早期人防工程检测评估方法研究

早期人防工程检测评估方法研究

郭茂

包头冶金建筑研究院 内蒙古包头 014010

摘要：20世纪六、七十年代, 我国很多城市在地下修建了早期人防工程。受当时条件限制, 很多工程就地取材, 构造简单, 建设标准较低。经过半个多世纪的使用, 这些工程质量劣化明显, 结构安全问题日益突出, 近年来甚至出现了多起早期人防工程坍塌事故。当前人防管理部门急需对早期人防工程进行全面摸底调查, 并根据结构质量状况分类分级, 为管理决策提供参考。因早期人防工程在建造材料、结构和使用功能上与普通建筑物明显不同, 所以在检测评估和质量评定方面, 不能简单套用房屋建筑或其他行业的检测评估规范。

关键词：早期人防工程; 结构质量; 检测评估;

结合早期人防工程结构特点和管理需求, 提出了一套早期人防工程质量检测评估方法。该方法将检测评估工作分成4个部分:外观质量状况调查、重要技术参数特殊检测、结构承载力及稳定性计算、检测结果评定, 并论述各部分的工作内容和采用的技术手段及方法。

1 现状及问题

1.1 研究现状

现有文献中有不少早期人防工程结构质量检测评估的案例报道。中报道了类似的工程检测案例, 其检测评估都是针对具体的工程项目, 按照普通建筑结构常用材料检测方法对材质状况进行检测, 采用结构力学方法或土力学方法对结构强度和稳定性进行分析。探讨了将高密度电阻率法和地质雷达法等地球物理方法用于早期人防工程地质隐患勘测。从地下空间开发利用规划角度, 对早期人防工程进行改造再利用方面进行了分析。

目前对早期人防工程检测评估方法的系统研究并不多。曾提出对人防工程检测评估采用多层次综合模糊评估法。该方法以工程总价值为综合目标, 以结构安全性、战备效益、社会效益、经济效益等为子目标, 并选取多个具体评估指标体系。通过专家打分赋值法对具体评估指标赋分, 然后根据子目标权重和得分逐层次计算, 最后得出总目标得分, 根据总目标分数进行工程评定分类。近年来, 提出采用层次分析法对已建人防工程分类鉴定, 采用了构件、子单元、鉴定单元、鉴定项目4个层次, 逐层评定分类, 最终将工程分成4个功能等级。其中在构件层次, 不仅将具体结构构件作为评定单位, 还将内部设备专业的单个设备作为构件单元, 将结构和设备同层次评价。

1.2 存在问题

早期人防工程结构简单, 传力路径明确, 应以直接鉴定为主, 分层评定法有一定的理论缺陷, 不仅计算复杂, 而且一些重要危险点因权重分配问题有可能淹没在中间层次计算中, 出现明显误判和漏判现象。2016版的《危险房屋鉴定标准》 (JGJ 125) 条文说明中对这个问题进行了论述, 并规定对传力体系简单的两层及两层以下房屋使用直接鉴定法。

另外, 结构安全性、设备使用性能等具有不同的属性, 应建立独立的评估体系, 分开评定, 不宜在同一层次上使用综合指标进行评定。综合指标容易内涵模糊, 无法准确地反映工程存在的问题。早期人防工程具有平时开发利用、战时使用和结构安全等不同方面的管理需求, 采用单一的质量等级标准难以准确描述工程现状。本文针对早期人防工程特点, 研究分析了结构质量检测评估内容、等级划分方法和评定标准。

2 早期人防工程特点

早期人防工程在使用功能管理方面的特点是:首先需要考虑战时使用功能, 其次要考虑平时开发利用的价值, 最低限度要求要保证结构质量安全, 不能威胁相邻建筑、管线及道路使用安全。虽然早期人防工程建造标准较低, 很难满足现行防护方面的规范要求, 但其毕竟是重要的人防战备资产, 应该对其恢复工程防护功能可行性 (适修性) 进行评价。因此, 早期人防工程检测评估应该根据战时和平时不同的使用功能和管理需求, 分别对“结构安全性、平时和战时使用性能、防护功能恢复改造可行性 (适修性) ”等方面进行评价, 以满足不同方面的管理需求。

