某住宅項目鋼筋質量問題的結構檢測與處理研究

劉 軍 （安徽省建筑工程質量第二監(jiān)督檢測站，安徽 合肥 230031）

1 概述

某市住宅樓項目共有12棟建筑物，為24層或33層剪力墻結構，總建筑面積約20萬m2。該項目設計圖紙、地質勘察報告、樁基竣工資料、基樁檢測報告、沉降觀測記錄、鋼材和混凝土等主要原材料出廠合格證、進場復驗報告、施工記錄、隱蔽工程及分項工程驗收記錄等資料基本齊全。

當?shù)亟ㄔO主管部門接到投訴，反映該項目施工中鋼筋存在質量問題的情況，隨機對該項目部分鋼筋進行檢查及抽測，發(fā)現(xiàn)部分鋼筋直徑和延伸率不合格等質量問題。為確保結構安全使用，委托對該項目在建工程主體鋼筋質量及結構安全性影響檢測鑒定，并建議處理措施。

2 工程概況

本項目建設場地較為穩(wěn)定，為抗震有利地段，場地土類型為中硬土，場地特征周期Tg=0.35s，場地類別為Ⅱ類，基礎設計采用人工挖孔擴底灌注樁基，基礎持力層為第④層強風化閃長巖；樁基礎設計等級為甲級。

工程設計為現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結構，抗震設防烈度為6度，抗震設防類別為丙類，設計使用年限為50年，建筑結構安全等級為二級，設計為24層或33層，剪力墻抗震等級為四級或三級，層高為4.2m、3.9m或2.9m；剪力墻截面厚度為200mm或300mm；剪力墻混凝土等 級 為C40～C25；鋼 筋 設 計 牌 號HPB235、HRB335、HRB400。

3 檢測過程及抽樣情況

根據(jù)委托方提供的設計文件、基樁檢測報告、沉降觀測成果等技術資料，結合工程實際情況制定詳細鑒定方案，征求建設各責任單位、當?shù)刂鞴懿块T和業(yè)主代表等意見，調整后開展現(xiàn)場檢測工作；鑒定檢測抽樣方式主要采用隨機抽樣方式，同時對鋼筋質量問題進行重點檢測；整個現(xiàn)場檢測、取樣和實驗室試驗等均各方代表見證下公開、公正進行。

4 鋼筋規(guī)格、力學性能和化學成分

根據(jù)各單體工程的施工進度、盡量考慮減小對原結構破壞；在已建結構實體剪力墻構件中，破損法剝離混凝土截取鋼筋試件進行室內試驗。每棟樓根據(jù)施工進度、鋼筋不同批次隨機抽取剪力墻主要受力鋼筋HRB400直徑8mm～14mm，每種規(guī)格各3組試件（每組5根、每根長度不小于500mm），采用稱量法對每組鋼筋的規(guī)格（重量偏差）進行測量；每組鋼筋中各抽取2根進行力學性能試驗、2根進行彎曲性能試驗；每種規(guī)格鋼筋各抽取一個試件，對化學成分五大元素（C、Si、Mn、P、S）進行試驗分析。

由于試驗用鋼筋試件從實體混凝土構件中取樣，取樣和組批劃分無法符合相關標準要求，因此以提供試驗數(shù)據(jù)為主，并與標準數(shù)據(jù)進行比對，不作質量合格與否的判定。

5 混凝土強度及碳化深度

每棟樓每層隨機抽取3個剪力墻和3道梁構件，每個構件布置10個測區(qū)，采用回彈法檢測混凝土強度，并鉆取芯樣對回彈強度換算值進行驗證；采用濃度為1%～2%的酚酞酒精溶液，對混凝土碳化深度值進行檢測。

6 現(xiàn)澆構件截面尺寸、鋼筋配置（數(shù)量或間距）及保護層厚度

鋼筋配置（數(shù)量或間距）——每層隨機抽取3個剪力墻、3道梁和3塊板構件，采用鋼筋定位儀及鋼尺結合局部破損對主要受力鋼筋的平均間距和數(shù)量進行檢測。

截面尺寸——每層隨機抽取3個剪力墻和3道梁構件，采用鋼尺對截面尺寸進行測量。

現(xiàn)澆板厚度——每層隨機抽取客廳或臥室3塊現(xiàn)澆板，每塊現(xiàn)澆板沿對角線布置3個測點，采用樓板測厚儀對現(xiàn)澆板厚度進行測量。

保護層厚度——每層隨機抽取3個剪力墻和3塊板構件，采用鋼筋定位儀對剪力墻豎向和水平向鋼筋、現(xiàn)澆板板面負彎矩筋和板底鋼筋保護層厚度進行檢測。

7 已建主體結構頂點側向位移

使用經緯儀對已建主體結構的四角頂點側向位移進行檢測。

8 裂縫等外觀質量缺陷

對主要承重剪力墻、梁、板構件裂縫情況（寬度、深度、位置）進行普查、記錄、分類。

普查主要構件的混凝土外觀質量缺陷（露筋、蜂窩、孔洞、夾渣等），并記錄產生部位及范圍。

混凝土構件鋼筋銹蝕現(xiàn)象普查，目測檢查混凝土表面有無因鋼筋銹蝕引起的順鋼筋方向裂紋、保護層剝落等現(xiàn)象，重點檢查目前停工部位外露鋼筋銹蝕狀況。

