高層混凝土建筑結構的質量鑒定

李 列

（太原市建筑工程質量檢測站有限公司，山西 太原 030002）

近年來，我國高層建筑工程數量大幅增加，高層建筑安全相關問題也越來越受重視。對高層混凝土建筑施工而言，保障建筑結構施工質量達標十分重要，是保障建筑結構安全和工程質量的基礎和關鍵。特別是高層混凝土建筑結構較為復雜，不管是設計問題還是施工原因都可能對結構安全造成影響，不做好質量鑒定及相應的加固工作會導致工程質量難以保證，存在巨大安全隱患。

1 工程實例

某高層混凝土將建筑高度為81.25m，包含地上二十一層和地下一層，占地面積共2107.69m2，地下室建筑總面積為6011.97m2。該建筑的1 樓和2 樓為商業裙樓，3 樓到20樓則是酒店，包含樓梯和電梯。該建筑工程的抗震烈度為VI級，剪力墻抗震等級為三級，框架抗震等級為三級。建筑使用混凝土等級隨樓層增加而遞減，其中地下一層和地面一層均以C50 混凝土為墻、柱材料，而16 層及以上則以C25 混凝土為墻、柱材料；地下一層到3 層以C30 混凝土作為梁、板材料，而4 層及以上則以C25 混凝土為材料。

2 高層混凝土建筑結構質量鑒定

2.1 現場檢測分析

對施工現場進行全方位檢測，首先了解工程項目在施工過程中曾出現過暫時停工狀況，并且在多年后才復工。進行主體樓層使用混凝土強度不達標。通過檢測，發現主體樓層使用的混凝土強度不達標，與設計圖紙不符。根據抽芯檢測結果顯示，該建筑主樓4 樓所使用混凝土強度局部不達標，與建筑當年施工至3 層停工的實際情況相吻合。其中4 層墻、柱最低強度為41.2MPa，梁、板最低強度為29.75MPa，均不能滿足設計要求，和設計的墻、柱C45 標注及梁、板的C30 標準存在一定差距。由于建筑結構質量不能滿足設計文件要求，導致建筑存在較大安全隱患，需要通過加固的方式加以修復和強化。

2.2 側向剛度鑒定

側向剛度是指建筑抵抗側向變形的能力，剛度值必須達到設計標準才能保障建筑安全。對該建筑整體側向剛度進行分析和計算，發現地下一層至19 層的側向剛度均達到標準，但是20 層和21 層的側向剛度較低，無法滿足設計要去。導致該建筑20 層和21 層側向剛度不達標的原因在于墻肢長度過小，使得部分墻肢出現了剛性變形。在側向剛度過低的情況下，建筑抗震能力將會減弱，導致建筑安全等級降低。

2.3 樓層承壓力鑒定

樓層承壓力必須足夠均勻才能保障建筑穩定，否則很容易垮塌等安全問題。對該建筑樓層承壓力進行分析，發現1層至5 層為底部加強區，使用的是相同的縱向構體鋼筋。在這種情況下，4 層混凝土強度不達標會導致4 層與5 層間的承壓力發生變化，出現承壓力不均勻的情況，即便在4 層以上進行施工時使用強度達標的混凝土也難以保障建筑抗震能力，存在較大安全隱患。

2.4 地下室板鑒定

高層混凝土建筑的地下室板應當足夠牢固，才能確保整個建筑的牢固穩定，防止建筑主體傾斜、塌陷等問題出現。此建筑地下室頂板主要是以160mm 的標準進行設計，但也有少部分頂板由于覆土原因而采取650mm 的設計標準。由于《種植屋面工程技術規范》 （JGJ155-2013） 明確規定種植屋面地下室頂板現澆防水鋼筋混凝土結構厚度應當大于250mm，因此地下室板的牢固性無法得到有效保證，有著一定質量隱患。

