既有建筑物結(jié)構(gòu)安全性檢測鑒定

郭 恩 國

(廣州建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測中心有限公司，廣東 廣州 510440)

0 引言

隨著城市發(fā)展和經(jīng)濟水平的提高，城鎮(zhèn)住房建設(shè)需求不斷增大，混凝土結(jié)構(gòu)因其經(jīng)濟性、耐久性、可靠性等優(yōu)點廣泛應(yīng)用在住房建設(shè)中?；炷潦┕み^程中，往往受到環(huán)境、材料、機械設(shè)備、人員、溫度等因素的影響，導(dǎo)致澆筑的混凝土構(gòu)件出現(xiàn)質(zhì)量缺陷?；炷翗?gòu)件常見的外觀質(zhì)量缺陷如：露筋、蜂窩、空洞、疏松、裂縫等[1]。本文以框架結(jié)構(gòu)為例，介紹了包含混凝土外觀質(zhì)量缺陷的結(jié)構(gòu)安全性檢測鑒定的內(nèi)容和方法。

1 工程概況

某住宅樓位于廣州市增城區(qū)，地上3層，無地下室。建筑高度為9.5 m，首層層高為3.45 m，2層層高為3.0 m，3層層高為3.05 m，屋面為不上人坡屋面。建筑面積為501 m2。該建筑采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)整體平面布置合理，主要采用正交主次梁板樓蓋，框架柱的設(shè)計尺寸主要為200 mm×400 mm，框架梁的設(shè)計尺寸主要為200 mm×450 mm，現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板的設(shè)計尺寸主要為100 mm，120 mm。鋼筋采用Ⅲ級鋼筋?；A(chǔ)采用獨立基礎(chǔ)，地基承載力特征值為180 kN/m2。

2 檢測鑒定的內(nèi)容

由于現(xiàn)場客觀條件的限制，無法對基礎(chǔ)進行開挖檢測，根據(jù)業(yè)主的要求并結(jié)合工程的具體情況，檢測鑒定的主要內(nèi)容包括：住宅樓整體結(jié)構(gòu)的調(diào)查檢測，包括建筑物的使用狀況、整體變形等方面；混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件強度抽樣檢測；結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸、鋼筋配置及損傷等方面檢測；根據(jù)實際檢測結(jié)果進行結(jié)構(gòu)承載力驗算。

3 結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測

3.1 地基基礎(chǔ)

經(jīng)過現(xiàn)場檢測，未發(fā)現(xiàn)由于地基不均勻沉降引起的建筑物傾斜、變形等異常情況，室內(nèi)外地面與主體結(jié)構(gòu)之間目前未發(fā)現(xiàn)明顯的相對位移跡象。以建筑物的外角點作為觀測點，采用投點法用經(jīng)緯儀觀測目前頂部角點與底部角點的相對偏移量，以判斷基礎(chǔ)目前工作狀態(tài)是否正常。檢測結(jié)果表明該住宅樓上部結(jié)構(gòu)目前出現(xiàn)的最大傾斜率(包括施工誤差和外裝修的影響)小于0.4%，滿足國家現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范[2]要求。

3.2 結(jié)構(gòu)布置與軸線尺寸校核

現(xiàn)場對該住宅樓的實際結(jié)構(gòu)平面布置情況進行量測，結(jié)果表明，該住宅樓的實際結(jié)構(gòu)平面布置情況與設(shè)計圖紙一致；現(xiàn)場對其上部結(jié)構(gòu)的實際軸線尺寸進行抽查，測量結(jié)果表明，該住宅樓上部結(jié)構(gòu)抽檢的軸線尺寸符合設(shè)計要求。結(jié)構(gòu)平面布置圖見圖1。

3.3 構(gòu)件外觀質(zhì)量檢查

現(xiàn)場對該住宅樓主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行了全面檢查，未發(fā)現(xiàn)建筑物主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在明顯位移、變形、扭曲、松動等異?，F(xiàn)象；現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，首層4×F和3層4×F框架柱均存在混凝土疏松、蜂窩現(xiàn)象，鋼筋外露且存在銹蝕痕跡。

