《结构鉴定与加固改造》第五讲 · 期末考核说明 · 抗震鉴定补充 · 静力钻切与拆除 · 裂缝处理与植筋

2026-10-09 课程笔记

0 本讲定位与期末考核

• 假期冲掉约三次课，进度极紧：本讲一次课压缩讲三块内容——上一讲遗留的抗震鉴定补充 + 第8-1讲工程钻切与拆除 + 第8-2讲裂缝处理与植筋；后面还剩约两次课（增层与顶升移位、抗震与隔震），两周后一周只有一次课
• 课程性质改为必修后必须考试，内容又太庞杂，故定为开卷；开卷允许查资料，正对应将来工作岗位"查规范做方案"的真实场景，考的是概念与应变而不是记忆
• 考核构成不变：平时 30% + 作业 40% + 开卷期末 30%（比例按教学大纲定死，不能动；往届有挂科）
• 今年题型（初步方案，共 100 分）：

• 不设填空、简答（PPT 全发，抄写无意义）；复习资料就是历次 PPT，只考课上强调过的范围
• 作业今年改版：不再写调研报告，而是假设自己是老师，从建议专题（或自定一个加固改造专题）中选一个，写成"教材章节"体例（3~6 节）；也可以找两种教材对照同一内容的写法并评优劣。交电子版 PDF，教师红字批注留痕，每份作业有评分标准
• 允许用 AI 辅助，不可全信：老师审一篇建筑整体迁移方向的投稿论文，发现作者用 AI 拼出了不存在的参考文献——把业内学者从未发表的文章编成其署名文献、把两家单位各做各的事拼到一起，属于对声誉不负责任

【考点】案例题范围 = 已讲案例清单：连续梁切割拆除后安全不安全、外伸梁裂缝与配筋形式、比萨斜塔纠偏措施、北京下沉式庭院纠偏责任链、（本讲新增）桥梁拆除内力重分布、三元桥置换、裂缝灌浆与植筋工序、（下讲预告）楼梯板拉杆加固、混凝土构件加固方案选择。

1 补充：可靠性鉴定与抗震鉴定（上一讲小尾巴）

1.1 两类鉴定的分工

• 抗震能力必然受构件安全性影响 → 抗震鉴定内含安全性鉴定的内容，且安全性鉴定里必须包含抗震验算
• 地震区房屋做安全性鉴定时尚应再进行抗震鉴定（两套标准并行）
• 抗震鉴定不要求每个构件都按设计规范逐一验算，强调整体综合：概念设计比计算设计更重要——砖房加圈梁、构造柱比不加抗震能力好得多，但至今没有定量计算方法，这类构造措施就是鉴定的重要内容

1.2 两级鉴定与综合抗震能力

第一级鉴定：宏观控制 + 构造鉴定
第二级鉴定：抗震验算 + 构造影响
综合抗震能力 = 承载能力 + 变形能力

• A 类建筑逐级鉴定、综合评定：除 9 度区外，第一级（宏观控制与构造，专家看构造连接、墙体间距、抗震缝、外观）通过后可不进行第二级验算；发现问题才加做抗震验算
• B 类建筑并行鉴定、综合评定：构造鉴定与抗震验算都必须做
• 承载力与构造措施可以互相抵扣：
  • 承载力较高 → 构造措施可适当放宽
  • 构造措施较好 → 承载力要求可适当降低
  • 措施不足 → 必须提高承载力要求
• 老师举例：底层加隔震支座后地震作用可大幅下降（隔震层以上结构的地震反应可降低约八成），上部结构验算标准随之降低，构造上省下的钱与隔震的多花费用相互抵扣、形成方案比选——这就是"抵扣"思路在工程方案中的实际用法

1.3 后续使用年限与 A / B / C 类建筑

• 逻辑一句话：你想再用多少年，就用哪一年的规范来鉴定。老房子当年按老规范设计，承载力富裕度可能很高，未必不满足新规范；满足就续用，不满足就按现行规范加固
• 标准给出的是最低后续使用年限，有条件时选更长的，不得随意减少——设计使用年限 50 年的房子只按 30 年标准鉴定，等于承认原设计失误

