某已加固高層剪力墻結(jié)構(gòu)住宅檢測鑒定

李書奇，隋明昊，李文婷

（中國建筑科學(xué)研究院有限公司，北京 100013）

0 引言

剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能良好、整體性高，應(yīng)用廣泛，是高層住宅使用的主要結(jié)構(gòu)型式。近年來，高層住宅質(zhì)量問題頻發(fā)，當(dāng)人們對(duì)居住房屋的質(zhì)量產(chǎn)生糾紛時(shí)，剪力墻結(jié)構(gòu)的檢測鑒定工作顯得尤為關(guān)鍵。本文以某已改造的高層剪力墻住宅為例，對(duì)檢測鑒定工作進(jìn)行闡述。

1 工程概況

該高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)始建于 2017 年，地下 1 層、地上 32 層，建筑總面積為 24 223.93 m2，分為 2 個(gè)結(jié)構(gòu)單體，1～23 軸為西單元，24～43 軸為東單元，23～24 軸間設(shè)置伸縮縫，因存在部分剪力墻混凝土實(shí)際強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等狀況，2018 年采用增大截面的方法進(jìn)行了局部加固，加固材料采用水泥基灌漿料及鋼纖維混凝土，目前該主體結(jié)構(gòu)已施工完成。房屋外立面照片如圖 1 所示。

圖1 房屋外立面

2 原結(jié)構(gòu)檢測情況

2.1 構(gòu)件布置及外觀現(xiàn)狀檢查

經(jīng)現(xiàn)場檢查，該樓原結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置情況與設(shè)計(jì)圖紙一致。外觀現(xiàn)狀問題如下所述。

1）部分樓板板底或板頂局部露筋；個(gè)別樓板混凝土疏松、脫落；個(gè)別樓板有滲水痕跡；個(gè)別樓板板底有建筑雜物；地下 1 層 3 塊頂板開裂，裂縫最寬 0.25 mm。

2）個(gè)別梁梁底局部露筋；個(gè)別梁下部混凝土局部鑿除破壞。

3）個(gè)別墻局部露筋；27 層 2 處窗下混凝土不平整，1 處窗下混凝土與墻交接處開裂。

2.2 混凝土強(qiáng)度檢測

采用鉆芯法對(duì) 2～5 層剪力墻混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測，采用回彈法結(jié)合鉆芯法對(duì)其它混凝土構(gòu)件強(qiáng)度進(jìn)行抽樣檢測，檢測工作按照 JGJ/T 384－2016《鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》［1］及 JGJ/T 23－2011《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》［2］的規(guī)定進(jìn)行?；炷翉?qiáng)度檢測結(jié)果如表 1、表 2 所示。

表1 2～5 層剪力墻混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果

表2 其它構(gòu)件混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果

2.3 構(gòu)件配筋檢測

對(duì)構(gòu)件鋼筋配置情況進(jìn)行抽樣檢測，檢測操作按JGJ/T 152－2008《混凝土中鋼筋檢測技術(shù)規(guī)程》［3］的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

依據(jù) GB 50204－2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》［4］，梁主筋根數(shù)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，箍筋間距的允許偏差為f20 mm，樓板受力鋼筋間距的允許偏差為f10 mm，墻體分布鋼筋的間距允許偏差為f20 mm。依據(jù) GB 50203－2011《砌體結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》［5］，填充墻的拉結(jié)筋的位置超過一皮塊體高度的數(shù)量不得多于一處。該樓填充墻拉結(jié)筋間距設(shè)計(jì)要求為 500 mm，砌塊高度為 200 mm。

構(gòu)件配筋檢測結(jié)果如下所述。

1）所檢 133 根梁的梁底主筋根數(shù)均符合要求；

2）所檢 314 根墻、梁、板構(gòu)件的 755 處鋼筋間距中，28 處不符合要求；

3）所檢 66 面填充墻的拉結(jié)鋼筋間距均符合要求。

2.4 構(gòu)件截面尺寸檢測

對(duì)構(gòu)件截面尺寸進(jìn)行抽樣檢測。依據(jù) GB 50204－2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》，現(xiàn)澆混凝土墻、梁、板、的尺寸偏差允許值為+10 mm、-5 mm。

構(gòu)件截面尺寸檢測結(jié)果：所檢 303 根墻、梁、板構(gòu)件的 436 處截面尺寸中，44 處不符合要求（其中 23 塊板厚度不符合要求）。

2.5 房屋整體傾斜檢測

對(duì)房屋整體傾斜進(jìn)行檢測，檢測工作遵照 JGJ 8－2016《建筑變形測量規(guī)范》［6］的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

依據(jù) GB 50292－2015《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》［7］，高層剪力墻結(jié)構(gòu)房屋可繼續(xù)承載的頂點(diǎn)位移限值為H/300（H為檢測高度）與 400 mm。