3.4 構(gòu)件尺寸檢測

現(xiàn)場對該住宅樓的部分框架柱、框架梁和樓板進行構(gòu)件尺寸的檢測和復(fù)核，抽檢數(shù)量按照國家現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范[3]要求進行抽取。抽檢結(jié)果表明，框架柱的實測尺寸推定值為200 mm×400 mm，框架梁的實測尺寸推定值為200 mm×450 mm，樓板厚度實測尺寸推定值為100 mm,120 mm。由檢測結(jié)果可知，抽檢的框架柱、框架梁和樓板實測尺寸均符合設(shè)計要求。

3.5 混凝土強度檢測

根據(jù)設(shè)計圖紙，上部結(jié)構(gòu)首層至3層框架柱的混凝土設(shè)計強度為C25，2層～3層梁板的混凝土設(shè)計強度為C25，屋面層梁板的混凝土設(shè)計強度為C30。

采用鉆芯法[4]對上部結(jié)構(gòu)的框架柱、框架梁進行混凝土強度檢測。檢測結(jié)果表明：首層柱4×F的混凝土芯樣抗壓強度為14.0 MPa，不滿足設(shè)計要求，除首層柱4×F外，首層至3層柱混凝土抗壓強度范圍為32.7 MPa～46.4 MPa；2層～3層梁混凝土抗壓強度范圍為30.1 MPa～42.7 MPa；屋面梁混凝土抗壓強度范圍為61.6 MPa～65.1 MPa。

3.6 鋼筋配置檢測

采用電磁感應(yīng)法[5]對該建筑上部結(jié)構(gòu)框架柱、框架梁和樓板的鋼筋配置進行抽樣檢測。檢測結(jié)果表明：各層框架柱單邊配筋主要為3φ14，箍筋為φ8@100/200；框架梁底部縱筋主要為2φ16，2φ18等，箍筋為φ8@100/200；板底鋼筋為雙向φ8@200。所抽檢的混凝土構(gòu)件鋼筋配置均符合設(shè)計要求。

3.7 圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)件的檢查

現(xiàn)場對該住宅樓的圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行檢測，其圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)件目前沒有出現(xiàn)由于結(jié)構(gòu)受力或地基不均勻沉降引起的明顯可見裂縫或損傷。屋面排水暢通，四周落水管無變形破損等現(xiàn)象；門窗外觀完好，開啟正常。

4 結(jié)構(gòu)鑒定

4.1 結(jié)構(gòu)計算參數(shù)的選擇

該工程的主體框架結(jié)構(gòu)采用中國建筑科學(xué)研究院開發(fā)的多高層建筑結(jié)構(gòu)分析程序PKPM系列軟件進行分析。計算模型根據(jù)設(shè)計資料和現(xiàn)場檢測結(jié)果建立，結(jié)構(gòu)三維計算模型如圖2所示。建筑物結(jié)構(gòu)安全等級為二級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取 1.0[6]；抗震設(shè)防烈度為6度，場地類別為Ⅱ類，抗震設(shè)防類別為丙類，設(shè)計地震分組為第一組，設(shè)計基本地震加速度為0.05g，框架抗震等級為四級[7]；風(fēng)荷載體型系數(shù) 1.3，地面粗糙度 B 類，基本風(fēng)壓取0.5 kN/m2。

構(gòu)件截面尺寸按實測結(jié)果推定值取用；混凝土構(gòu)件強度除首層柱4×F外，其余上部主體結(jié)構(gòu)的混凝土強度按設(shè)計強度取值計算，首層柱4×F的混凝土強度取值為14.0 MPa?？蚣苤⒘嚎v筋強度取值為360 N/mm2，框架柱、梁箍筋和樓板鋼筋強度取值均為360 N/mm2。內(nèi)外墻采用加氣混凝土砌塊，永久荷載和可變荷載按照現(xiàn)行荷載規(guī)范[8]取值，取值如下：

附加恒載：樓板取1.5 kN/m2，樓梯間取8.0 kN/m2，不上人屋面取1.5 kN/m2；

活載：樓面取2.0 kN/m2，衛(wèi)生間取2.5 kN/m2，樓梯間取3.5 kN/m2，不上人屋面取0.5 kN/m2。

內(nèi)外墻加氣混凝土砌塊：8 kN/m3。

4.2 結(jié)構(gòu)計算結(jié)果

計算結(jié)果表明，建筑物最大軸壓比為0.44，小于國家現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范規(guī)定的0.9的限值要求；地震作用下，該結(jié)構(gòu)的第1方向的最大層間位移角為1/3 175，第2方向的最大層間位移角為1/3 870，均小于國家現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范規(guī)定的1/550的限值，由此可見，該結(jié)構(gòu)的最大層間位移角的計算結(jié)果滿足國家現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范要求，具有足夠的整體抗側(cè)力剛度。

