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摘要：由于建筑结构使用功能的改变也要求对既有建筑结构进行必要的检测与结构改造。文章针对我国既有建筑物中混凝土结构的拆除改造一般方法，开展了既有建筑物中混凝土结构病害检测及其评价与工程实践。论文提出的一般环境条件下既有建筑物中混凝土结构病害检测与评估技术，对常见拆除施工方法后的保留混凝土结构进行了检测及其可靠性评价。
关键词：结构改造；静力拆除；混凝土疲劳
引言
我国的建筑结构规模宏大，这些结构在荷载及环境条件等多种因素的复合作用条件下，其性能会发生退化因而需要进行加固改造；可以预见，我国进入大规模的既有建筑结构维修加固阶段为期不远，开展既有建筑结构的病害检测、健康诊断与评价技术研究具有重要的理论价值和现实意义。
一、常见改造拆除的施工方法
目前，能够实现无损性拆除的方法主要有：采用金刚石薄壁钻（水钻）、圆盘锯、绳锯等静力切割法、液压钳人工破碎法、液压剪机械破碎法等，各种工法具有不同的特点，适用于不同的现场施工条件和工程目标要求，针对性较强，技术关键在于保证施工工法能够在施工现场有效地实施。
1.几种常用静力拆除工法的比较
根据几种能够实现无损性拆除工法所选用的设备特点，结合以往工程施工经验，把几种拆除工法从施工原理，设备装备特点、优点、缺点、适用范围等几方面作一个全面的比较。具体见下表“几种无损性拆除工法的比较”
2.经济、安全、合理性拆除方案的选择
针对具体无损性结构拆除的设计要求，结合对上述几种工法的对比和现场施工条件，充分考虑施工效率、施工成本、环境保护、能源消耗、渣土外运等综合因素，主要选择金刚石圆盘锯和绳锯静力拆除方法对所有结构性拆除进行施工，局部钢筋保留性拆除采取人工液压钳破碎的施工工法。具体施工部位的拆除方案选择如下。
3、不同部位的拆除方法
3.1汽车坡道及附属结构拆除
汽车坡道拟考虑采用经济、快速的破碎锤进行拆除；汽车坡道附属构件的拆除拟考虑采用装有挖掘头进行拆除清理；汽车坡道底板及墙体与保留结构底板保留部位的断开采用水钻切割分离。
3.2地下室车库顶梁板拆除
地下室顶板拟考虑采用经济且相对快速并震动较小的小型破碎锤进行拆除，局部用水钻及绳锯分割。楼板采用小型破碎锤、次梁与主框架梁采用液压钳拆除；被拆除楼板与保留结构处采用水钻分离；框架梁与保留框架柱分离采用绳锯切割分离。
3.3主楼楼层结构及夹层结构梁板拆除
梁板结构拟考虑采用经济且相对快速并震动较小的小型破碎锤行拆除，局部用水钻及绳锯分割。楼板采用小型破碎锤、次梁与主框架梁采用水钻或绳锯分块后场外破碎；被拆除楼板与保留结构处采用水钻或局部金刚石圆盘锯分离；次梁与保留框架梁之间采用水钻切割分离；框架梁与保留框架柱之间采用绳锯切割分离。
3.4楼体周边其它附属结构拆除
楼体周边附属裸框架梁柱拆除拟考虑采用局部水钻与绳锯配合液压剪进行拆除。液压剪拆除前，先用锯切设备将裸梁与保留框架柱结构断开。
附属楼梯的拆除，考虑先用水钻及绳锯与原结构断开后，采用小型破碎锤破除拆除。
4.静力切割原理及特点
4.1无振动静力切割原理
由于静力切割是金刚石工具在高速运转下对钢筋混凝土进行磨削，产生的粉屑靠冷却水带走，最终形成切割面，所以不存在振动问题，对原保留结构无冲击，不会产生微裂纹破坏，不影响结构受力和使用寿命，这是其它类型的拆除方法无法做到的，因此此工法更适合于有保留结构的混凝土的拆除施工。
