某混凝土框架结构的工程质量检测与评定探讨

林　磊

摘要：文章采用现场调研手段针对某已建混凝土框架结构的工程质量进行检测，根据检测结果和我国现行结构设计、施工验收及检测规范的有关规定，对结构构件的受力性能进行测算；对结构的整体安全状况进行评估，进而提出了检测鉴定结论及相应的处理建议。

关键词：混凝土框架；工程质量检测；强度；结构损伤；碳化深度

中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2009）15-0173-02

已建成的混凝土结构物使用多年后，在各种环境因素和周围介质的不利作用下，或在特殊荷载的偶然作用下，结构的外表和内部常常会形成不同程度的损伤，性能劣化，耐久性下降。当需要确定其能否在设计使用年限内继续安全承载并满足全部使用功能时，应对结构进行耐久性检测和评估。混凝土结构的现场踏勘和检测是了解结构现状和耐久性劣化程度的主要手段，是进行耐久性评估的重要依据。检测应尽可能地采用非破损性的手段，然后将全部的结构现场调研和试验室检测的详细结果汇总后进行统计分析，按照结构损伤和性能劣化的严重程度，评定各部分构件的耐久性损伤等级，同时将整个结构按相同的损伤等级划分为若干区段，并对现有结构的承载力做出明确的评定，以便进行分析处理。现场调研和检测的主要内容包括：梁、板柱的混凝土强度；梁、板、柱的钢筋配置情况；钢筋的力学性能；结构的损伤情况；混凝土的碳化深度等。鉴定项目包括：根据检测结果和我国现行结构设计、施工验收及检测规范的有关规定，对结构构件的受力性能进行测算；对结构的整体安全状况进行评估，进而提出检测鉴定结论及相应的处理建议。

一、工程概况

该工程为一栋主体七层带一层架空层、钢筋混凝土框架结构建筑物，长42.9m，宽13.3m，总建筑面积3618m2。采用现浇钢筋混凝土楼板，楼板厚度分别为80mm、100mm、120mm；上部结构柱、梁、板混凝土设计强度等级C25。由于使用的过程中发现柱、梁、板钢筋严重锈蚀和混凝土保护层脱落，为保证房屋安全使用，业主委托检测部门对该工程进行了检测鉴定。

二、检测与分析结果

（一）混凝土强度检测

对该建筑物构件混凝土的强度检测主要以取芯为主；架空层钻取三个混凝土芯样，一至七层各钻取一个混凝土芯样，并以回弹江、检测为辅进行统计。经计算，芯样修正系数架空层为1.32，一至七层为0.95。混凝土强度推定值为修正后的单个构件的混凝土强度。经抽样检测，该工程柱、梁的混凝土强度推定值见表1：

（二）结构钢筋配置及性能检测

用磁感仪对该工程钢筋混凝土柱、梁、楼板的钢筋配置情况进行了抽样检测，结果表明，梁、柱主筋数量符合设计要求，部分箍筋间距、部分楼板钢筋间距不满足设计要求。按《建筑结构检测技术标准》（GB/T50344-2004）进行推定，柱加密区箍筋间距147mm，柱非加密区箍筋间距227mm，梁加密区箍筋间距138mm，梁非加密区箍筋间距231mm。钢筋的力学性能检测结果见表2。由表2可以看出，该工程钢筋性能不符合国家标准关于钢筋力学性能指标的有关要求。

（三）柱混凝土碳化深度检测

现场抽取柱的混凝土芯样，进行混凝土碳化深度的检测，柱混凝土的碳化深度检测结果见表3：

经抽样检测，所检测柱混凝土碳化深度为16.0～26.0mm，碳化深度已达到钢筋表面内，并已导致钢筋开始发生锈蚀，必须进行耐久性处理。

（四）结构损伤检测

经抽样检测，该工程部分柱、梁及板底存在钢筋锈蚀、外露和钢筋混凝土保护层脱落现象，其中二层柱1/11-E钢筋锈蚀、混凝土掉角，结构损伤尤为严重。现场检查还发现，墙体和楼板内埋设的铸铁管严重锈蚀，部分铸铁管管壁已锈穿。

