房屋检测鉴定可分为安全鉴定、抗震鉴定、补资料鉴定及灾后应急鉴定4种主要类型,这些鉴定类型一般包含以下检测鉴定内容:混凝土抗压强度检测、砌筑砂浆抗压强度检测、钢筋配置检测、截面尺寸检测、损伤普查、承载力验算复核[1-2]。
笔者所在检测中心对河北地区数百栋不同建造年代、不同结构类型的房屋进行了检测鉴定,积累了大量的检测数据及鉴定分析资料。本文结合工程实践和经验,对上述检测鉴定内容中存在的问题进行了探讨,给出了相应的建议。
1 混凝土抗压强度检测
1.1 批检测抽样数量及测区数量
《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T 23—2011)[3](简称回弹法规程)第4.1.3条规定,按批量进行检测时,应随机抽取构件,抽检数量不宜少于同批构件总数的30%且不宜少于10件;第4.1.4条规定,当受检构件数量大于30个且不需提供单个构件推定强度时,每个构件的测区数量可适当减少,但不应少于5个。
对于补资料鉴定工程,尤其是2010年之后的工程,由于泵送混凝土的质量相对稳定、现场质量控制相对较好等因素,采用上述检验批抽样数量及测区数量,既增加了检测工作强度,又造成委托方不必要的费用支出。针对该问题,在编制河北省地方标准《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(DB13(J)/T 240—2017)[4](简称河北省回弹规程)时,根据实际检测鉴定类型对检验批抽量予以区分。其第4.1.3条规定,当对工程进行正常验收检测时,批量检测抽样数量可根据现行国家标准《建筑结构检测技术标准》(GB/T 50344—2019)[5]的相关要求确定,如表1所示;当检测结果作为处理工程质量问题的依据时,抽样数量不宜少于同批构件总数的30%且不宜少于10件。其第4.1.2条规定,当按批量检测时,每个构件的测区数量可适当减少,对泵送混凝土构件测区数量一般为3~5个,对非泵送混凝土构件测区数量不应少于5个。
这样,对于泵送混凝土工程的补资料鉴定,就大大减少了工作量,节省了费用。河北省回弹规程颁布执行3年来,共完成约150余项验收鉴定,取得了良好的经济和社会效益。
1.2 龄期修正
回弹法规程第6.2.1条规定,采用回弹法检测时,混凝土的龄期为14~1 000d;第4.1.6规定,当超过上述龄期时,可采用在构件上钻取的混凝土芯样或同条件试块对回弹测区混凝土强度换算值进行修正。而实际工程多为已投入使用的工程,通常同条件试块已处置且不允许进行钻芯操作。实际检测时,一般按照《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292—2015)[6](简称民用鉴定标准)进行龄期修正。民用鉴定标准第4.3.5条规定,当采用回弹法检测老龄期(龄期大于1 000d)混凝土构件抗压强度时,其检测结果宜乘以龄期修正系数(表2)进行折减修正。笔者整理了11个龄期工况的混凝土构件共81组检测数据,如表3所示。表3中width=19,height=13,dpi=110为对应于芯样部位测区回弹值和碳化深度值的混凝土强度换算值,按回弹法规程附录A或附录B取值;fcor为芯样试件的抗压强度值,各龄期工况芯样直径均为100mm。
龄期介于1 400~14 000d之间的混凝土构件,芯样强度fcor介于19.7~49.4MPa之间,芯样强度fcor/回弹强度width=19,height=13,dpi=110介于0.88~1.14之间。其中,61组数据芯样强度/回弹强度不小于1.0,20组数据小于1.0,说明多数构件的芯样强度大于回弹强度,民用鉴定标准中龄期折减修正的趋势相反。这表明在1 400~14 000d龄期范围内,混凝土强度等级在C20~C50之间时,回弹强度应提高修正,而不是折减修正。
由于老龄期混凝土工程经常进行安全鉴定、抗震鉴定及灾后应急鉴定,如果对其进行龄期修正,采用折减后的混凝土强度进行承载力验算复核,势必会增大后续的加固工作量,造成较大的资源浪费,而如果对混凝土构件强度进行提高修正,又不能确保建筑具有足够的安全度。因此,为兼顾安全及经济性,建议采用不进行龄期修正的实测回弹强度作为实际混凝土强度。
2 砌筑砂浆抗压强度检测
《砌体工程现场检测技术标准》(GB/T 50315—2011)[7](简称砌体检测标准)第3.3.3条规定,砂浆回弹时,测位数不应少于5个;第12.1.3条规定,墙面上每个测位的面积宜大于0.3m2。
实际检测过程中,多数为已装修入住的房屋,根据砌体检测标准上述规定,检测1个构件需要剔凿的墙皮面积为5×0.3m2=1.5m2,剔凿量太大,不具备可操作性。为避免这种情况,通常在1个构件上布置1个测位,测位面积也小于规范值,这样做又会造成数据离散较大,不具代表性。
本文整理了3个工程共36组砂浆回弹强度数据,通过在1个构件上分别布置5个测位、3个测位、1个测位,采用回弹法分别测试其抗压强度f5、 f3、 f1,测试结果见表4。将表4中的k3/5、k1/5绘制在曲线图中,如图2所示。