1.4 哪些情况做哪种鉴定

• 应进行可靠性鉴定：建筑大修前；改变用途、需加固改造；超过设计使用年限（如设计 30 年的临时性建筑用到 50 年，应先做可靠性鉴定）；为制定建筑群维修改造规划
• 应进行抗震鉴定：接近或超过设计使用年限仍需继续使用；原设计未考虑抗震设防，或抗震设防要求提高；需改变结构和使用环境；其他有必要的情形（使用中发现问题、对抗震承载力受怀疑、建筑材料强度严重降低、结构改造使构件发生变化）
• 背景：89 年以前的规范全国约只有 60% 地区划为抗震设防区，40% 不需设防——这批"未设防"老建筑就是存量抗震鉴定的大头；现行区划图下全国所有地区都是抗震设防区，到 50 年也要做抗震鉴定
• 汶川地震（2008-05-12）后中小学教学楼、宿舍的设防类别由丙类提高到乙类，触发全国性校舍抗震鉴定与加固

1.5 鉴定依据的标准与版本

• 报告依据要列两类：鉴定标准（先分清民用建筑还是工业建筑，两套标准是分开的）+ 设计、检测标准（建筑抗震设防分类标准、建筑抗震设计规范、建筑抗震鉴定标准、民用建筑可靠性鉴定标准、混凝土结构工程施工质量验收规范、回弹法检测标准、建筑结构检测标准等）
• 标准约十年一修，引用前必须查最新版本（老师审文献时会删掉过期年份的引用）

1.6 课堂案例

案例（江苏宿迁某房屋"批条子"事件）：宿迁为 8 度抗震设防区，当年县长批了一张条子，同意该房屋按 7 度设防设计。施工完成后房屋开裂，被人举报到主管部门（举报到政府部门的相当于公开），委托东南大学鉴定中心检测鉴定。原设计人（现任设计院院长）拿出当年的设计笔记，证明是县长批的条子；再去追责时，县长已因贪污腐化在监狱服刑。追问细节：近一二十年江苏根本没发生地震，按 7 度设防即使遭遇略超 7 度的地震也还有余地——开裂不能归因于抗震设防偏低，施工质量同样可疑。责任链：设计人按领导的非法要求设计，本身有责任；政府主管部门无权要求违反国家规范设计；施工、监理、质监各环节都跑不掉。

【案例分析】此类"多环节失守"题的答法：先定技术原因（荷载、地基、施工、设防标准逐一排除），再沿建设方—设计—施工—监理—政府主管逐层划分责任。

• 复盘（北京下沉式庭院纠偏，第 2 讲案例）：房屋已向一侧倾斜时，低侧旁的土不能挖——挖除等于卸掉侧向约束并释放应力，会加快沉降；随意回填、挖土洞同样加速倾斜。深层原因链照旧：基础底板本身偏心 + 三七灰土设计 1.5 m 厚、开挖后发现实际只有 30 多 cm——业主压造价、设计未对偏心一侧做处理、施工与验收（甲方代表、监理、质检站、施工自查）全部失守

2 静力（无损）钻切技术（第8-1讲）

本讲覆盖面广、以拓宽知识面为主，许多技术教材里没有归纳，以听为主；设备照片对应用途是看图选择题的直接题源。

2.1 概念

• 静力切割技术 = 无损性拆除技术：建筑物拆除过程中对保留结构不产生任何外界破坏作用力的有效拆除方法统称；既达到拆除分离目的，又满足保留结构的质量要求
• “静力"指不产生振动（动力效应），与"静力设计”（不产生动力加速度）概念相近但不是一回事
• 凿岩机破除、风镐、锤凿、液压炮破碎都不属于静力钻切——有振动、有冲击

2.2 分类

• 切割面形状分类的用意：毛面/不规则破碎面恰恰影响将来加固时新旧混凝土结合面的粘结——是界面抗剪的重要指标（衔接下一讲）
• 《既有混凝土结构钻切技术规程》（T/CECS 472—2017）定义：应用金刚石工具等高速运转，对混凝土结构进行研磨、切削形成切割面，将切割体从保留结构上分离的施工技术——“钻切"是一个完整技术链（研磨+安全分离），不是"转一下切一下"的孤立动作

2.3 国内外发展过程

人工剔凿、大锤敲砸（破坏性拆除）
→ 风镐剔凿、液压炮振动破碎
→ 九十年代初期：金刚石薄壁钻切割（打排孔对保留结构无损分离）
→ 九十年代中期：金刚石圆盘锯（板、墙静态切割分离）
→ 近几年：金刚石绳锯（任何尺寸、形状的构件快速无损拆除）
→ 高压水切割