1～23 軸房屋整體傾斜共檢測 4 個(gè)角點(diǎn)，共 6 個(gè)方向的垂直度，頂點(diǎn)位移最大值為 75 mm、H/1132，小于 400 mm、H/300，依據(jù) GB 50292－2015《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》，房屋傾斜對(duì)結(jié)構(gòu)承載未造成不利影響。

24～43 軸房屋整體傾斜檢測結(jié)果：共檢測 4 個(gè)角點(diǎn)，共 6 個(gè)方向的垂直度，頂點(diǎn)位移最大值為 32 mm、H/2784，小于 400 mm、H/300，依據(jù) GB 50292－2015《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》，房屋傾斜對(duì)結(jié)構(gòu)承載未造成不利影響。

3 加固工程檢測

3.1 構(gòu)件布置與外觀現(xiàn)狀檢查

經(jīng)現(xiàn)場檢查并與加固設(shè)計(jì)圖紙核對(duì)，該樓加固工程構(gòu)件布置情況與加固設(shè)計(jì)圖紙一致。1 層墻體加固部分均存在露筋狀況，如圖 2 所示。

圖2 1 層墻體加固部分露筋

3.2 加固材料強(qiáng)度檢測

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，2～5 層剪力墻增大截面部分采用 C80 水泥基灌漿料（摻鋼纖維），2 面置換墻體采用 C100 鋼纖維混凝土。

采用鉆芯法對(duì)加固部分的灌漿料及混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測，鉆芯工作按照 JG/T 472－2015《鋼纖維混凝土》［8］的規(guī)定進(jìn)行，依據(jù) GB/T 50107－2010《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》［9］進(jìn)行評(píng)定。

根據(jù) GB/T 50107－2010《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，當(dāng)樣本容量≥ 10 組時(shí)，該批混凝土（C80）強(qiáng)度應(yīng)同時(shí)滿足以下條件：

1）平均值≥80+0.95h標(biāo)準(zhǔn)差；

2）最小值≥0.85h80。

剪力墻加大截面部分灌漿料強(qiáng)度檢測結(jié)果為所檢該批試件未達(dá)到設(shè)計(jì) C80 的強(qiáng)度等級(jí)要求，根據(jù)實(shí)測結(jié)果按 70 MPa 取值。

根據(jù) GB/T 50107－2010《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，當(dāng)樣本容量＜ 10 組時(shí)，按非統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行評(píng)定，混凝土（C100）強(qiáng)度應(yīng)同時(shí)滿足以下條件：

1）平均值≥1.1h100；

2）最小值≥0.95h100。

置換墻體混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果為所檢 2 面置換墻體的混凝土強(qiáng)度均未達(dá)到設(shè)計(jì) C100 混凝土的強(qiáng)度等級(jí)要求，根據(jù)實(shí)測結(jié)果分別按 95 MPa 與 65 MPa 取值。

3.3 構(gòu)件配筋檢測

對(duì)構(gòu)件鋼筋配置情況進(jìn)行抽樣檢測，檢測操作按 JGJ/T 152－2008《混凝土中鋼筋檢測技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

依據(jù) GB 50204－2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》，墻體分布鋼筋的間距允許偏差為f20 mm。

鋼筋間距檢測結(jié)果為所檢 38 面墻的 76 處鋼筋間距中，3 處不符合要求。

鋼筋規(guī)格檢測結(jié)果為所檢 5 面墻體的 15 處鋼筋規(guī)格均符合要求。

3.4 構(gòu)件截面尺寸檢測

對(duì)構(gòu)件截面尺寸進(jìn)行抽樣檢測。依據(jù) GB 50204－2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》，現(xiàn)澆混凝土墻的尺寸偏差允許值為+10 mm、-5 mm。根據(jù)加固設(shè)計(jì)圖紙，單側(cè)加固厚度為 50 mm（含鑿毛部分），雙面加固墻體厚度為 250 mm，單面加固墻體厚度為 225 mm。

墻體單側(cè)加固厚度檢測結(jié)果為所檢 183 面墻體單側(cè)加固厚度中，13 處不符合要求。

加固后墻體厚度檢測結(jié)果為所檢 38 面加固墻體厚度中，4 面不符合要求。

3.5 連接情況檢測

局部鑿開連接部位，對(duì)加固部分與原結(jié)構(gòu)的連接情況進(jìn)行檢測。

連接情況檢測結(jié)果為所檢 5 面加固墻體與原結(jié)構(gòu)墻體連接形式、與上下樓板連接符合設(shè)計(jì)要求，對(duì)拉鋼筋布置形式及間距不符合設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)構(gòu)安全性及抗震性能鑒定

該剪力墻結(jié)構(gòu)使用功能為住宅樓，抗震設(shè)防類別為丙類，建筑安全等級(jí)為二級(jí)，抗震設(shè)防烈度為 6 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值 0.05g，剪力墻的抗震等級(jí)為三級(jí)。

