某车库框架梁钢筋锈蚀检测鉴定

王艳平，封 云，刘 洋，黄广华

（中国建筑科学研究院有限公司，北京 100013）

0 引言

钢筋混凝土材料因结合了钢筋和混凝土各自的优点，已成为了工程中用量最多、最广泛的建筑材料，混凝土结构也成为了目前世界范围内使用最为广泛的结构形式。但由于钢筋混凝土自身及其使用环境的特点，导致混凝土结构发生了不可逆的性能劣化，即耐久性问题，如出现钢筋锈蚀的情况，在混凝土结构的检测鉴定中出现频率较高。

1 工程概况

该工程位于某职工住宅小区 3 # 楼内车库，检测楼层为地下 2 层，其建筑面积为 4 000 m2，结构形式为钢筋混凝土框架结构。该楼设计于 2006 年，建造完工于 2009 年。在 2018 年年底使用过程中相关方发现 3# 楼地下 2 层车库框架梁底部混凝土脱落，箍筋出现不同程度的锈蚀胀裂现象。为了解结构状况，排除安全隐患和保证结构安全，受施工单位的委托，国家建筑工程质量监督检验中心对 3 # 楼地下 2 层车库顶梁进行检测鉴定。

2 结构检测

2.1 结构体系及构件布置核查

该车库结构形式为钢筋混凝土框架结构，地下 2 层。框架柱、剪力墙、框架梁和楼板均采用现浇钢筋混凝土。现场对结构构件布置情况进行检查，并与设计图纸进行比较，该车库地下 2 层的结构体系及构件布置情况与委托方提供的设计图纸相符合。

2.2 外观质量检测

依据 GB/T 50344－2004《建筑结构检测技术标准》［1］对车库地下 2 层框架梁及次梁的外观质量及内部损伤进行全面检测。结果显示：①框架梁和次梁的梁底部混凝土存在严重胀裂现象，个别框架梁和次梁的梁底混凝土有部分脱落；②部分框架梁和次梁存在梁底部混凝土胀裂现象；③大部分框架梁箍筋存在锈蚀现象；④框架梁截面未见明显损失。现场梁构件底部损伤情况如图 1～图 7 所示。

图1 梁底损伤情况

图2 梁底箍筋下表面锈蚀

图3 梁底箍筋下表面锈蚀

图4 梁底箍筋锈蚀

图5 梁底箍筋锈蚀

图6 混凝土胀裂

图7 混凝土胀裂、箍筋锈蚀

2.3 钢筋锈蚀检测

依据 GB/T 50784－2013《混凝土结构现场检测技术标准》［2］，现场选取锈蚀较为严重的框架梁，采用剔凿方式剔除面层抹灰和混凝土，对钢筋锈蚀程度和钢筋截面进行检测。结果显示：①框架梁的箍筋下表面锈蚀，上表面未锈蚀，箍筋截面未受严重影响；②钢筋锈蚀仅发展到箍筋，框架梁的主筋未受影响。

2.4 钢筋保护层厚度检测

依据 GB/T 50784－2013《混凝土结构现场检测技术标准》，使用钢筋磁感应仪对框架梁的梁底纵向受力钢筋和箍筋的保护层厚度进行检测。本工程设计总说明中要求车库顶板和底板的环境类别为一类环境，GB 50010－2010《混凝土结构设计规范》（2015 年版）［3］中 8.2.1 条规定，梁的纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于钢筋的公称直径，梁中箍筋的保护层最小厚度为 20 mm，检测结果显示受检框架梁的纵向受力钢筋的保护层厚度大于或等于规范要求；框架梁的箍筋保护层厚度均小于规范要求的最小值。

2.5 现场环境调查

该车库顶板和底板的环境类别为一类环境，GB 50010－2010《混凝土结构设计规范》（2015 年版）中 3.5.2 条规定，一类环境为干燥环境、永久的无侵蚀性静水浸没环境。通过实地调查发现，车库 2 层部分顶板存在渗水迹象，如图 8 所示；框架梁底部抹灰层存在被水浸泡后起皮现象，如图 9 所示；车库地面有开裂渗水现象，如图 10 所示；车库墙体有渗漏现象，如图 11 所示。另外，据管理单位人员反映，在雨季期间，车库内部湿度较大，部分墙体、楼板有较多水滴出现。综上，该车库内部环境不符合一类环境的设计要求，但符合 GB 50010－2010《混凝土结构设计规范》（2015 年版）中对二 a 类环境的要求。

