地震灾区房屋建筑的抗震鉴定与加固

1 前言
2008年5月12日我国四川汶川地区发生了8.0级（Ms）强烈地震，造成巨大的人员伤亡和经济损失。在这次地震中，房屋建筑遭受了不同程度的破坏甚至倒塌。对地震灾区房屋建筑的安全性进行评估，包括震后现场应急评估与恢复重建的全面鉴定，根据鉴定结果给出相应的震后应急修复处理与恢复重建阶段的加固，是抗震救灾临时安置灾民与重建家园的重要措施。本文简要介绍了房屋建筑的震后抢险阶段的现场应急评估方法、震后恢复重建阶段建筑物抗震鉴定方法与加固技术。
2 房屋建筑的震后现场应急评估与处理
对震损建筑进行现场应急评估，可在地震发生后为临时安置灾民入住、减少室外露宿，及时排除险情、减少人员伤亡提供技术依据。与常规的房屋安全性鉴定不同，应急评估要求在现场用肉眼、至多借助于简单的剔凿工具进行观察，对震后的房屋建筑安全性能进行快速评定，并给出处理意见。根据《建筑地震破坏等级划分标准》的规定，建筑的地震破坏可划分为基本完好（含完好）、轻微损坏、中等破坏、严重破坏和倒塌五个等级。对于基本完好的建筑，一般不需要修理即可入住；对于轻微损坏的建筑，不需修理或稍加修理（拆除受损的附属构件）仍可继续使用；中等破坏的建筑，需进行临时应急性的处理后作临时使用，经加固后可长期使用；严重破坏的建筑，需及时排险，不得作临时安置房使用，经大修后方可继续使用。标准中对10类房屋建筑给出了破坏等级的评定标准，表1列出了量大面广的四类建筑的评定标准。震后现场应急评估的工作量是很大的，届时灾区会有相当数量的工程技术人员进行这项工作，技术力量参差不齐，造成在震后现场应急评估时，对同一栋房屋，不同的人给出的结论可能会不同。因此，在正式进行现场应急评估，需要有经验的专家进行简单的培训。地震灾区震损建筑的应急抢修主要是对评定为轻微或中等损坏的房屋进行维修，防止房屋建筑在余震发生时的二次伤人，或为了及时安排灾民入住。因此采取的措施应具有安全有效、易于取材、方法简便、施工快捷，同时还要快速达到加固效果。应急抢修工作包括：
（1）对受损非结构构件的拆除。如局部突出屋面的受损构件、建筑外挂饰件、框架结构的填充墙体，防止这些构件在余震中掉落伤人，同时也要注意拆除过程中的安全。
（2）受损结构构件的维修加固，主要有对构件裂缝的修补，对受损构件的加固补强。对于细微裂缝，且当地抗震设防烈度不高时，可采用压力灌浆或化学灌浆方法修补裂缝，以恢复受损构件的抗震能力。当裂缝较宽，或当地设防烈度较高时，应在裂缝修补后对构件进行加固。
砌体结构墙体可采用增设扒钉或扁钢条对裂缝两侧的墙体进行拉结（见图1），外墙转角处裂缝歪闪，可根据歪闪情况采用拉杆单面拉结或双面拉结（见图2），墙体裂缝较宽，并有滑移错位或已酥碎，丧失承载力时，可将其局部拆砌或全部拆砌，钢筋混凝土构件可采用外包角钢构架加固，具体做法可参照有关图集。
结构类型多层砖房钢筋混凝土框架底层框架