三、鉴定结论与处理建议

（一）承载力验算结论与加固处理建议

结构验算采用PKPM系列结构计算软件。楼面恒荷载取值为3.6kN/m2，屋面恒荷载取值为6.0kN/m2，其余荷载依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）取值。经结构验算，楼板（存在钢筋锈蚀的楼板除外）的承载力满足《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）的要求；部分梁的承载力不满足规范要求，其实际配筋与计算配筋的比很小，支座负弯矩钢筋的实际配筋与计算配筋的比为31%～82%，梁跨中弯矩的实际配筋与计算配筋的比值为27%～50%；部分柱的轴压比和柱的配筋不满足规范要求（主要在一层和架空层），不满足规范要求的柱，实际轴压比与允许轴压比为102%～108%，配筋不满足规范要求的柱的实际配筋与计算配筋的比值为67%～92%。

建议对承载力不满足规范要求的梁、柱和轴压比不满足规范要求的柱采取加固处理措施。

（二）结构损伤的鉴定结果、原因分析与建议

经现场检测，该工程部分柱、梁、楼板存在钢筋锈蚀、外露，混凝土保护层脱落等现象。已锈蚀板底钢筋保护层厚度在3.0～5.0mm之间，己锈蚀柱、梁箍筋保护层厚度在4.0～6.0mm之间；所检测混凝土构件的碳化深度在16.0 ～26.0 mm之间，应进行耐久性处理。对钢筋混凝土保护层在13.0～22.7mm之间的楼板和钢筋混凝土保护层在26.0～44.5mm之间的梁、柱，未发现钢筋锈蚀、混凝土保护层脱落现象。

1.混凝土构件中钢筋锈蚀的主要原因是混凝土的碳化，钢筋周围混凝土孔隙中的水是饱和含Ca（OH）2的电解质，它的碱性较高，pH值在12～14之间，使钢筋表面形成能阻止钢筋锈蚀作用的钝化膜。混凝土是一种多孔材料，当空气中的CO2通过混凝土孔隙扩散到内部时，使水泥中的Ca（OH）2与空气中的CO2反应生成CaCO3和水，降低了混凝土的pH值，削弱了混凝土对钢筋的碱性保护作用。当混凝土的pH值≥11.5时，钢筋不会锈蚀，当混凝土的pH值降到10.0以下时，钢筋将产生锈蚀，当混凝土pH值降到9.0以下时，称混凝土已碳化。混凝土的碳化速度与混凝土的密实性、大气中CO2浓度、混凝土中水泥用量和混凝土所处环境等因素有关，混凝土强度等级低，其密实性差，相应的水泥用量也小，所处的环境湿度大，碳化速度就快。该工程由于混凝土强度不高，密实性较差，钢筋保护层过小，混凝土表面的抹灰层过薄，使柱中的钢筋锈蚀程度大于正常情况中钢筋的锈蚀。

2．钢筋的锈蚀与混凝土中Cl-（氯离子）的含量有关。构件混凝土中含有Cl-，使混凝土高碱性电解质中钢筋表面钝化膜遭到破坏，使这些部位变成活化区，活化区与钝化区之间产生电位差，这样就在钢筋表面构成了许多微小电池，产生电化学作用，在钢筋表面形成锈层。水和氧气是钢筋锈蚀的必要条件，水起着电解质的作用，当溶解有害离子时加速钢筋的锈蚀。因此构件中氯离子的存在加速了钢筋的锈蚀。

３．该工程位于海边，受到海风中氯离子和其他有害气体的侵蚀，使锈蚀钢筋和氯离子接触，加速了钢筋的锈蚀。

钢筋的锈蚀导致钢筋截面积的减小和混凝土的剥落，钢筋锈蚀体积膨胀，使握裹钢筋的混凝土受压而处于复杂应力状态，降低了钢筋混凝土之间的握裹力，对结构的承载力和耐久性造成严重影响；混凝土中氯离子的存在和受海风中有害物质的侵蚀，使已经锈蚀的钢筋呈加速锈蚀的趋势，对混凝土结构构件的耐久性造成严重影响。

四、结论

由于此宿舍楼的多项检测指标不满足要求，钢筋严重锈蚀，混凝土损伤程度尤为严重，结构的安全性不能满足规范要求，根据《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292-1999）第4.2.7条的规定，应对存在钢筋锈蚀的楼板、柱、梁进行承载力和耐久性加固处理。

参考文献

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[2]吴文光．无损检测技术在混凝土结构工程质量检测中的运用[J]．广东建材，2007，（11）．

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[4]民用建筑可靠性鉴定标准（GB50292-1999）[S]．北京：中国建筑工业出版社，1999．

作者简介：林磊（1976－），男，浙江乐清人，杭州市西湖区建设工程质量安全监督站技术员。