由表4和图2可知:1)多数k1/5超过0.05,不在工程经验许可范围内,说明在单个构件上布置1个测位不可行;2)绝大多数k3/5不大于0.05,说明可以在单个构件上布置3个测位,在减少测试工作量的同时,使砂浆回弹法具备更强的可操作性。
通过对2010年之后建设的工程进行统计,发现砂浆强度等级基本上均大于M5,而且比较密实饱满。根据图3所示的测点布置图来估算测点储备系数,即实际可测点数与规范规定测点数之比。测位面积为0.6m×0.6m=0.36m2,初定测点间距为40mm,满足砌体检测标准第12.3.2条测点间距不小于20mm的规定,实际可测点数为12列×9行=108个,砌体检测标准第12.3.2条规定1个测位应布置12个测点,3个测位应布置36个测点,则测点储备系数为108/36=3.0,足够满足实际检测需要。
3 钢筋配置、截面尺寸检测
《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204—2015)[8]第5.5.3条规定,纵向受力钢筋间距允许偏差为[-10mm,+10mm];第8.3.2条规定,柱、梁、板、墙构件截面尺寸允许偏差为[-5mm,+10mm];附录E.0.4条规定,板构件纵向受力钢筋保护层厚度允许偏差为[-5mm,+8mm]。
在顶板构件检测中,如果纵向受力钢筋间距、截面尺寸、保护层厚度均接近但不超过规范允许偏差限值时,其实际承载能力也会有较大降低。以悬挑阳台板为例,混凝土强度等级为C30,设计板厚为100mm,设计保护层厚度为15mm,上部受力钢筋为φ12@120,受弯承载力设计值为22.78kN·m。实际验收检测时,纵向受力钢筋间距为210mm,截面尺寸为95mm,上部受力钢筋保护层厚度为23mm,纵向受力钢筋间距、截面尺寸及保护层厚度均在规范允许偏差范围内,但实际受弯承载力为17.24kN·m,相当于设计值的76%。这也是为什么在验收合格的情况下,部分悬挑阳台板后期会出现明显下挠、阳台围护墙与主体墙分离现象的原因。
建议在《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204—2015)[8]修订时,针对悬挑板,增加联合验收指标,即当纵向受力钢筋间距、截面尺寸、保护层厚度某单一指标偏差值接近限值时,其他指标偏差值均不可超过限值的80%。实际应用发现,采用联合验收指标控制后,相应的工程悬挑板未再出现明显下挠、阳台围护墙与主体墙分离现象的损伤。
4 损伤普查、承载力验算复核
民用鉴定标准第5.4.1条规定,砌体结构构件的安全性鉴定,应按承载能力、构造、承载位移和裂缝宽度、其他损伤等4个检查项目,分别评定每一个受检构件的损伤等级,并取其中*低一级作为构件的安全性等级。
在实际工程中,部分砌体结构存在温度、收缩、变形或地基不均匀沉降等因素引起的裂缝损伤,按不适于承载的位移和裂缝检查项目评定,不能达到民用鉴定标准第5.4.4条规定的cu级或du级,而在检测承载能力项目中又没有考虑该损伤状况对安全系数的折减,这会影响房屋安全等级的评定,造成比较大的安全隐患。
建议在民用鉴定标准修订时,考虑混凝土构件损伤状况,对构件承载力安全系数进行适当折减:裂缝宽度小于1.0mm时,可不考虑折减;裂缝宽度为1~3mm时,折减0~5%;裂缝宽度为3~5mm时,折减5~10%;裂缝宽度大于5mm时,构件按损伤状况而非承载力进行评级。实际应用发现,采用上述方法控制后,房屋安全性评级能准确反映实际情况,取得了较好的效果。
5 结论及建议
(1)当对工程进行补资料鉴定时,可按照国家标准《建筑结构检测技术标准》(GB/T 50344—2019)的相关要求,降低检验批抽样数量,适当减少每个构件的测位数量,对泵送混凝土测位数量一般为3~5个,对非泵送混凝土测位数量不应少于5个。
(2)在1 400~14 000d龄期范围内,混凝土强度等级在C20~C50之间,混凝土构件的回弹强度应提高修正,而不是折减修正。为兼顾安全性及经济性,可采用实测回弹强度进行承载力验算复核。
(3)砌筑砂浆抗压强度的回弹检测时,每个构件可布置3个测位,测位总面积不应小于0.36m2,既能满足工程安全的要求,又大大降低检测剔凿量。
(4)对悬挑板验收鉴定时,应采用联合验收指标:当纵向受力钢筋间距、截面尺寸、保护层厚度某单一指标偏差值接近限值时,其他指标偏差值均不可超过限值的80%。
(5)对构件进行承载力验算复核时,应考虑构件裂缝宽度对计算结果的折减:裂缝宽度小于1.0mm时,可不考虑折减;裂缝宽度为1~3mm时,折减0~5%;裂缝宽度为3~5mm时,折减5~10%;裂缝宽度大于5mm时,构件按损伤状况而非承载力进行评级。
上述部分结论在编制河北省回弹规程时被考虑,经过多年应用,取得了良好的社会和经济效益。部分结论在实际检测工作中得到了检验验证,取得了理想的应用效果。本文所讨论问题,在全国范围房屋检测鉴定工作中有一定的共性,提出的建议具有可操作性,能较好地解决实际问题,希望为国家或地方相关标准的修订提供参考和借鉴。