建筑結(jié)構(gòu)測鑒定與加固的原因
自我國改革開放以來,由于社會經(jīng)濟的高速發(fā)展和人民生活水平的提高,我國到建筑業(yè)發(fā)展十分迅速。目前建筑業(yè)進入了空前繁榮時期,人們對建筑的數(shù)最、質(zhì)量和使用功能等提出了越來越多的新要求,在不斷發(fā)展新技術(shù)的同時,建筑業(yè)止面臨著如何對已有的建筑結(jié)構(gòu)測鑒定維護和改造加同的問題。建筑結(jié)構(gòu)檢測鑒定與加固的原因有下列方面。
一、自然災害
1.地震
地震是一種不分國界的全球性自然災害,它是迄今最具破壞性和危險性的災害。我國46%的城鎮(zhèn)和許多重大工程設施分布在地震帶上,有2/3的大城市處于地震區(qū),200余個大城市位于M7級以上地震區(qū),20個百萬以上人口的特大城市位于地震烈度大于8度的高強地震區(qū)。歷次地震均不同程度地對當?shù)亟ㄖY(jié)構(gòu)造成了損壞。
2. 風災
全球有超過1 5%的人口居住在熱帶暴風雨危險的地區(qū),也包括我國沿海。另外,東起臺灣、西達陜甘、南迄二廣、北至漠河,以及湘黔丘陵和長江三角洲,均有強龍卷風。據(jù)統(tǒng)計,風災平均每年損壞房屋30萬間,經(jīng)濟損失1 0多億元。
3.水災
我國大陸海岸線長達18 000 km,全國70020以上的城市,55070的國民經(jīng)濟收入分布在沿海地帶,每年僅因海洋災害造成的直接經(jīng)濟損失超過20億元,我國目前有1/10的國土,1 00多座大中城市的高程在江河洪水位之下。我國每年因水災房屋倒塌數(shù)十萬到數(shù)百萬起,比地震倒房嚴重得多。
4.火災
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的加速,人口和建筑群的進一步密集,建筑物的火災概率大大增加,我國平均每年火災6萬余起,其實建筑物火災就占總數(shù)的60%左右,因火場溫度和持續(xù)時間不同而造成的災害不同,其中不少使建筑物提前天折,使更多的建筑物受到嚴重損壞。
二、建筑使用功能改變
隨著經(jīng)濟建設的發(fā)展,在新建的同時還強調(diào)對已有建筑的技術(shù)改造,在改造過程中,往往要求增加房屋高度、增加荷載、增加跨度、增加層數(shù),即實施對房屋的改造。當前國內(nèi)外發(fā)展生產(chǎn),提高生產(chǎn)力的重心,己從新建逐步轉(zhuǎn)移到對已有建筑的改造,以取得更大的投資效益。據(jù)一些資料統(tǒng)計,改造比新建可節(jié)約投資約40%,縮短工期約50%,收回投資比新建快3~4倍。當然有些工業(yè)建筑改造要求更高,例如一些改造要求在不停產(chǎn)情況下進行,工業(yè)生產(chǎn)的高度自動化,高效率,高產(chǎn)值,對結(jié)構(gòu)檢測維修改造,除對建筑堅固、適用、耐久的要求外,就是對施工時間、空間耗費的要求,處理不當就可能給工業(yè)生產(chǎn)帶來巨大經(jīng)濟損失,不要說拆了重建。同樣民用建筑、公共建筑的改造也日益受到人們的重視’抓好舊房的增層改造,向現(xiàn)有房屋要面積,是一條重要的出路,我國城市現(xiàn)有的房屋中,有20%~30%具備增層改造條件,增層改造不僅可節(jié)省投資,同時還可以減少土地征用。對緩解日趨緊張的城市用地矛盾也有重要的現(xiàn)實意義。三、設計施工和管理的失誤
