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向 鹏 卢小雨 崔朋勃
①安徽理工大学土木工程学院 ②安徽理工大学力学与光电物理学院 ③河南省建筑科学研究院
为了保障受灾群众居住安全和解决灾后建筑物安全调查中的实际问题，采取有针对性的措施对建筑物进行结构检测鉴定是必要的。以郑州“7.20”暴雨后受灾建筑为研究对象，从受害机理和检测要点方面，分析受水灾后建筑结构检测要点对鉴定结构安全性的影响，并结合了郑州水灾后某受损建筑检测的实际案例。结果表明：房屋受渍水浸泡后，会导致基础不均匀沉降，从而使上部结构产生开裂、倾斜等现象。针对出现的情况采用对应的加固措施，确保结构安全。
2021年7月20日，河南省多地出现了历史罕见的暴雨，受灾严重。尤其是河南省会城市郑州，遭遇了特大暴雨，很快便打破了中国单小时降雨量最大值的记录，引发了严重的城市内涝问题。一座城市正常的生产生活秩序戛然而止，造成严重的生命财产损失。建筑物作为人类生存空间的主要载体，在洪涝灾害中，建筑的安全问题自然备受关注。一方面，人们关注的是灾害前完好的建筑物在灾害后是否仍然完整无缺，并在水灾后继续提供居住空间；
另一方面，人们可能会担心，在发生灾害时，建筑物能否依靠其结构特征为人类提供庇护。因此，迫切需要详细探究建筑的结构检测鉴定方法以及加固措施[1]。
首先在进行检测之前，要清楚水灾对建筑物破坏的机制。其对建筑物的破坏主要有以下几种形式。
2.1 冲击破坏
一旦发生水灾，不同的水位将导致水位差，造成水压，从而形成水流，直接对建筑物产生影响，造成巨大破坏。还对地基具有冲刷作用，美国联邦应急管理署提出了建筑物地基最终冲刷深度公式，这是该管理署针对科罗拉达州立大学桩基冲刷深度的计算修正后得到的，并列入了美国的规范：
式中：Zu-地基最终冲刷深度（m）；
bf-建筑物迎流方向长度一半（m）；
kθ-水流与建筑物迎流面夹角相关的系数[2]。
2.2 波浪破坏
在大风天气下，水灾的波浪荷载会对建筑物产生作用力，结构物所承受的波浪荷载主要由风荷载产生的波浪荷载以及由风暴潮产生的波浪荷载。由于风荷载产生的波浪荷载作用力相对较小，对建筑结构的安全影响小，所以将其简化为在静水面上下一个波高范围内附加一个均布荷载，其压强为1.5γh[3]。
2.3 浸泡破坏
水灾后，房屋被水淹没，长时间保持在一定的水位不泄退，需要一段时间才退去，这时会发生浸泡破坏。受水浸泡不仅削弱房屋主体结构的材料力学性能，还扰动地基承载能力。
浸泡会导致砌体结构的砂浆强度降低，从而导致砌块与砂浆会软化和松动，失去粘结效果。如果被浸泡的建筑物是非水泥砂浆砌筑的（如土坯墙），由于墙体软化失去承载能力，建筑物必然会倒塌。若建筑是钢结构、混凝土结构抗洪性能较好些，但长时间的浸泡也会导致砼保护层脱落，钢材生锈，结构承载力下降，使结构达到极限承载力，严重时会引起房屋局部或整体倒塌。
受浸泡的地基、基础会造成自身及上部结构的损坏，建筑物的不均匀沉降会影响其稳固性和耐久性。由于基础承载着建筑的全部荷载，所以基础必须要有足够的强度，以便将负荷稳定地传递给地基。此外，基础的耐久性也必须符合要求。如果基础在上部构件发生故障之前破坏，检查和加固就很难进行，这会大大减少建筑物的使用寿命。因此，尽管浸泡破坏是缓慢作用，但其对于建筑的危害是广泛而严重的[4]。
3.1 地基与基础
（1）灾后受损情况及原因。一般来说，发生水灾后，建筑物基础普遍都浸泡在水中。基础周围土壤的含水量将基本饱和。地基承载力因土壤类型而异。土质越差，承载力越低，沉降越深，有时甚至出现滑移。水灾后，地基承载力下降造成地基的沉降、滑移以及地基上部结构的开裂、倾斜和最终位移，最后这种变形导致建筑物严重破坏。