根據(jù)計算分析結(jié)果對上部結(jié)構(gòu)框架柱、框架梁和樓板的鋼筋配置進行校核，結(jié)果表明，框架柱、框架梁和樓板構(gòu)件的設(shè)計(或?qū)崪y)鋼筋配置滿足承載力要求。根據(jù)設(shè)計圖紙?zhí)峁┑幕A(chǔ)承載力進行復(fù)核，計算復(fù)核結(jié)果表明，在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合作用下，基底最大反力為124.4 kN/m2，小于設(shè)計的基底承載力特征值180 kN/m2，該基礎(chǔ)承載力滿足設(shè)計要求。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)構(gòu)檢測結(jié)論

1)地基基礎(chǔ)未發(fā)現(xiàn)明顯的不均勻沉降現(xiàn)象，抽查的室內(nèi)外地面與主體結(jié)構(gòu)之間目前沒有出現(xiàn)明顯的相對位移跡象，該建筑物整體傾斜率在國家現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范允許范圍內(nèi)；首層4×F和三層4×F框架柱均存在混凝土疏松、蜂窩現(xiàn)象，鋼筋外露且存在銹蝕痕跡。2)該住宅樓的實際結(jié)構(gòu)平面布置情況與設(shè)計圖紙一致；上部結(jié)構(gòu)抽檢的軸線尺寸符合設(shè)計要求；抽檢的混凝土構(gòu)件實測尺寸符合設(shè)計要求。3)采用鉆芯法抽檢上部結(jié)構(gòu)的混凝土強度，其中首層柱4×F的混凝 土強度推定值不滿足設(shè)計要求，其余抽檢的混凝土構(gòu)件強度推定值滿足設(shè)計要求；抽檢的框架柱、框架梁和樓板的鋼筋配置符合設(shè)計要求。

5.2 結(jié)構(gòu)鑒定結(jié)論

1)該建筑物的軸壓比及最大層間位移角均滿足國家現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范要求，混凝土構(gòu)件的實測(或設(shè)計)配筋均滿足承載力要求。2)在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合作用下，地基承載力滿足設(shè)計要求，基礎(chǔ)工作狀態(tài)正常。

綜上所述，在正常使用和維護條件下，該建筑物主體結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)承載力滿足安全使用要求。

5.3 建議

該建筑物的個別混凝土構(gòu)件存在外觀質(zhì)量缺陷，雖然主體結(jié)構(gòu)滿足安全性要求，但存在缺陷的混凝土構(gòu)件會影響結(jié)構(gòu)的耐久性和使用性，須立即對其進行處理。1)對存在混凝土疏松、蜂窩等外觀質(zhì)量缺陷的框架柱構(gòu)件采用置換混凝土加固法進行處理，同時對原鋼筋進行除銹處理；2)對不滿足混凝土設(shè)計強度要求的框架柱構(gòu)件采取相應(yīng)的措施進行加固處理。

6 結(jié)語

建筑物的安全使用關(guān)乎人民的生命安全和財產(chǎn)利益。近年來，由于混凝土質(zhì)量問題而引起的糾紛常有發(fā)生，對建筑行業(yè)產(chǎn)生了不良影響。混凝土作為土木工程中常用的建筑材料，其施工質(zhì)量對主體結(jié)構(gòu)的安全起到關(guān)鍵性作用。建筑物在施工過程中，除加強施工質(zhì)量控制外，對已經(jīng)產(chǎn)生質(zhì)量缺陷問題的建筑物，需要對其進行安全性檢測鑒定。通過對建筑物的檢測鑒定，給出結(jié)構(gòu)安全鑒定結(jié)論和建議，對建筑物存在的缺陷問題采取措施以消除結(jié)構(gòu)的安全隱患，同時也減輕業(yè)主的擔(dān)憂，促進建筑行業(yè)的和諧發(fā)展。