某典型多層框架結構損傷檢測及加固分析

張春梅，金子巍

(1.沈陽城市建設學院，沈陽 110167；2.中煤科工集團沈陽設計研究院有限公司，沈陽 110015)

本工業建筑位于內蒙古錫林郭勒盟，結構形式為兩層鋼筋混凝土框架結構，一層層高5.67 m，二層層高6.13 m，采用柱下獨立基礎，使用過程中出現了局部混凝土板表面漏水，混凝土酥堿，鋼筋露筋銹蝕，局部混凝土梁輕微裂縫等肉眼可見的損壞與缺陷，且隨著時間的推移日漸嚴重，故委托某工程質量檢測中心對其進行全結構檢測。采用的主要檢測儀器包括：KQSB019-20混凝土回彈儀，KQSB020-13激光測距儀，KQSB013-10鋼筋位置儀，KQSB025-02樓板測厚儀，KQSB023-02裂縫測寬儀，鋼卷尺，游標卡尺等。

1 鑒定內容

1.1 結構基本情況調查

搜集原始資料及現場收集該建筑的結構設計圖紙，這是工程結構檢測鑒定的主要依據。

現場建筑基本情況：從現場調查了解到，該工程所處環境為當地正常自然環境，無腐蝕、高溫等特殊環境，且該工程主體結構完工后未進行過改造，使用功能與原設計基本一致。

整體結構調查：地基是隱蔽部位，依據原設計文件了解到，本工程采用天然地基，場地類別為三類，基礎類型為獨立基礎。地基基礎穩定，無明顯不均勻沉降情況。

上部結構情況：通過現場檢查發現，該建筑結構存在局部混凝土板表面滲水、部分混凝土酥堿，鋼筋露筋銹蝕，局部混凝土梁表面出現0.3～0.5 mm裂縫等問題。部分次要構件有局部混凝土脫落、露筋及鋼筋銹蝕問題。屋檐滲水，局部保溫層開裂及脹模(詳見圖1～4)。整體結構平，立面規則對稱，具有合理的荷載傳遞路線，無明顯的整體變形。

圖1 樓板滲水Fig.1 Water seepage of the floor

圖2 板露筋Fig.2 Exposed reinforced bar

圖3 梁上裂縫Fig.3 Crack on beam

圖4 梁脹模Fig.4 Expansion of beam formwork

1.2 結構現場檢測

基本檢測：采用激光測距儀對建筑軸線尺寸進行檢測，采用激光測距儀和鋼卷尺對混凝土梁、柱截面尺寸和層高進行檢測。經檢測，以上均符合設計要求。

混凝土及配筋檢測：采用混凝土回彈儀對混凝土梁、板、柱及柱下獨立基礎的混凝土抗壓強度進行檢測，經檢測，混凝土梁、板、柱的強度等級為C20，獨立基礎的混凝土強度推定值為12.6 MPa，均不符合結構設計C30的強度要求；采用鋼筋位置儀對混凝土梁、板、柱的鋼筋配筋進行檢測，經檢測，配筋符合設計要求。

建筑傾斜檢測：采用電子經緯儀對該建筑的傾斜進行檢測，經檢測，該建筑的頂點位移符合規范要求。

1.3 結構安全性鑒定

構件承載力計算采用PKPM系列軟件，按結構現有狀態進行建模驗算，建筑材料強度標準值取用實測材料強度推定值，荷載根據使用要求按現行《建筑結構荷載規范》規定取值；采用準確的計算參數，如風荷載、雪荷載值，核算樓屋面恒荷載、活荷載及填充墻線荷載值，輸入并進行計算。通過軟件核算發現，底層部分框架柱的承載力不滿足要求，5.67 m標高處個別板塊的承載力不滿足規范強度及剛度限值要求。

根據《民用建筑可靠性鑒定標準》(以下簡稱《可靠性標準》)第5.2.1條中的要求，混凝土結構構件的安全性鑒定按承載能力、位移(或變形)、構造、裂縫或其他損傷等檢查項目，評出各受檢構件的等級，并按最低一級作為該構件的安全性等級，安全性等級的相關規定見《可靠性標準》中的第9.1.2條。

2 檢測評估與建議

2.1 適修性評估

依據《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292-2015)第3.3.4條(表1)，可確定該建筑結構的適修性評定等級應為Cr。

表1 適修性評定分級標準Tab.1 Grading criteria for suitability assessment

2.2 處理建議及方案

針對混凝土柱承載力不滿足計算要求的問題，可通過粘鋼板或加大截面進行后續加強加固。

針對混凝土梁、板承載力不滿足計算要求的問題，可通過在梁、板頂面及底面粘貼碳纖維布或鋼絞線網片、聚合物砂漿面層加固法進行處理加固(見圖5、圖6)。采用結構膠粘貼，且全部鋼片均采用射釘進行附加錨固；雙向板板底短向鋼片置于長向下排；有高差的現澆板頂部鋼片采用C20細石混凝土找20°坡后粘貼。未盡事宜按《混凝土結構加固改造構造圖(上冊)》中詳圖采用。

圖5 混凝土梁底粘鋼板加固示意圖Fig.5 Schematic diagram of cementing steel plate at the bottom of concrete beam

圖6 混凝土板頂(底)粘鋼片加固示意圖Fig.6 Concrete slab top (bottom) reinforced with steel sheet

針對地基基礎承載力不滿足計算要求的，建議通過加大基礎截面進行加固。

對于外觀缺陷的處理措施，可按如下進行：對于表面露筋的部位，先將其刷洗干凈，而后用1∶2或1∶2.5的水泥砂漿將結構露筋部位進行抹壓平整，并進行養護；若露筋部位較深，先將薄弱混凝土鑿除掉，洗刷干凈，再使用比原砼強度高一等級的微膨脹細石混凝土進行填塞壓實，并進行認真養護。對于脹模，將偏差處打鑿干凈，用清水沖洗，充分濕潤用與原配合比相同的水泥砂漿修補齊整。需要注意打鑿時不得隨意切斷鋼筋。

根據該建筑的適修性評估等級，加固修繕后按標準要求降低建筑結構的使用功能或限制此建筑的使用范圍，若修繕該建筑所需的總費用超出新建建筑總造價的70%，則需考慮是否拆除重建。

5 結論

對某框架結構進行規范檢測是加固改造的先決條件也是重要依據，而加固方案的設計選擇是工程結構修繕的重要環節，是保證加固質量及使用效果的關鍵。要嚴格按照規范標準對老舊結構進行詳細、認真檢測，依據檢測結果及原始資料，對結構做出準確評估，鑒定結果，為后期加固設計方案的提出提供有力依據，為保證建筑物的正常使用奠定基礎。