（2）地基、基础检测。建筑地基检测：地基土的类型、分布和工程特性。可以采用勘探、原位测试和室内土工试验等方法。而基础检测项目包括基础的形式、尺寸和深度，基础材料的强度，基础的破坏、沉降和变形情况[5]。在检测过程中，由于即有建筑的地基、基础已被隐蔽，不便开挖检测，所以要注意《建筑变形测量规范》的规定进行上部结构的观测，如挠度观测、沉降观测、倾斜观测、水平位移观测等。观测结束后应及时进行成果整理并与相应规范要求作比较，最终判定基础的现有状况[14]。若现有建筑灾后无明显不均匀沉降现象，可不对地基、基础进行开挖检查；
当怀疑地基出现不均匀沉降时，可局部开挖建筑物的地基基础，并使用补充地质勘察方法评估地基的现状。
此外，还有个问题需要注意就是郑州受灾严重的区域基本都是老城区，老城区下方有不少防空洞，并且洞洞相连，纵横在郑州的地下。由于地下防空洞的存在，不得冒然对基础直接进行挖掘，对此可以使用新型IDS探地雷达无损检测技术准确定位地下防空洞，提前预警和防范在进行基础检测时遇到防空洞的情况[6]。
3.2 墙、柱
（1）灾后受损情况及原因。建筑物受水浸泡后，墙、柱根部浸没在水中。静、动水压力对柱和墙的影响随浸水深度的增加而逐渐增大，墙、柱在受水侵蚀后更易出现斑驳、脱落现象。尤其是墙体外侧未粉刷的砖墙、土墙以及小型预制块墙，会出现更为严重和明显的变形、侵蚀。
（2）墙、柱检测。墙、柱的检测包括构件的强度、垂直度、保护层厚度、钢筋配置以及裂缝检测等。若墙柱表面剥落、风化、砂浆粉化等程度不是很严重，可采取维修加固措施，维修后可继续使用。若该建筑柱或墙体的有效截面削弱达15%以上或更严重，应视为危险点并停止使用。相对于房屋整体而言，墙、柱产生的倾斜、位移率超过10%时，或侧向位移量大于构件高度的1/300时，也应停止使用[7]。
3.3 梁、板
（1）灾后受损情况及原因。暴雨灾害过后，由于地基的沉降和滑移，很大概率会产生梁、板的变形。梁、板常见的变形有竖向裂缝、横断裂缝、斜裂缝、水平裂缝等。在这种情况下，结构的安全性必然受到威胁。
（2）梁、板检测。梁、板与墙、柱都属于上部构件所以检测内容差不多，但因为梁、板受弯，需额外进行挠度检测。出现下列情况之一的，就认为构件严重变形，存在危险点应进行承载力验算，或直接补强。梁、板的挠度与跨度比值大于1/150，且受拉区存在大于1.0mm裂缝宽度；
梁、板保护层严重脱落、钢筋外露、钢筋截面锈损率超过15%；
与《混凝土结构设计规范》所允许的最大裂缝宽度相比，梁竖向裂缝、梁斜裂缝、板边缘裂缝以及板底部交叉裂缝的宽度较大等[8]。另外如果梁、板分开存在，可在变形后拆除更换。
3.4 屋架、屋面
（1）灾后受损情况及原因。屋架、屋面是房屋的组成部分之一，屋架、屋面结构的整体稳定性对一个建筑的安全性影响很大。暴雨灾害发生后，不仅基础变形对屋架有影响外，屋架自身经过多年使用后也会受到外界温、湿度变化的影响，所以变形裂缝等状况是不可避免的。
（2）屋架、屋面检测。屋架检测主要注意这4项：挠度、杆件内力、稳定性以及连接处的焊缝。可以参考《危险房屋鉴定标准》JGJ125-2016，若砼结构构件中屋架挠度超过其计算长度的1/200，以及下弦部位存在宽度超过1mm的横断裂缝；
或屋架支撑系统不能正常工作导致倾斜，且其倾斜率超过了20%等情况，则评定结构出现危险点，承载能力可能存在问题，需要拆除或加固改造。屋面检测的内容是：检查屋面损坏情况，观测是否有变形、凹陷、翘起以及固定件损坏情况[7]。
