某框架結構裂縫普查及安全性鑒定

王 蘇

（1.安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230031；2.安徽省建筑工程質量第二監督檢測站，安徽 合肥 230031）

0 前言

安徽省在2018年與2019年間發現有部分商品混凝土存在強度不足等現象，因此出現了一部分建筑物出現嚴重開裂等相關問題，在一定程度上會影響混凝土結構的安全承載。本文結合工程實例，對出現嚴重梁板開裂的鋼筋混凝土結構的裂縫成因進行分析，并對整體結構的安全性進行評定。

1 工程概況

某廠房為4層框架結構，建筑抗震設防烈度為6度(0.05g)，設計地震分組為第一組，場地類別為Ⅲ類，建筑結構安全等級為二級，設計使用年限為50年。建筑高度為17.9m，一層層高為5.4m，二層層高為4.5m，三層、四層層高均為4.0m，建筑面積為5937.76m2。

基礎設計為獨立基礎+筏板基礎，基礎混凝土設計強度等級為C30，獨立基礎部分持力層為第②層粉質粘土，地基承載力特征值為130kPa，筏板基礎部分持力層為第③層粉質粘土，地基承載力特征值為180kPa。上部結構柱梁板混凝土設計強度等級均為C30。一層平面布置示意圖見圖1。

圖1 一層平面布置示意圖 （單位mm）

2 裂縫普查

局部鏟除部分構件外粉刷層，對梁板構件裂縫分布特征、寬度等進行檢測，裂縫檢測結果見表1、表2。

現澆板裂縫分布檢測結果 表1

典型梁裂縫分布檢測結果 表2

圖2 一層頂板板面裂縫分布示意圖 （單位mm）

圖3 二層頂板板面裂縫分布示意圖 （單位mm）

圖4 三層頂板板面裂縫分布示意圖 （單位mm）

圖5 一層頂6-7/B軸梁裂縫分布示意圖（單位mm）

圖6 一層頂7-8/B軸梁裂縫分布示意圖（單位mm）

3 安全性鑒定

3.1 上部承重結構檢測鑒定

3.1.1 建筑物結構體系核查

經現場核查：上部結構系四層框架結構，建筑物主樓平面總體基本呈矩形，東西向長度約為58.3m，南北向長度約為24.0m。一層層高為5.4m，二層層高為4.5m，三層層高為4.0m，四層層高為4.0m。框架柱、梁、板等承重結構構件均為現澆。

建筑平面、立面規則；結構布置合理，體系完整；傳力路徑明確；結構形式和構件選型、整體性構造和連接符合標準要求。

3.1.2 頂點側向位移

選取該建筑物的3個主要陽角部位對頂點側向位移進行測量，結果見表3。

主體結構頂點側向位移檢測結果 表3

3.1.3 實體質量檢測

3.1.3.1 結構混凝土強度檢測

采用回彈法檢測上部結構柱、梁混凝土強度，按照《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》(JGJ/T 23-2011)中批量檢測混凝土強度抽檢數量不得少于同批構件總數的30%且不得少于10個構件的要求，確定每批柱構件的抽檢數量為12個構件，每批梁構件的抽檢數量為15個構件，每個構件上各布置10個回彈測區，采用回彈法檢測混凝土抗壓強度，并在每批構件中隨機選取6個回彈測區各鉆取1個直徑100mm的芯樣，在試驗室加工成高徑比為1:1的標準試件，自然干燥后進行抗壓強度試驗，采用對應樣本修正量的方式對回彈結果進行修正，結果見表4。

修正后的批量混凝土強度檢測結果 表4

3.1.3.2 框架柱、梁鋼筋配筋及截面尺寸

隨機抽取部分框架柱、梁構件，采用鋼筋定位儀及鋼卷尺等對框架柱、梁鋼筋配置及截面尺寸進行檢測，結果見表5、表6。

框架柱配筋、尺寸檢測結果 表5

框架梁配筋、尺寸檢測結果 表6

3.1.3.3 現澆板鋼筋配筋及板厚

采用樓板測厚儀對板厚度進行檢測，采用鋼筋定位儀及鋼卷尺對被測現澆板鋼筋間距進行檢測，結果見表7、表8。

現澆板厚度檢測結果 表7

現澆板板面負筋檢測結果 表8

3.2 圍護結構系統檢測鑒定

四層部分外填充墻體存在滲水現象，其余部位填充墻體未見存在因結構變形或者建筑物沉降引起的裂縫和損傷，未見粉化、風化、脫落等明顯施工質量缺陷。

3.3 地基基礎檢測鑒定

3.3.1 相關文件及資料核查

《巖土工程勘察報告》顯示，地基土層自上而下依次為：

① 層耕表土：層底標高27.40～26.90m，層厚0.50～1.10m。

②層粉質粘土：層底標高25.50～25.00m，層厚1.60～2.10m。

③層粉質粘土：層底標高21.40～20.80m，層厚3.90～4.40m。

④層粉土：該層未鉆穿。

基礎設計為獨立基礎+筏板基礎，基礎混凝土設計強度等級為C30，獨立基礎部分持力層為第②層粉質粘土，地基承載力特征值為130kPa，筏板基礎部分持力層為第③層粉質粘土，地基承載力特征值為180kPa。