2.4 设备与用途（看图选择题题源）

• 高精度干式切割的实例：既有砌体墙（厚 200 mm、墙面已抹灰、不允许喷水漏脏）中要穿过新拉结构件——取芯机从墙中打一个 5 cm 孔、横穿七八米到十几米几乎不偏斜，成孔后穿钢绞线、铸浆形成新的拉结件约束整栋房屋整体性。偏斜控制是少数公司的技术机密：砖、混凝土是硬碰硬，钻头遇硬物会左右摇摆
• 高精度垂直钻孔工序（大坝改造用）：设备安装 → 金刚石钻头选择 → 钻具级配（钻头外径会磨损，先用内径小、外径大的，后用内径大、外径小的）→ 钻进操作 → 参数确定 → 取芯 → 每钻进 3 m 测孔斜一次，超允许值立即纠偏 → 岩芯编录保护 → 检查验收；测斜用重锤原理自制高精度测斜仪（线低端由重锤限位固定在孔底中心，线上端固定在浮漂架上）

2.5 为什么"切"这么难——两个课堂闲话案例

• 汉代山中石室墓的防盗：先以火烧+冷水泼的热冷交替破碎岩石开凿（现代仍可见此类做法遗存），墓道填粉细砂、上置巨大块石成机关——用"洛阳铲"式桶状工具带不上湿砂，横向挖到墓道位置砂子下漏、巨石下落封死；即使拿现代切割机切开侧壁，里面还有一道内衬要继续切，从顶板打竖孔同样先漏砂。电影里的激光切割对多层复合防御基本无效
• 南京博物院老文物库房：民国十六年（1927）设计、三十年代开工的钢筋混凝土建筑（说明民国时期已具备建造能力），柱用螺旋箍筋，外墙、内衬多层厚墙+钢板防护；库房前设注液池防盗。老师亲自参加过其改造，侧墙即用切割工艺打开

3 结构局部拆除中的受力问题（考试重点）

3.1 总原则

拆除任一构件 → 体系改变 → 整个结构内力重分布
→ 用现有配筋按【拆除后的计算简图】验算 → 决定要不要加固、如何加固

• 不增加任何荷载 ≠ 安全：只把构件拆走、荷载一点不加，剩余构件的内力峰值照样可能大幅上涨

3.2 算例：连续梁拆除（讲过多次的必会题）

等跨四跨连续梁满布均布荷载的近似弯矩系数（×ql²）：

• 拆除一跨：原中跨成为边跨 → 跨中正弯矩增大、第一内支座负弯矩可能增大
• 拆除两跨：剩余部分重新成体系 → 跨中弯矩系数约翻一倍，剪力同步增大
• 楼板同理：四边支承板切断任一边支撑即改变板的支承条件与弯矩分布
• 框架中抽柱：被拆构件承担的荷载转给相邻构件，弯矩图可能反向——验算原配筋是否足够后，才决定要不要加固、怎么加固

【案例分析】“某连续梁/楼板拆除一半，安全吗？“标准答法：画出拆除前、后两套弯矩图 → 指出跨中正弯矩与支座负弯矩、剪力的变化幅度 → 结论"必须按拆除后工况整体验算，不满足则先加固后拆除，且拆除过程分段、加临时支撑”。

3.3 切割置换案例

• 北京三元桥切割置换（2015-11）：桥梁整体更换工程共 43 小时——周五晚 11 点开始拆旧桥（金刚石绳锯分块切割、运走），周日上午 9 点新桥桥面由 SPMT 模块车运输进场，中午 11 点就位，周日晚 6 点路面完成通车；对交通的影响被压缩到一个周末。考试提示：题目可能给"高速路段改造只允许占用 50~60 小时"的条件，让你照此设计工艺路线（先算好拆除块体吊运次序与临时支撑，选静力切割+模块化运输就位）
• 石家庄 85 m 高冷却塔拆除：距离铁路和居民区过近，不允许爆破、不允许大型机械砸拆——采用静力切割配合事前数值模拟（倒塌过程仿真定切割顺序与失稳方向），交通管制仅半小时
• 南水北调中线源头丹江口水库大坝改造：大坝应力缝切割、高精度大口径深钻孔取芯、衬砌切割；泄洪孔的水平静态钻凿（同类工艺，非丹江口工程）

4 裂缝处理（第8-2讲上半）

裂缝工作三件事：成因判别 → 预防 → 修补。裂缝是既有建筑维修加固改造中工作量最大的一项。

4.1 裂缝的危害

1. 外观不美观、使人产生心理压力
2. 结构渗漏
3. 减小刚度、变形增加
4. 改变受力模式，降低结构整体稳定性
5. 促进腐蚀与钢筋锈蚀，耐久性降低（潮气、CO₂ 沿裂缝到达钢筋的链条，见第 4 讲）
6. 抵抗偶然作用和疲劳作用的能力降低