4.1 工程概况
郑州市某商业大厦，建筑主体结构类型为框剪结构，基础采用PHS桩基-承台基础；
裙房和车库结构类型也为框架结构，基础采用筏板+上柱墩基础，地下2层，主楼地上22层；
裙房地上3层，建筑面积约6.8万m2，目前处于施工阶段。该工程目前主楼模板拆除至地上3层，裙房模板局部拆除至地上2层，由于暴雨过后，已拆除模板的区域中部分墙、梁和现浇板出现裂缝。为了解该建筑主体结构安全状况，故受灾单位特委托某检测机构对该工程墙、梁、板出现的裂缝进行鉴定。
4.2 检测项目
普查主体结构损坏以及现场核查结构布局、结构体系和轴线尺寸。地基基础检测：根据裂缝和损伤的严重程度，评估建筑物的地基基础工作现状。混凝土强度检测：现场采用回弹法，使用回弹仪在混凝土基础构件表面检测，记录回弹值并与碳化值数据结合，得出构件的砼强度。混凝土中钢筋配置检测：钢筋位置、钢筋的间距及数量、钢筋锈蚀状况等。钢筋保护层厚度检测：利用钢筋探测仪对该建筑中剪力墙、梁、现浇板的钢筋保护层厚度进行检测。最后根据该建筑灾后结构损伤及岩土工程勘察报告，分析建筑物的构件裂缝成因。
4.3 检测结论
根据现场检测结果，结合该工程现状，经综合分析，结论如下：该工程所检构件未发现明显影响安全的蜂窝、麻面及露筋情况。采用回弹法对构件的抗压强度进行检测，所检剪力墙、梁侧面和现浇板的抗压强度推定值为31.5～42.1MPa，均符合设计强度等级C30的要求。但所检大厦部分剪力墙、梁侧面和现浇板构件表面不平整，存在胀模现象，且均有裂缝现象。
所检部分梁侧面有胀模现象，梁侧表面不平整。裂缝主要为位于梁侧面的竖直裂缝和连通梁侧面及底面的U形裂缝。梁侧竖直裂缝多表现为中间宽、两头窄“枣核形”，裂缝最大宽度约0.4mm。所检梁出现的裂缝主要是由混凝土收缩变形偏大引起的，混凝土梁构件部分钢筋保护层厚度不满足设计要求对裂缝的形成也有一定的影响；
所检裂缝不影响结构构件的安全，但影响构件的使用性。
所检测剪力墙局部有胀模现象，墙表面不平整，裂缝主要位于框架梁支座底部附近和洞口角部，裂缝主要为竖直裂缝，局部少数表现为斜裂缝，部分裂缝为贯穿裂缝；
剪力墙裂缝最大宽度约为0.6mm，所检裂缝主要由于砼收缩变形偏大和砼构件部分钢筋保护层厚度过大共同引起的，地基不均匀沉降对裂缝的形成也有一定的影响；
所检裂缝不影响结构构件的安全，但影响构件的使用性。
所检部分现浇板板底出现裂缝，裂缝主要表现为自梁柱节点向现浇板延伸的斜裂缝，最大的裂缝宽度约为0.8mm。板顶部位裂缝主要位于梁和板的连接处，且平行于该梁，最大的裂缝宽度为0.6mm。所检裂维主要是由混凝土收缩变形偏大及地基被雨水浸泡过产生不均匀沉降共同作用引起的，所检裂缝存在安全隐患并影响构件的使用性。
本文通过对上述结构检测实例的分析可知：混凝土结构即使受水浸泡，受到的影响也不大。如果外表面混凝土被严重腐蚀，可以把表面凿掉，并通过重新浇筑混凝土进行加固。而一些老式砖混结构的房屋，经雨水长期浸泡，房屋强度明显下降。此类房屋重新入住前，务必请专业人员进行安全鉴定，以确保安全。对于灾后被水浸泡的房屋，主要注意裂缝、沉降这两方面。严密观察房屋墙体、屋顶板是否有明显裂缝以及观察地基是否有明显沉降、移位等现象。以上就是房屋建筑在暴雨水灾后常见的问题和检测要点的部分探讨和分析，希望对水灾过后建筑结构检测鉴定方面提供借鉴。
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