4.2低噪音
金刚石工具切割过程中只有磨削钢筋混凝土的声音，电动液压马达运转平稳，整个施工中没有刺耳的声音，产生的音量可以控制在44dBA以内。
4.3无污染
施工过程中采用水冷却高速运转的金刚石工具，并将磨削掉的铁屑和混凝土粉屑携带走，产生的冷却水无有害物质，冷却水经现场回收后可以重复利用。施工中采取相应封闭措施控制水的飞溅。
4.4机械化程度高，操作人员数量少
静力切割是目前破碎拆除领域中，劳动强度最低的机械化操作工种，其技术含量已远远超出传统的机械破碎的概念，是目前国际较为公认的结构保留性拆除的最佳方案。另一方面在一定的作业层面上，不但其施工效率高，而且操作人员可大大减少，有利于综合经济效益的提高。
5.无损性拆除施工技术保障措施
采用无损性拆除方案对保留结构安全性具有重要意义，其技术关键在于施工过程中正确实施施工技术工艺和合理地安排施工工序，配以吊车安全吊运。首先应选择性能完好的机械设备，针对混凝土标号的高低和内部钢筋含量的多少正确地选择金刚石工具的性能，只有这样才能保证在控制工期内顺利完成计划任务。
二、拆除后对保留结构的影响
在拆除施工过程中，利用绳锯、电镐等工具，对楼板、框架梁和柱等构件进行分别破拆。由于拆除过程中施工机械产生的振动、施工机具的运转等势必会对拆除部位的相邻楼板结构产生一定的影响。欲查清拆除位置相邻的楼板现状及安全状况，对受到影响的楼板的承载力的变化进行评估，对相关区域的楼板结构进行结构检测及安全性评估，并根据检测结果给出建议。
1.构件外观缺陷检测
在拆除施工过程中，利用绳锯、电镐等工具，对楼板、框架梁和柱等构件进行分别破拆。由于拆除过程中施工机械产生的振动、施工机具的运转等势必会对拆除部位的相邻楼板结构产生一定的影响。查清拆除位置相邻的楼板现状及安全状况，对受到影响的楼板的承载力的变化进行评估，对相关区域的楼板结构进行结构检测及安全性评估，并根据检测结果给出建议。
对结构进行分析，确定结构构件的安全裕度。在进行楼板承载力评估时，考虑结构的偏差、缺陷及损伤、荷载作用点及作用方向、构件的实际刚度及其在节点的固定程度，结合现场检查及检测结果以及在结构检查时所查明的结构承载的变化，从而得出楼板结构的拆除工作前后的前承载力影响的评估和分析结果。结构搁置时间较长、缺乏必要的维护，或进行不恰当的改造等，会造成结构构件出现一定程度的破损。对已建结构构件破损情况调查主要集中在二个方面，一方面是构件钢筋锈蚀情况，另一方面是构件裂缝分布情况。
钢筋锈蚀情况检测需对已建结构进行全面的调查，并结合下面几项检测内容，按照钢筋锈蚀程度和对结构产生的危害将其划分为四个等级：严重锈蚀、一般锈蚀、轻微锈蚀和无锈蚀。根据检测结果制定出结构破损情况分布图。
构件裂缝检测是建立在对已建结构进行全面调查的基础上，应先目测普查，如果现场已作抹灰开裂的构件，先在裂缝处铲除抹灰层。对典型构件裂缝进行进一步的检测，具体检测内容包括裂缝分布情况、裂缝长度、裂缝宽度和裂缝深度，并分析裂缝成因及对现有结构的影响，最后以图文形式表现出来。