图8 车库顶板存在渗水现象

图9 车库框架梁抹灰层被水浸泡后起皮现象

图10 车库地面开裂渗水

图11 车库墙体开裂渗水

3 承载力计算（不考虑地震作用）

依据 GB 50010－2010《混凝土结构设计规范》（2015 年版）、GB 50009－2012《建筑结构荷载规范》［4］，采用 PKPM 系列软件对该车库进行承载力计算，计算结果表明：梁承载力满足规范要求；楼板承载力满足规范要求；框架柱承载力满足规范要求。

4 鉴定结论

根据现场检测结果及承载力计算结果，该车库地下 2 层顶框架梁的钢筋锈蚀现象目前发展至梁底箍筋下表面，未发展至箍筋上表面以及框架梁的梁底主筋，框架梁截面未有明显损失，因此，框架梁的钢筋锈蚀目前未对结构构件承载力产生影响。

5 钢筋锈蚀原因及影响分析

根据现场检测结果，该车库二层顶的框架梁箍筋存在较为严重的锈蚀现象，是构件自身因素和环境因素共同作用的结果，具体分析如下。

5.1 构件自身因素

该工程框架梁的箍筋保护层厚度大多在 10 mm 左右，远低于 GB 50010－2010《混凝土结构设计规范》（2015 年版）中对二类环境（室内潮湿环境）中梁类构件保护层的最小厚度为 20 mm 的要求。

随着时间增长，混凝土碳化深度逐渐增加，当达到或者超过混凝土保护层厚度时，混凝土对钢筋的保护作用便消失，造成钢筋表面钝化膜失效，使钢筋表面处于活化状态，无法有效阻止外界腐蚀介质、氧气、水分进入钢筋表面。

5.2 环境因素

环境因素主要包括温度、湿度等因素。根据现场调查可知，该车库在雨季处于湿度较大的环境。在常温下，当环境湿度超过 60 % 时，空气中的水分、氧气、二氧化碳通过混凝土保护层向混凝土内部扩散。如混凝土保护层失效，钢筋表面处于活化状态，钢筋可与表面的水和氧气共同作用，在钢筋表面形成铁锈，并且铁锈体积膨胀，对周围混凝土产生压力，造成表层混凝土胀裂甚至脱落，使得更多的水、氧气、二氧化碳进入混凝土内部，加剧了钢筋的锈蚀。

钢筋与混凝土之间的粘结力也因钢筋锈蚀、混凝土胀裂导致水泥胶体与钢筋表面的化学胶着力、摩擦力，以及钢筋表面凸出的肋与混凝土的机械咬合作用降低，乃至消失。同时，胀裂也导致混凝土的有效截面尺寸减少。

6 处理建议

依据检测鉴定结果及结构现状，建议委托单位对该车库进行除湿处理，以保持室内干燥环境，并对框架梁的箍筋进行修复补强处理。

现场情况显示，箍筋局部外露而纵向钢筋未外露。考虑到剔凿后构件截面和钢筋损伤，按照损失率 5 % 计算，箍筋的抗剪承载力未有明显削弱，故可不用做并筋处理。具体修复做法如下：

将破损的梁底混凝土剔凿打磨干净，对箍筋进行除锈处理，对露出的钢筋进行防腐蚀处理，在钢筋表面应均匀涂刷钢筋表面钝化剂。采用清水对混凝土基面彻底润湿，然后喷涂或刷涂界面处理材料，凿毛局部区域用专业高强修复砂浆（聚合物水泥砂浆Ⅰ级）抹平，构件保护层修复后，在表面宜涂刷迁移型阻锈剂。

7 结语

根据现场检查和检测结果，该车库地下 2 层框架梁的钢筋锈蚀现象目前发展至梁底箍筋下表面，未发展至箍筋上表面，以及框架梁的梁底主筋、框架梁截面未有明显损失，因此，框架梁的钢筋锈蚀目前未对结构构件承载力产生影响。

在使用过程中，车库的环境温度、湿度应控制在一个合适的范围内，以满足设计的要求。当环境温度、湿度无法满足设计要求时，需要及时对结构构件进行检测及加固处理，使其耐久性能达到使用要求。