既有建筑物結構安全性檢測鑒定

郭 恩 國

(廣州建設工程質量安全檢測中心有限公司，廣東 廣州 510440)

0 引言

隨著城市發展和經濟水平的提高，城鎮住房建設需求不斷增大，混凝土結構因其經濟性、耐久性、可靠性等優點廣泛應用在住房建設中。混凝土施工過程中，往往受到環境、材料、機械設備、人員、溫度等因素的影響，導致澆筑的混凝土構件出現質量缺陷。混凝土構件常見的外觀質量缺陷如：露筋、蜂窩、空洞、疏松、裂縫等[1]。本文以框架結構為例，介紹了包含混凝土外觀質量缺陷的結構安全性檢測鑒定的內容和方法。

1 工程概況

某住宅樓位于廣州市增城區，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。該建筑采用現澆鋼筋混凝土框架結構，結構整體平面布置合理，主要采用正交主次梁板樓蓋，框架柱的設計尺寸主要為200 mm×400 mm，框架梁的設計尺寸主要為200 mm×450 mm，現澆鋼筋混凝土樓板的設計尺寸主要為100 mm，120 mm。鋼筋采用Ⅲ級鋼筋。基礎采用獨立基礎，地基承載力特征值為180 kN/m2。

2 檢測鑒定的內容

由于現場客觀條件的限制，無法對基礎進行開挖檢測，根據業主的要求并結合工程的具體情況，檢測鑒定的主要內容包括：住宅樓整體結構的調查檢測，包括建筑物的使用狀況、整體變形等方面；混凝土結構構件強度抽樣檢測；結構構件尺寸、鋼筋配置及損傷等方面檢測；根據實際檢測結果進行結構承載力驗算。

3 結構現場檢測

3.1 地基基礎

經過現場檢測，未發現由于地基不均勻沉降引起的建筑物傾斜、變形等異常情況，室內外地面與主體結構之間目前未發現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，以判斷基礎目前工作狀態是否正常。檢測結果表明該住宅樓上部結構目前出現的最大傾斜率(包括施工誤差和外裝修的影響)小于0.4%，滿足國家現行相關規范[2]要求。

3.2 結構布置與軸線尺寸校核

現場對該住宅樓的實際結構平面布置情況進行量測，結果表明，該住宅樓的實際結構平面布置情況與設計圖紙一致；現場對其上部結構的實際軸線尺寸進行抽查，測量結果表明，該住宅樓上部結構抽檢的軸線尺寸符合設計要求。結構平面布置圖見圖1。

3.3 構件外觀質量檢查

現場對該住宅樓主體結構構件進行了全面檢查，未發現建筑物主體結構構件存在明顯位移、變形、扭曲、松動等異常現象；現場檢查發現，首層4×F和3層4×F框架柱均存在混凝土疏松、蜂窩現象，鋼筋外露且存在銹蝕痕跡。

3.4 構件尺寸檢測

現場對該住宅樓的部分框架柱、框架梁和樓板進行構件尺寸的檢測和復核，抽檢數量按照國家現行相關規范[3]要求進行抽取。抽檢結果表明，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。由檢測結果可知，抽檢的框架柱、框架梁和樓板實測尺寸均符合設計要求。

3.5 混凝土強度檢測

根據設計圖紙，上部結構首層至3層框架柱的混凝土設計強度為C25，2層～3層梁板的混凝土設計強度為C25，屋面層梁板的混凝土設計強度為C30。

采用鉆芯法[4]對上部結構的框架柱、框架梁進行混凝土強度檢測。檢測結果表明：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

采用電磁感應法[5]對該建筑上部結構框架柱、框架梁和樓板的鋼筋配置進行抽樣檢測。檢測結果表明：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。所抽檢的混凝土構件鋼筋配置均符合設計要求。

3.7 圍護結構構件的檢查

現場對該住宅樓的圍護結構構件進行檢測，其圍護結構構件目前沒有出現由于結構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象；門窗外觀完好，開啟正常。

4 結構鑒定

4.1 結構計算參數的選擇

該工程的主體框架結構采用中國建筑科學研究院開發的多高層建筑結構分析程序PKPM系列軟件進行分析。計算模型根據設計資料和現場檢測結果建立，結構三維計算模型如圖2所示。建筑物結構安全等級為二級，結構重要性系數取 1.0[6]；抗震設防烈度為6度，場地類別為Ⅱ類，抗震設防類別為丙類，設計地震分組為第一組，設計基本地震加速度為0.05g，框架抗震等級為四級[7]；風荷載體型系數 1.3，地面粗糙度 B 類，基本風壓取0.5 kN/m2。

構件截面尺寸按實測結果推定值取用；混凝土構件強度除首層柱4×F外，其余上部主體結構的混凝土強度按設計強度取值計算，首層柱4×F的混凝土強度取值為14.0 MPa。框架柱、梁縱筋強度取值為360 N/mm2，框架柱、梁箍筋和樓板鋼筋強度取值均為360 N/mm2。內外墻采用加氣混凝土砌塊，永久荷載和可變荷載按照現行荷載規范[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。

內外墻加氣混凝土砌塊：8 kN/m3。

4.2 結構計算結果

計算結果表明，建筑物最大軸壓比為0.44，小于國家現行相關規范規定的0.9的限值要求；地震作用下，該結構的第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，均小于國家現行相關規范規定的1/550的限值，由此可見，該結構的最大層間位移角的計算結果滿足國家現行相關規范要求，具有足夠的整體抗側力剛度。

根據計算分析結果對上部結構框架柱、框架梁和樓板的鋼筋配置進行校核，結果表明，框架柱、框架梁和樓板構件的設計(或實測)鋼筋配置滿足承載力要求。根據設計圖紙提供的基礎承載力進行復核，計算復核結果表明，在荷載效應標準組合作用下，基底最大反力為124.4 kN/m2，小于設計的基底承載力特征值180 kN/m2，該基礎承載力滿足設計要求。

5 結論與建議

5.1 結構檢測結論

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

5.2 結構鑒定結論

1)該建筑物的軸壓比及最大層間位移角均滿足國家現行相關規范要求，混凝土構件的實測(或設計)配筋均滿足承載力要求。2)在荷載效應的標準組合作用下，地基承載力滿足設計要求，基礎工作狀態正常。

綜上所述，在正常使用和維護條件下，該建筑物主體結構和地基基礎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件存在外觀質量缺陷，雖然主體結構滿足安全性要求，但存在缺陷的混凝土構件會影響結構的耐久性和使用性，須立即對其進行處理。1)對存在混凝土疏松、蜂窩等外觀質量缺陷的框架柱構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)對不滿足混凝土設計強度要求的框架柱構件采取相應的措施進行加固處理。

6 結語

建筑物的安全使用關乎人民的生命安全和財產利益。近年來，由于混凝土質量問題而引起的糾紛常有發生，對建筑行業產生了不良影響。混凝土作為土木工程中常用的建筑材料，其施工質量對主體結構的安全起到關鍵性作用。建筑物在施工過程中，除加強施工質量控制外，對已經產生質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，給出結構安全鑒定結論和建議，對建筑物存在的缺陷問題采取措施以消除結構的安全隱患，同時也減輕業主的擔憂，促進建筑行業的和諧發展。