依據(jù) GB 50011－2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016 年版）［10］、JGJ 3－2010《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》［11］等現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)及檢測結(jié)果，結(jié)合原設(shè)計(jì)圖紙、加固設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)該樓進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性及抗震性能鑒定。

4.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施鑒定

結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施鑒定結(jié)果如表 3 所示。

表3 結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施鑒定結(jié)果

抗震構(gòu)造措施鑒定結(jié)果為結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施均滿足 GB 50011－2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016 年版）及 JGJ 3－2010《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》要求。

加固構(gòu)造措施鑒定結(jié)果為增大截面厚度不滿足 GB 50367－2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》［12］要求，其余加固構(gòu)造措施滿足要求。

4.2 結(jié)構(gòu)安全性及抗震性能驗(yàn)算

4.2.1 主要參數(shù)

1）材料強(qiáng)度。當(dāng)實(shí)測強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，按實(shí)測強(qiáng)度取值；當(dāng)實(shí)測強(qiáng)度不小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，按設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值。

2）荷載標(biāo)準(zhǔn)值，如表 4 所示。

3）主要計(jì)算參數(shù)如表 5 所示。

表5 主要計(jì)算參數(shù)

4）計(jì)算程序采用 PKPM 系列“建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析程序 SATWE”軟件。

4.2.2 振型與周期驗(yàn)算結(jié)果

結(jié)構(gòu)的主要振型與周期如表 6、表 7 所示。

表6 東單元結(jié)構(gòu)振型與周期驗(yàn)算結(jié)果

表7 西單元結(jié)構(gòu)振型與周期驗(yàn)算結(jié)果

東單元結(jié)構(gòu)振型與周期驗(yàn)算結(jié)果為結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動(dòng)為主的第一自振周期之比為 0.63，小于 0.90，振型合理。

西單元結(jié)構(gòu)振型與周期驗(yàn)算結(jié)果為結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動(dòng)為主的第一自振周期之比為 0.63，小于 0.90，振型合理。

4.2.3 層間位移角驗(yàn)算結(jié)果

結(jié)構(gòu)（東單元）X方向地震作用下的結(jié)構(gòu)主體樓層層間位移角最大值為 1/2 619，Y方向地震作用下的樓層層間位移角最大值為 1/1 829；結(jié)構(gòu)（西單元）X方向地震作用下的結(jié)構(gòu)主體樓層層間位移角最大值為 1/2 930，Y方向地震作用下的樓層層間位移角最大值為 1/1 756；均滿足 GB 50011－2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016 年版）第 5.5.1 條樓層彈性層間位移角限值［1/1 000］的規(guī)定。

4.2.4 結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力驗(yàn)算結(jié)果

1）剪力墻。

①剪力墻軸壓比滿足 GB 50011－2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016 年版）、JGJ 3－2010《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中宜≤ 0.6 的要求。

②邊緣構(gòu)件縱筋和箍筋配置滿足 GB 50011－2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016 年版）、JGJ 3－2010《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的要求。

③剪力墻連梁縱筋及箍筋配置滿足 GB 50011－2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016 年版）、JGJ 3－2010《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的要求。

2）框架柱。

1 層門廳框架柱縱筋及箍筋配置滿足 GB 50011－2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016 年版）、JGJ 3－2010《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的要求。

3）混凝土梁。

混凝土梁縱筋及箍筋配置滿足 GB 50011－2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016 年版）、JGJ 3－2010《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的要求。

4）混凝土板。

對(duì)所檢測的樓板，按實(shí)際檢測結(jié)果結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行驗(yàn)算，結(jié)果為：5塊樓板的承載力不滿足 GB 50010－2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（2015 年版）［13］要求，這5塊樓板分別位于 12 層、22 層、26 層、27 層和 30 層。

5 結(jié)語

1）本文從原結(jié)構(gòu)和加固工程兩個(gè)方面介紹了已加固剪力墻結(jié)構(gòu)的檢測內(nèi)容，從抗震構(gòu)造措施、加固構(gòu)造措施、承載力驗(yàn)算三方面列舉出鑒定結(jié)果。根據(jù)鑒定結(jié)果，建議委托方進(jìn)行樓板全數(shù)檢測鑒定，有必要時(shí)進(jìn)行加固修復(fù)，為房屋后續(xù)正常使用提供技術(shù)支持。

2）隨著生活、生產(chǎn)節(jié)奏的加快，高層建筑的質(zhì)量問題越發(fā)凸顯，檢測鑒定工作的全面性也越發(fā)重要。檢測鑒定工作越全面，越能更好地了解結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，以便針對(duì)性地采取措施，避免不必要的損失，確保結(jié)構(gòu)在使用年限內(nèi)的正常使用。Q