3.3.2 基礎實體質量抽檢3.3.2.1混凝土強度抽檢

采用鉆芯法檢測基礎混凝土強度，隨機開挖三處基礎，在每個基礎構件上各鉆取3個直徑100mm的芯樣，在試驗室加工成高徑比為1:1的試件，自然干燥后進行抗壓強度試驗，結果見表9。

基礎混凝土芯樣試件抗壓強度檢測結果 表9

3.3.2.2 基礎變形引起上部結構的反應

經現場查看，室內外地坪均未出現明顯的開裂、沉陷現象，也未發現有因地基基礎的不均勻沉降而導致上部結構構件出現明顯的變形、開裂等異常現象。

4 結構驗算

依據現場檢測結果結合原設計圖紙，按照建筑物建造時的規范要求進行復核驗算，經驗算得出：①部分框架柱、部分框架梁及部分現澆板承載能力不符合標準要求，柱梁混凝土強度不符合標準構造要求；②地基、基礎承載能力符合標準要求，基礎混凝土強度不符合標準構造要求。

5 裂縫成因分析及影響性評價

根據現場施工質量抽檢、裂縫分布特征等綜合分析：本工程梁板裂縫主要系承載能力不足引起，裂縫數量多、寬度大，對結構安全性產生嚴重影響。

6 鑒定結論及建議

6.1 地基基礎

①經現場查看，室內外地坪均未出現明顯的開裂、沉陷現象，也未發現有因地基基礎的不均勻沉降而導致上部結構構件出現明顯的變形、開裂等異常現象。

②鉆芯法檢測基礎構件現齡期混凝土強度推定值在20.2MPa～25.8MPa之間，不符合設計強度等級(C30)要求。

③根據原設計圖紙結合現場實測結果等經結構復核：地基、基礎承載能力符合標準要求，基礎混凝土強度不符合標準構造要求。

④綜上所述，地基基礎安全性等級可評定為B級。

6.2 上部承重結構

6.2.1 結構側向位移等級

實測建筑物觀測點的實測頂點側向位移值超出《工業建筑可靠性鑒定標準》(GB 50144-2019)規定的B級限值要求，因此結構側向位移等級可評定為C級。

6.2.2 承載功能等級

①回彈-鉆芯修正法檢測柱梁構件現齡期批量混凝土強度推定值在12.0MPa～22.7MPa之間，不符合設計強度等級(C30)要求。

②抽檢的柱構件主筋根數符合設計要求、截面尺寸偏差符合施工驗收規范要求、部分箍筋平均間距正偏差超出施工驗收規范要求；抽檢的梁構件部分截面尺寸負偏差超出施工驗收規范要求、部分箍筋平均間距正偏差超出施工驗收規范要求。

③抽檢的現澆板構件個別板厚度負偏差超出施工驗收規范要求；部分鋼筋平均間距正偏差超出施工驗收規范要求。

④經檢測，上部主體結構梁板構件普遍存在因承載能力不足引起的裂縫，裂縫數量多、寬度大，對結構安全性產生嚴重影響。

⑤根據原設計圖紙結合現場實測結果等經結構復核：部分框架柱、部分框架梁及被測現澆板承載能力不符合標準要求，柱梁混凝土強度不符合標準構造要求。

因此上部承重結構承載功能等級可評定為D級。

6.2.3 結構整體性等級

建筑平面、立面規則；結構布置合理，體系完整；傳力路徑明確；結構形式和構件選型、整體性構造和連接符合標準要求，因此結構整體性等級可評定為A級。

6.2.4 鑒定結論

綜上所述，上部承重結構安全性等級可評定為D級。

6.3 圍護系統的承重部分

四層部分外填充墻體存在滲水現象，其余部位填充墻體未見存在因結構變形或者建筑物沉降引起的裂縫和損傷，未見粉化、風化、脫落等明顯施工質量缺陷，因此圍護系統的承重部分安全性等級可評定為B級。

6.4 工程安全性評級

根據《工業建筑可靠性鑒定標準》(GB 50144-2019)，工程結構安全性等級可評定為四級，安全性極不符合標準要求，已嚴重影響整體安全。

6.5 建議

本文所述案例中，梁板裂縫產生的主要原因是混凝土強度偏低引起的承載能力不足，須經可靠的加固處理后才能繼續使用。總結本文的檢測過程，建議如下：本工程必須立即進行加固處理，應請原設計單位或具有相應資質的設計單位提出加固方案，加固工程須經驗收合格后再投入使用。