3 检测评估工作内容

3.1 外观质量状况调查

外观质量状况调查主要包括结构使用现状、外观病害、缺损状况的调查和详细检测, 重点是结构重要受力部位和构件的开裂、变形情况, 如基底沉陷、衬砌塌落、地面或侧墙外鼓开裂;结构材料的腐蚀、风化、地下水侵蚀的表观现状;地下水渗漏、涌水、积水和潜流的现状和痕迹, 及造成的基底掏空、墙后空洞情。检测方法是对所有检测对象进行近距离接触式全面系统的检查, 详细记录病害及缺损的部位、范围和程。

3.2 重要技术参数的特殊检测

在对结构进行外观状况调查的基础上, 为进一步明确病害成因、范围、发展程度和状况, 为结构安全性和使用功能评价提供准确的数据支持, 应对结构的重要技术参数进行特殊检测。重要技术参数一般包括结构材质状况、周围土质和地下水活动状况、结构几何尺寸及变形变位量测、荷载状况、空气及水质状况检测等几个方面。检测手段主要是采用专业仪器设备进行定量检测, 具体试验方法应参考相应的技术规程。

3.3 结构承载力及稳定性计算

结构稳定性和承载力分析, 应以实际调查的结构尺寸、材料强度、荷载状况等为依据, 参照相关设计规范, 采用结构力学和土力学理论进行计算分析, 并可以考虑构件缺损和病害的影响, 对结构承载能力和稳定分析的计算结果进行相应折减。构件承载能力分析时, 以构件抗力效应值和荷载效应最不利组合值的比值作为安全度, 来评价构件的强度;土体的稳定性分析时, 以土体实际抗剪强度与阻止土体破坏的最小抗剪强度的比值作为安全度, 来评价体土体的稳定性。

3.4 检测结果评定

结构安全性、平时和战时使用性能、防护功能恢复改造可行性 (适修性) 属于早期人防工程的不同方面属性, 也对应着人防部门不同的管理工作。在进行检测结果评定时, 应综合考虑结构外观状况调查、重要技术参数的详细检测和结构稳定性及承载力的计算结果, 根据工程结构特点和不同的管理需求, 对以上3个方面分别进行分析和评定。

在结构安全性评定方面, 早期人防工程一般结构简单、传力路径明确, 可以借鉴《危险房屋鉴定标准》对两层以下房屋建筑的鉴定思路, 采用直接鉴定法对工程结构安全性进行评定,。对于规模较大的工程或较长的人防干道, 可以根据具体情况划分为若干鉴定单元, 分别对每个鉴定单元进行独立鉴定并分别提出管理建议。

在平时使用性能评定方面, 根据管理部门需求, 从工程通风、防排水、人员活动舒适性等方面进行使用性能的评估, 为人防工程的开发利用和日常维护管理提供依据。

在战时使用性能评定方面, 应严格按照现行有关人防工程设计规范, 对工程的建筑、结构、防护、防化、通风、给排水、电气、通信等各个专业进行详细地复核和验算。早期人防工程一般不满足现行规范的要求, 但是为了充分利用好早期人防工程资源, 应根据相应人防工程建设规划和具体需求, 对工程改造后是否可以满足防护性能进行评定, 即进行防护功能恢复改造可行性 (适修性) 评定。

4 结语

结合早期人防工程结构特点和管理需求, 提出了一套早期人防工程质量检测评估方法。该方法将检测评估分成4个部分:外观质量状况调查、重要技术参数特殊检测、结构承载力及稳定性计算和检测结果评定, 并论述各部分的工作内容和采用的技术手段及方法。本文将工程质量评定分成3个方面:结构安全性评定、工程使用性能评定、防护功能恢复改造可行性 (适修性) 评定, 并提出了评定分级标准。

参考文献

[1]师奶宁, 曹培.某地下人防工程结构检测与分析[J].陕西建筑, 2001 (8) :18-21.

[2]夏天, 余日华, 杨放.既有人防工程安全性检测鉴定[J].江苏建筑, 2013 (3) :42-46.

[3]魏常宝, 王正东.某地下人防工程结构检测与分析[J].建筑结构, 2013, 43 (增2) :117-121.