具上，而在這方面的研究一直相對較少。
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