通过现场检查、拆除过程调查以及构件普查，对相关构件检查结果汇总如下：（1）因后期加固工作需要拆除后的构件与保留构件之间有部分结构预留，未发现因破拆施工所造成的保留结构产生的受力裂缝或混凝土崩裂现象。（2）二层顶板等构件以绳锯切割拆除，切割截面平整，切割面边缘基本完整，未发现切割所引起的混凝土板结构裂缝或混凝土剥落。（3）一层顶板利用风镐等工具进行破拆，拆除板构件和保留构件间有部分结构预留，未见风镐破拆所引起的混凝土板结构裂缝或混凝土剥落，或者破拆后混凝土块冲击所引起的保留板结构裂缝。
2、构件钢筋配置检测
与破拆施工区域相邻的楼板进行抽检，共6个板构件，利用钢筋雷达检测配筋间距及保护层厚度。由于所检测楼板相邻位置有已经破拆的楼板构件，钢筋及楼板截面暴露在外，因此部分位置的检测可采用直接测量的方式。检测结果如下表
所检测区域混凝土保护层厚度满足设计要求，钢筋配置满足设计要求。
3、构件混凝土强度检测
现场采用回弹仪对抽检区域板构件进行了混凝土强度回弹检测，检测结果如下：
依据现场检测结果，一层顶板三个抽检板的混凝土板强度推定值均值为35.8MPa，满足C35混凝土强度等级要求；二层顶板三个抽检板的混凝土板强度推定值均值为38.6MPa，满足C35混凝土强度等级要求。从检测结果可以看出，二层顶板的检测结果稍高于一层顶板。
4、承载力影响分析及处理意见
按国家现行建筑结构有关规范进行检测评估，依据《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292-2015），检测及评估结果表明：（1）拆除后的构件与保留构件之间有部分结构预留，一层顶板利用风镐等工具进行破拆，未见风镐破拆所引起的混凝土板结构裂缝或混凝土剥落；二层顶板等构件以绳锯切割拆除，切割截面平整，切割面边缘基本完整，未发现切割所引起的混凝土板结构裂缝或混凝土剥落。（2）所抽检的一层部分顶板（8~9/A~B、8~9/B~C和9~10/B~C）和二层部分顶板（12~13/N~P、16~17/N~P和17~18/N~P），混凝土强度满足C35的强度等级要求，钢筋配置及保护层厚度满足设计要求。（3）通过现场病害检查结果、混凝土强度及钢筋配置检测结果，并与破拆施工前混凝土强度检测结果进行对比分析，未见所抽检混凝土板结构状态与强度有明显降低，因此，可推定在目前情况下，目前的破拆施工措施对抽检的混凝土板的结构承载力没有显著影响。
依据检测结果和上述评估分析结果，建议对拆除结构采取以下措施进行处理：（1）在拆除施工过程中，施工机械产生运转和施工等因素产生的振动势必会对拆除部位的保留结构产生一定的影响。因此在拆除施工过程中，应尽量减轻对结构的冲击，做好防护措施。（2）在拆除后的建筑垃圾吊装、运输过程中，应尽量避免大块混凝土块或构件的冲击或坠落，以免对保留结构造成损伤。运输时也应做到少量多次，避免超过原结构的设计承载力。
结束语
随着时间的流逝，我国大量的各种形态的既有建筑将步入它们的老年期，已经不能满足人们的生活、工作需求。改造的对象是复杂的，改造的目标是复合的，最终需要达到建筑空间、功能和效能的有机统一。在此形势下，需要我们认真研究既有建筑改造项目的可行性研究，认真对待既有建筑改造对保留结构的影响，切实做好设计、施工、使用的科学性，保证改造后的结构安全性能。
参考文献：
[1]钟铭，王海龙，刘仲波，等.高强钢筋高强混凝土梁静力和疲劳性能试验研究.建筑结构学报，2005，26（2）
[2]李维既有建筑改造的需求及实现方法概述工业建筑2013（43）
[3]既有建筑改造年鉴编委会《既有建筑改造年鉴》中国建筑工业出版社，2012