根據(jù)現(xiàn)場檢測、結構復核結果以及裂縫分布特征，對上部結構構件裂縫等質量缺陷成因進行分析，并判斷裂縫等質量缺陷對結構安全和使用的影響程度。

9 鋼筋試驗數(shù)據(jù)分析

根據(jù)實體取樣鋼筋試驗數(shù)據(jù)，被抽檢部分鋼筋主要存在鋼筋重量負偏差、鋼筋強度偏低、總伸長率偏低等問題。

①關于鋼筋重量偏差問題：可根據(jù)實測鋼筋重量偏差折算工程實際配筋率，并判別是否符合規(guī)范要求。

②關于鋼筋強度問題：按照實測每組抗拉力強度最低值對結構進行驗算。

③根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）第3.9.2 條，對抗震等級為一、二、三級的框架和斜撐構件，縱向受力鋼筋的強屈比、屈標比和伸長率三項鋼筋抗震性能有具體規(guī)定；本工程為鋼筋混凝土剪力墻結構，剪力墻設計抗震等級分別為三級或四級。

④關于鋼筋伸長率問題：從鋼筋試驗數(shù)據(jù)看，部分HRB400直徑8mm鋼筋伸長率不滿足產品質量標準要求。

10 結構驗算

10.1 驗算依據(jù)

根據(jù)委托單位提供的設計文件，現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)及現(xiàn)行的建筑結構和抗震設計規(guī)范；原設計24層樓的剪力墻抗震等級為四級、設計33層樓的剪力墻抗震等級為三級；本工程抗震設防烈度6度，設計基本地震加速度為0.05g，設計地震分組為第1組；PKPM結構系列計算程序；鋼筋強度按實測最低值取值。

10.2 活荷載取值

按圖紙設計說明，活荷載取值如下。

樓（屋）面活荷載標準值：①廳、臥室、廚房、衛(wèi)生間：2.0kN/m2；②陽臺：2.5kN/m2；③消防疏散樓梯：3.5kN/m2；④電梯機房：7.0kN/m2；⑤上人屋面：2.0kN/m2；⑥不上人屋面：0.5kN/m2。

10.3 其他參數(shù)取值

基本風壓：0.45kN／m2(100年一遇),地面粗糙度類別：B類，基本雪壓：0.65kN/m2。

10.4 驗算結論

①實測鋼筋重量負偏差導致標高17.370m以上的剪力墻水平分布筋配筋率不滿足規(guī)范構造要求。

②除實測部分現(xiàn)澆板承載力不足外（由板面鋼筋保護層厚度偏大、板厚負偏差等因素導致），其余結構構件承載力滿足規(guī)范要求。

11 鑒定檢測結果

11.1 地基基礎

檢測中未發(fā)現(xiàn)地基基礎不均勻沉降和承載力不足造成在上部結構中的反應，并結合已建主體結構的四角頂點側向位移結果、沉降觀測記錄、樁基檢測報告及樁基竣工資料等，經驗算地基基礎承載力滿足規(guī)范要求。本工程地基基礎子單元安全性等級可評定為Au級。

11.2 已建上部承重結構

①按照產品質量標準規(guī)定，被測鋼筋規(guī)格（重量偏差）中部分負偏差不符合產品質量標準要求；被測部分鋼筋伸長率不符合產品質量標準要求；被測鋼筋彎曲性能均符合產品質量標準要求；除規(guī)格8mm鋼筋碳元素不符合產品質量標準外，其他被測鋼筋化學成分符合《熱軋帶肋鋼筋》（GB1499.2-2007）要求。

②被測梁、剪力墻構件現(xiàn)齡期混凝土強度推定值滿足設計強度等級要求。

③被測梁截面尺寸基本滿足原設計要求；被測梁個別箍筋平均間距偏大。

④被測現(xiàn)澆板鋼筋平均間距基本滿足規(guī)范要求；板底鋼筋保護層厚度基本滿足規(guī)范要求；板面支座處負彎矩鋼筋保護層厚度部分偏大；板厚度基本滿足規(guī)范要求。

⑤被測剪力墻截面尺寸滿足設計要求；剪力墻受力鋼筋平均間距和數(shù)量滿足規(guī)范要求；部分被測剪力墻縱向受力鋼筋保護層厚度偏大。

⑥除部分現(xiàn)澆板出現(xiàn)兩種不同類型裂縫外（第一類型現(xiàn)澆板裂縫主要由于板面負彎矩鋼筋位置下移和局部板厚負偏差，導致支座處截面抗力下降引起；第二類型現(xiàn)澆板裂縫主要由于混凝土早期塑性收縮作用引起），其余結構構件未發(fā)現(xiàn)明顯因荷載因素引起的結構性受力裂縫或其他異常變形。

⑦檢測中發(fā)現(xiàn)部分構件混凝土外觀存在裂縫或蜂窩等質量缺陷（具體詳見檢測結果）；頂層預留鋼筋有不同程度的浮銹現(xiàn)象。

⑧結合現(xiàn)場實測結果，經結構復核：a.除實測部分現(xiàn)澆板承載力不足外，其余結構構件承載力滿足規(guī)范要求；b.部分梁箍筋間距不滿足規(guī)范構造要求。

⑨綜上所述，該樓已建上部承重結構子單元安全性等級可評定為Bu級，尚不顯著影響整體承載，但應對上述存在的問題及時進行處理。

12 處理建議

關于低伸長率鋼筋在工程中的應用問題，相關規(guī)程規(guī)定如下：《冷軋帶肋鋼筋混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ95-2003)規(guī)定：CRB550級鋼筋可用作抗震設防烈度為6度的丙類鋼筋混凝土剪力墻結構中的剪力墻的分布筋；《冷軋帶肋鋼筋混凝土結構技術規(guī)程》（JGJ95-2011）規(guī)定：在抗震設防烈度為8度及以下地區(qū)，CRB600H、CRB550鋼筋可用作鋼筋混凝土房屋中抗震等級為二、三、四級的剪力墻底部加強部位以上的墻體分布鋼筋。對于此問題的處理，可由原設計單位根據(jù)工程實際予以確定。