設計人員在設計建筑物時,必須面對各種不確定性進行分析,影響建筑結(jié)構(gòu)安全和正常使用因素較多,如材料強度、構(gòu)件尺寸的缺陷、安裝的偏差、計算的模型、施工的質(zhì)量及其他各種因素等,這些因素的影響均是隨機發(fā)生的,所以風險不利事件或破壞的概率事實上是不可能避免的,完全正常的設計、施工和使用,在基準使用期內(nèi)也可能產(chǎn)生破壞,當然這是按比較小的能接受的概率發(fā)生。然而現(xiàn)在仍存在下列可能使安全性降低的因素:①設計人員的失誤,結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算錯誤、荷載組合錯誤、結(jié)構(gòu)方案不正確,數(shù)學力學模型選擇考慮不周、荷載估計失誤、基礎(chǔ)不均勻沉降考慮不周、構(gòu)造不當、在設計上受各種因素影響片面強調(diào)節(jié)約材料降低一次性投資等,導致安全度降低。②工程地質(zhì)勘察存在問題’如不認真進行地質(zhì)勘察,隨便確定地基承載力、勘察的孔間距太大,勘察深度不足,不能全面準確反映地基實際情況,基礎(chǔ)設計失誤,甚至違反規(guī)定,不搞地質(zhì)勘察即進行設計等。這些使失效概率大大增加,而更多的是盡管沒有發(fā)生垮塌但是給使用留下大量隱患,造成結(jié)構(gòu)的先天不足。③違章在結(jié)構(gòu)上下部任意開孔、挖洞、亂割,亂吊重物,超載'溫濕度變化,環(huán)境水沖刷、凍融、風化、碳化以及由于缺乏建筑物正確的管理、檢查、鑒定、維修、保護和加固的常識所造成的對建筑物管理和使用不當。
此外,結(jié)構(gòu)檢測的先天不足還來源于施工,不嚴格執(zhí)行施工質(zhì)量驗收規(guī)范、不按圖施工、偷工減料、使用劣質(zhì)材料、鋼筋偏移、保護層厚度不足、配合比混亂等。建筑市場的混亂,尤其劣質(zhì)材料充斥市場,例如結(jié)構(gòu)材料物理力學性能不良、化學成分不合格、水泥標號不足、安定性不合格、鋼筋強度低、塑性差等,使房屋倒塌率偏高。正在施工或剛竣工就出現(xiàn)嚴重質(zhì)量事故的現(xiàn)象在全國屢見不鮮(約60%的事故就出現(xiàn)在施工階段或建成尚未使用階段),所有這些都給建筑物留下大量隱患。更有甚者是違反基本建設程序,諸如不進行可行性研究,無證設計或越級設計、無圖施工、盲目蠻干,均給工程留下隱患,造成嚴重后果。
四、環(huán)境侵蝕和損傷積累
建筑物的缺陷還來自惡劣的使用環(huán)境,如高溫、重載、腐蝕(氯離子侵蝕)、粉塵、疲勞,違章在結(jié)構(gòu)上下部任意開孔、挖洞、亂割,亂吊重物,超載,溫濕度變化,環(huán)境水沖刷、凍融、風化、碳化以及由于缺乏建筑物正確的管理、檢查、鑒定、維修、保護和力口固的常識所造成的對建筑物管理和使用不當,致使不少建筑物安全度出現(xiàn)不應有的早衰。
五、老房屋達到設計基準期
20世紀五六十年代修建的大批工業(yè)廠房、公共建筑和民用建筑,已有數(shù)十億平方米進入中老年期,其維護加固,已提到議事日程上。20世紀五六十年代,全國共建成各類工業(yè)項目50多萬個,各類公共建筑項目近百萬個,累計竣工的工業(yè)和民用建筑數(shù)十億平方米,其中,相當比例的房屋已進入中老年期,不少房屋已是危破房,其治理早已到了刻不容緩的地步,所以不少地方的城市建設已進入從新區(qū)開發(fā)轉(zhuǎn)為新區(qū)開發(fā)與舊房治理相結(jié)合的軌道。
對已修建好的各類建筑物、構(gòu)筑物進行維修、保護,保持其正常使用功能,延長其使用壽命,對我國而言,不但可以節(jié)約投資,而且能夠減少土地的征用,對緩解日益緊張的城市用地矛盾有著重要的意義。由此可見,建筑結(jié)構(gòu)加固越來越成為建筑行業(yè)中一個重要分支,因而對建筑結(jié)構(gòu)加固方法、材料與施工工藝的研究,己成為與國家建設、人民生活息息相關(guān)的一個重要課題,隨著社會財富的增加和人民生活水平的不斷提高,必須對其提出更多、更高的要求,必須對此進行深入研究。
綜上所述,不論是對新建筑物工程事故的處理,還是對已用建筑物是否危房的判斷;不論是為抗御災害所需進行的加固,還是為災后所需進行的修復;不論是為適應新的使用要求而對建筑物實施的改造,還是對建筑進入中老年期進行正常診斷處理,都需要對建筑物進行檢測和鑒定,以期對結(jié)構(gòu)可靠性作出科學的評估,都需要對建筑物實施準確的管理檢測鑒定維護和改造、加固,以保證建筑物的安全和正常使用。