4.2 成因判别（看图题）

• 大方向规律：顶部裂缝多由温差/收缩引起，底部斜裂缝多由沉降引起
• 判断题进阶一层（老师用 AI 出题实测）：砌体结构底部两层出现倒八字形裂缝，选项给"温度、荷载过大、两端沉降差过大、中间沉降大”——要求判断沉降差的方向，这正是"听课觉得有道理、做题发现难判断"的经验型考点；答题思路是判断墙体受压（挤压错动）方向与斜裂缝走向的对应关系
• 多图并存的干扰：同一栋楼"旁边基坑开挖"与"地基沉降"并存时，只选主要原因

【易错】不要一看斜裂缝就答"荷载过大”：走向（八字方向）、位置（窗台、墙端、顶部）、上宽下窄还是下宽上窄，都参与排除。

4.3 裂缝的预防

• 大体积混凝土：规范原按厚度大于 1 m 界定，研究发现在 700 mm 左右温度效应已明显；温控做法——不分层硬浇（每层约 30 cm 在前层初凝前覆盖，避免形成冷缝/结合面），用冰水拌合降低入模温度，预埋水管带走内部热量
• 常见质量通病：现在混凝土外加剂掺量大，养护一旦跟不上早期收缩就很大，板面出现通缝、漏水；后浇带就是每隔几十米留约半米缝不浇，让大部分收缩先完成，再封闭
• 荷载裂缝预防靠经验的做法（古建筑启示）：古代不会算内力，留下来的结构全靠承载力远大于荷载的富余量与构造措施（故宫立柱的冗余）——承载力做得"胖"一点，荷载相对就小了

4.4 裂缝修补四种方法（重点中的重点）

• 注意宽度界限的重叠与分工：0.1~0.15 mm 表面封闭或注射皆可；1.5 mm 以上裂缝深度大、注射耗时，改用压力注浆

4.5 压力灌浆工艺流程与技术要求

裂缝表面处理 → 埋设灌浆嘴 → 封缝 → 压气试漏 → 配置浆液
→ 灌浆 → 封口拆嘴 → 质量检查

1. 表面清理：清除灰尘、浮渣、松散层，用毛刷蘸酒精/丙酮把裂缝两侧 30~50 mm 擦洗干净并保持干燥
2. 埋嘴：在裂缝交叉处、较宽处、端部、贯穿处设灌浆嘴；间距短缝 300~500 mm、长缝 500~800 mm；先用约 2 mm 厚结构胶泥垫底，进浆孔骑缝粘贴
3. 封缝：沿裂缝两侧 3050 mm 抹 12 mm 厚结构胶泥，防小孔气泡、刮平整
4. 密封检查：胶泥有一定强度后压气试漏
5. 配浆：一次配制量按凝固时间与进浆速度定
6. 灌浆：管路接通用压缩空气把孔道与裂缝吹净；按区域大小用单孔或分区群孔；一条缝自一端到另一端，下一排气嘴出浆即关闭转芯阀顺序推进；化学浆液灌浆压力常用 0.2 MPa
7. 拆嘴封口：浆液初凝而不外流时拆灌浆嘴、胶泥封闭
8. 检查补救

• 注胶环境条件：干燥、表面平整洁净；一般结构胶适用温度不小于 15 ℃，耐候胶约 5~40 ℃，高温环境要用专用胶
• 新技术一笔：微生物（细菌）修补——将具有吞噬矿化特征的细菌培养液与营养液喷射到裂缝表面，细菌代谢生成新的膨胀性沉积物把裂缝填实

5 植筋技术（第8-2讲下半）

植筋是加固改造"基础性专业技术"里最常规的锚固手段（新旧构件连接、后锚固拉拔检测也用它做锚头）。

5.1 工序

定位放线 → 钻孔 → 清孔 → 注胶 → 插入钢筋 → 固化 → 现场拉拔检验

5.2 注意事项

1. 焊接：植筋后一般不允许在所植钢筋上焊接；确需焊接时，焊点距基材混凝土表面应大于 15d，并用冰水浸渍的毛巾包裹植筋外露段根部，防止焊接热量破坏胶与混凝土
2. 天气：选天气良好时施工，避免阴雨
3. 钢筋处理：必须除锈，表面无油渍杂物
4. 锚固胶：必须是合格产品，性能指标符合规范要求；固化时间按产品说明书执行，未固化前不得扰动
5. 设备机具按操作规程使用，禁止违章操作