3 恢复重建阶段的建筑抗震鉴定与加固
震后恢复重建阶段房屋建筑的抗震鉴定与加固应根据其受损程度、遭遇地震烈度和重建设防烈度的情况区别对待，一些建筑需进行详细地检测鉴定，一些建筑则无需鉴定直接进行加固修复，一些建筑仅需进行简单修复，一些建筑则需进行加固。确定加固方案时应综合考虑安全与经济的因素，对那些加固修复费用过高且无保留价值的建筑则建议拆除。
3.1 房屋抗震鉴定与加固的原则
房屋的抗震鉴定与固应依据震后经调整的设防烈度及设防分类标准进行，鉴定与加固方法依据现行的《建筑抗震鉴定标准》、《建筑抗震加固技术规程》进行。在震后应急评估中评定为“中等破坏”、“严重破坏”的建筑可不进行鉴定，直接进入加固设计。对于在应急评估中评定为“基本完好”或“轻微损坏”的建筑，⑴当其遭遇烈度高于重建设防烈度时，可不进行鉴定，并以修复为主；⑵当其遭遇烈度相当于设防烈度时，可直接进入加固设计，以修复为主，适当进行加固；⑶当遭遇烈度低于设防烈度时，应按现行标准规范进行鉴定与加固，结合加固对震损部分进行修复。
3.2 房屋抗震鉴定方法
震损房屋的抗震鉴定依据《建筑抗震鉴定标准》按震前状态进行鉴定，分两级逐级鉴定。第一级鉴定是以宏观控制与构造鉴定为主，符合第一级鉴定要求的结构，不再进行第二级鉴定；当结构的整体性不符合要求，或多项构造不符合要求，不再进行第二级鉴定，直接进行加固设计；其它情况下，通过第一级鉴定得到构造影响系数、局部影响系数，进入第二级鉴定。第二级鉴定以抗震承载力复核为主，结合第一级鉴定中得到的构造影响系数、局部影响系数，求出结构的综合抗震能力指数。抗震承载力复核可按鉴定标准中给出的简化方法计算，如砖混结构按面积率计算，钢筋混凝土框架按层间屈服强度计算。鉴定标准中还规定可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》进行计算，在结构构件抗震验算时取抗震鉴定的承载力调整系数。通过对房屋的抗震鉴定，应给出结构抗震安全性能的评价。通常还需结合建筑安全性鉴定，提出安全、经济、合理的加固方案，并进行加固费用的估算，为以后的抗震加固提供依据。
3.3 房屋抗震加固方法
震损房屋的抗震加固依据《建筑抗震加固技术规程》进行，进行加固前需对震损构件进行修补。抗震加固时的抗震验算，可采用楼层综合抗震能力指数进行验算，也可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》的方法进行验算，在结构构件抗震验算时取抗震加固的承载力调整系数。针对不同的结构类型、抗震承载能力现状、加固方案实施的条件，采取不同的加固方法（见图3~图8）。


3.3.1多层砌体结构的抗震加固
传统的抗震加固方法是增设钢拉杆、圈梁、构造柱、夹板墙，唐山地震后用该方法对大量的砖混结构进行了加固，成为抗震加固的四大法宝。随着加固技术的方法、人们审美观念的改变，传统方法因为会改变原有建筑风貌、房屋室内也不美观而逐步被淘汰。目前多层砌体结构的抗震加固方法有：
⑴钢筋网水泥砂浆抹面加固，可采用单面加固或双面加固（夹板墙），该方法用于抗震能力相差不大时，采用该方法的优点是无需做基础，面层也无需上下连续。
⑵钢筋混凝土板墙加固，可采用单面加固或双面加固，该方法用于抗震能力相差较大时，钢筋混凝土板墙一般自下而上连续设置，需做基础。此外，对于总高度或层数超过鉴定标准要求的砖混结构，宜采用该加固方法，原砖墙承受仅竖向荷载，由新增混凝土板墙承受水平地震作用。
⑶对于具有保留价值、不能明显增加墙厚的如古建等，可以采用钢铰线网片-聚合物砂浆方法加固。
⑷此外，还可采用拆砌或增设抗震墙加固、钢筋混凝土围套加固墙垛或砖柱。
3.3.2钢筋混凝土框架结构的抗震加固
框架结构的抗震加固或采用体系加固方法与构件加固方法，并优先选用体系加固方法。钢筋混凝土框架结构常用的加固方法有：
⑴增设钢筋混凝土抗震墙，将原框架结构改变为框架－抗震墙结构、壁式框架结构，从而减少框架构件的受力、降低轴压比要求，减少加固工作量。新增抗震墙承受较大的竖向荷载与水平地震作用，为减少基础尺寸、方便施工，可采用短桩（树根桩）+承台托换技术。
⑵增设钢支撑（包括消能支撑）加固方法，在框架柱间设置钢支撑，以增加结构的抗侧刚度，减小地震作用下的结构变形。在结构中放置消能支撑，利用地震作用下消能元件的耗能吸收地震能量，从而起到保护结构构件的效果。
⑶框架构件可采用钢构套、加大截面、碳纤维、钢铰线网片-聚合物砂浆等方法加固。
4 结语
地震灾区震损建筑的鉴定与加固是抢险救灾、恢复重建的重要工作，汶川地震灾区大量地开展了此项工作。本文总结了灾区应急评估与加固工作的一些经验，探讨了震损建筑的鉴定原则，供今后相关技术标准的制订借鉴。