2.5 樓體框架及剪力墻鑒定

對高層混凝土建筑結構質量鑒定而言，樓梯框架和剪力墻的鑒定是最為重要的部分，必須確保二者布置足夠科學合理，完全符合設計與相關規范。在此建筑中采用的是一字墻形式，但是部分墻體并沒有完全按照相關規定和規范進行設計，存在結構洞口跨梁高度過小、墻體高寬比不達標等問題。如此一來，建筑墻體的剛性會有所降低，進而影響抗震性能，可能在遭遇地震時出現垮塌問題。與此同時，墻體豎向斷面的計算結果也不夠精確。這是因為墻體中包含有K 軸與G 軸構件，可以通過兩種模型對這部分斷面長度進行計算，但是計算結果卻存在較大偏差。一方面兩種模型計算的規范不同，分別以整體框架地震承壓力大于或等于各樓層墻體和框架承壓力的最大值1.5 倍兩者間的最小值，以及墻體和框架地震承壓力為底部總承壓力的20%；另一方面在計算剪力墻時往往只考慮平面受力狀況，但是樓梯框架承壓力的計算則要同時考慮橫向與縱向受力情況，而此建筑中既有同時連接橫向與縱向梁體的軸，也有只連接縱向梁體的軸，導致兩種模型計算結果存在偏差。該建筑項目設計單位是以短肢墻體為基礎建立模型，但是查詢單位卻是以PKPM-ASTW E 模型進行計算，自然無法獲得相同或相近結果。

2.6 連梁和框架柱體軸壓比鑒定

對連梁和框架柱體的軸壓比進行分析計算，發現部分工程軸壓比和設計要求存在偏差。與此同時，對施工設計文件進行研究，發現設計單位并沒有對交叉性構件位置的鋼筋質量進行設計，并且沒有要求使用箍筋加固頂層縱向連梁鋼筋，存在設計問題。

3 基于質量鑒定的高層混凝土建筑結構加固措施

3.1 高層混凝土建筑結構質量鑒定發現的問題

通過建筑結構質量鑒定，發現此工程存在較多設計及施工質量方面的問題，導致工程質量和安全難以得到有效保障。首先，工程設計不完善，存在一定缺陷。其中，地下室頂板厚度設計沒有按照相應規范執行，設計厚度偏低，存在質量隱患；此工程項目大量使用一字墻的，但是設計單位在設計時只從平面上考慮受力情況，對平面外的剛度考慮不夠，容易出現側向剛度偏低的情況；建筑部分區域墻肢長度并不完全相同，墻肢的長短變化容易導致建筑結構承壓能力及抗震性能受影響，安全隱患較大；交叉性構件位置和頂層縱向連梁鋼筋設計不完善，前者未考慮鋼筋強度，后者為未考慮使用箍筋，導致結構剛性難以得到保障，容易出現變形情況。其次則是施工中的問題。在實際施工時，施工隊伍沒有嚴格按照設計要求選擇強度達標的混凝土，導致建筑側向剛度偏小，樓層承壓力不均勻，部分區域連梁和框架柱體軸壓比偏小，嚴重威脅工程質量與安全。最后則是設計單位沒有正確選擇和建立模型，導致建筑整體框架的地震承壓力偏小。

3.2 加固措施

根據質量鑒定結果，可以通過以下方式對建筑進行加固，一方面解決已發現的施工質量問題，另一方面為后續的高質施工做出保障。首先應當對設計圖紙進行適當調整與優化。針對此建筑大多使用一字墻的情況，需要從橫向與縱向考慮墻體受力情況，并通過將剪力墻設計為雙向性墻或者直接加設墻柱的方式，增強墻體的側向剛度，防止側向偏移情況發生。而針對鋼筋結構不穩的問題，需要對交叉性構件位置鋼筋強度進行明確規定，同時在頂層縱向連梁鋼筋位置使用箍筋進行加固，增強鋼筋結構穩固性，保障建筑結構穩定。而且為了增強主樓頂部樓梯電梯房側向剛度，設計單位還需要延長該部位墻肢長度，增強樓梯剛度，具體辦法為利用計算機模擬出頂部小樓，將房間位移調整至合理范圍，并在此基礎上設計墻肢長度。其次需要對墻肢進行適當處理。由于此建筑墻肢存在一定的變化情況，墻肢又長又短，因此施工隊伍在實際施工時應當在墻肢較長的位置留出結構洞口，防止剛度過于集中。另外還需要在主樓頂端位置增加墻體，從而增強樓梯剛性，進而提高建筑承壓力。總而言之，根據質量鑒定發現的問題，對已發現問題進行處理，通過加固的方式強化建筑結構安全，并為后續施工創造良好條件，是充分發揮質量鑒定作用的關鍵，也是保障現代高層混凝土建筑安全穩固的有效方式。

4 結語

綜合上述分析可知，對高層混凝土建筑結構進行質量鑒定十分有必要，這是發現并解決工程施工質量問題，提高建筑安全性與穩定性的有效途徑。在實際進行質量鑒定時，應當先結合施工資料對現場進行檢測分析，并分別對側向剛度、樓層承壓力、地下室板、樓梯框架和剪力墻、連梁和框架柱體軸壓比等進行鑒定，全面分析，及時發現建筑施工問題并進行加固，強化工程質量。