【考点】植筋工序排序题/填空题必练：钻孔→清孔→烘干→注胶（2/3 孔深）→旋入钢筋→固化→拉拔试验；少一步"清孔烘干"就判错。

6 复习要点总结

必背知识点：

1. 可靠性鉴定（静力、三层次）与抗震鉴定（整栋综合抗震能力、两级鉴定、概念设计重于计算设计）的分工；地震区安全性鉴定之外尚应做抗震鉴定
2. 综合抗震能力 = 承载能力 + 变形能力，二者可互相抵扣；A 类（后续 30 年）除 9 度外第一级通过可免第二级；B 类（40/50 年）构造与验算并行必做
3. 后续使用年限决定鉴定用哪本规范的"尺子"；标准给的是最低值，不得随意减少
4. 静力钻切 = 无损性拆除：对保留结构不产生任何外界破坏作用力；风镐、破碎、爆破都不是静力
5. 钻切分类四个角度：对象 / 人力介入程度（人工→半机械→机械→全自动）/ 切割面形状（孔、毛面、光滑面、不规则破碎）/ 作业方式（干式、水下、超长 >10 m、大面积 >6 m²、高精度偏差 ≤1.5‰）
6. 拆除原则：内力重分布，按拆除后简图用现有配筋验算；连续梁拆除后跨中弯矩系数可由约 0.04ql² 升至 0.07~0.107ql²（接近翻倍）
7. 裂缝危害 6~7 条；预防按砌体（纤维网、拉结筋、圈梁构造柱、过梁禁孔）与混凝土（配比、振捣、养护、后浇带、预应力、大体积温控）两线记
8. 修补四法对应宽度：<0.15 封闭；0.1~1.5 灌缝胶注射；≥0.15 及大型贯穿/蜂窝 压力注浆；≥0.5 开槽填充（U 型槽 ≥20×15）+贴布；灌浆压力 0.2 MPa；埋嘴间距短缝 300500、长缝 500800 mm
9. 植筋：孔径 d+2~10 mm、孔深锚固长度（约 15d）加余量、注胶 2/3 孔深、清孔烘干、固化后拉拔试验；植筋后禁焊（焊点 >15d）
10. 题型：概念选择 20 + 看图选择/连线 20（裂缝成因、设备用途）+ 案例分析 60（三道，只考讲过的）

重要案例：

• 宿迁批条子：8 度区按 7 度设防 → 开裂 → 鉴定 → 多环节责任链（设计、政府、施工各自的责任）
• 北京三元桥置换：43 小时（周五 23:00—周日 18:00）、绳锯切旧、SPMT 运新、周末窗口期
• 石家庄 85 m 冷却塔拆除：邻铁路与居民区，静力切割 + 事前数值模拟，交通管制半小时
• 丹江口大坝改造：应力缝切割、高精度垂直钻孔（每 3 m 测斜、钻具级配）
• 汉代石室墓与南京博物院老库房：多层复合防御让"蛮切"失效——切割技术难度的对照
• 倒八字裂缝判沉降方向（AI 生成的考题原型）：底部斜裂缝→沉降，顶部→温差收缩

易错点提醒：

• “不加载荷载"不等于"拆了就安全”：拆除改变体系，内力重分布必须验算
• A 类建筑第一级鉴定通过除 9 度外才可免第二级；B 类必须验算
• 后续使用年限只能加长不能缩短；老房子不一定不满足新规范（原富裕度可能高）
• 表面封闭 <0.15 与灌缝 0.1 起步两档在 0.1~0.15 有重叠；“活动裂缝"只能选开槽填充，槽宽要按 15+5w_max 放大
• 植筋孔内粉尘与水汽是两大隐形杀手；未做拉拔检验不得隐蔽
• 大体积混凝土界线：规范 1 m、研究提示 700 mm；分层约 30 cm 在前层初凝前覆盖
• 开卷查资料≠会做：看图题与成因分析查不到现成答案

可能考题形式：

• 选择题：A/B/C 类建筑与后续使用年限、两级鉴定适用、某构件评 C 级的处理用词、拆除/破碎是否属静力钻切
• 看图选择/连线：裂缝照片配成因（单选、抓主因）、钻切与检测设备照片配用途
• 案例分析：连续梁/楼板拆除安全性论证；桥梁置换 50~60 小时窗口方案设计；裂缝宽度给值选修补方法并写工艺流程
• 作业（占 40%）：教材体例小专题或两种教材对比评析，电子版留批注痕迹