既有建筑物结构安全性检测鉴定

郭 恩 国

(广州建设工程质量安全检测中心有限公司，广东 广州 510440)

0 引言

随着城市发展和经济水平的提高，城镇住房建设需求不断增大，混凝土结构因其经济性、耐久性、可靠性等优点广泛应用在住房建设中。混凝土施工过程中，往往受到环境、材料、机械设备、人员、温度等因素的影响，导致浇筑的混凝土构件出现质量缺陷。混凝土构件常见的外观质量缺陷如：露筋、蜂窝、空洞、疏松、裂缝等[1]。本文以框架结构为例，介绍了包含混凝土外观质量缺陷的结构安全性检测鉴定的内容和方法。

1 工程概况

某住宅楼位于广州市增城区，地上3层，无地下室。建筑高度为9.5 m，首层层高为3.45 m，2层层高为3.0 m，3层层高为3.05 m，屋面为不上人坡屋面。建筑面积为501 m2。该建筑采用现浇钢筋混凝土框架结构，结构整体平面布置合理，主要采用正交主次梁板楼盖，框架柱的设计尺寸主要为200 mm×400 mm，框架梁的设计尺寸主要为200 mm×450 mm，现浇钢筋混凝土楼板的设计尺寸主要为100 mm，120 mm。钢筋采用Ⅲ级钢筋。基础采用独立基础，地基承载力特征值为180 kN/m2。

2 检测鉴定的内容

由于现场客观条件的限制，无法对基础进行开挖检测，根据业主的要求并结合工程的具体情况，检测鉴定的主要内容包括：住宅楼整体结构的调查检测，包括建筑物的使用状况、整体变形等方面；混凝土结构构件强度抽样检测；结构构件尺寸、钢筋配置及损伤等方面检测；根据实际检测结果进行结构承载力验算。

3 结构现场检测

3.1 地基基础

经过现场检测，未发现由于地基不均匀沉降引起的建筑物倾斜、变形等异常情况，室内外地面与主体结构之间目前未发现明显的相对位移迹象。以建筑物的外角点作为观测点，采用投点法用经纬仪观测目前顶部角点与底部角点的相对偏移量，以判断基础目前工作状态是否正常。检测结果表明该住宅楼上部结构目前出现的最大倾斜率(包括施工误差和外装修的影响)小于0.4%，满足国家现行相关规范[2]要求。

3.2 结构布置与轴线尺寸校核

现场对该住宅楼的实际结构平面布置情况进行量测，结果表明，该住宅楼的实际结构平面布置情况与设计图纸一致；现场对其上部结构的实际轴线尺寸进行抽查，测量结果表明，该住宅楼上部结构抽检的轴线尺寸符合设计要求。结构平面布置图见图1。

3.3 构件外观质量检查

现场对该住宅楼主体结构构件进行了全面检查，未发现建筑物主体结构构件存在明显位移、变形、扭曲、松动等异常现象；现场检查发现，首层4×F和3层4×F框架柱均存在混凝土疏松、蜂窝现象，钢筋外露且存在锈蚀痕迹。

3.4 构件尺寸检测

现场对该住宅楼的部分框架柱、框架梁和楼板进行构件尺寸的检测和复核，抽检数量按照国家现行相关规范[3]要求进行抽取。抽检结果表明，框架柱的实测尺寸推定值为200 mm×400 mm，框架梁的实测尺寸推定值为200 mm×450 mm，楼板厚度实测尺寸推定值为100 mm,120 mm。由检测结果可知，抽检的框架柱、框架梁和楼板实测尺寸均符合设计要求。

3.5 混凝土强度检测

根据设计图纸，上部结构首层至3层框架柱的混凝土设计强度为C25，2层～3层梁板的混凝土设计强度为C25，屋面层梁板的混凝土设计强度为C30。

采用钻芯法[4]对上部结构的框架柱、框架梁进行混凝土强度检测。检测结果表明：首层柱4×F的混凝土芯样抗压强度为14.0 MPa，不满足设计要求，除首层柱4×F外，首层至3层柱混凝土抗压强度范围为32.7 MPa～46.4 MPa；2层～3层梁混凝土抗压强度范围为30.1 MPa～42.7 MPa；屋面梁混凝土抗压强度范围为61.6 MPa～65.1 MPa。

3.6 钢筋配置检测

采用电磁感应法[5]对该建筑上部结构框架柱、框架梁和楼板的钢筋配置进行抽样检测。检测结果表明：各层框架柱单边配筋主要为3φ14，箍筋为φ8@100/200；框架梁底部纵筋主要为2φ16，2φ18等，箍筋为φ8@100/200；板底钢筋为双向φ8@200。所抽检的混凝土构件钢筋配置均符合设计要求。

3.7 围护结构构件的检查

现场对该住宅楼的围护结构构件进行检测，其围护结构构件目前没有出现由于结构受力或地基不均匀沉降引起的明显可见裂缝或损伤。屋面排水畅通，四周落水管无变形破损等现象；门窗外观完好，开启正常。

4 结构鉴定

4.1 结构计算参数的选择

该工程的主体框架结构采用中国建筑科学研究院开发的多高层建筑结构分析程序PKPM系列软件进行分析。计算模型根据设计资料和现场检测结果建立，结构三维计算模型如图2所示。建筑物结构安全等级为二级，结构重要性系数取 1.0[6]；抗震设防烈度为6度，场地类别为Ⅱ类，抗震设防类别为丙类，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度为0.05g，框架抗震等级为四级[7]；风荷载体型系数 1.3，地面粗糙度 B 类，基本风压取0.5 kN/m2。

构件截面尺寸按实测结果推定值取用；混凝土构件强度除首层柱4×F外，其余上部主体结构的混凝土强度按设计强度取值计算，首层柱4×F的混凝土强度取值为14.0 MPa。框架柱、梁纵筋强度取值为360 N/mm2，框架柱、梁箍筋和楼板钢筋强度取值均为360 N/mm2。内外墙采用加气混凝土砌块，永久荷载和可变荷载按照现行荷载规范[8]取值，取值如下：

附加恒载：楼板取1.5 kN/m2，楼梯间取8.0 kN/m2，不上人屋面取1.5 kN/m2；

活载：楼面取2.0 kN/m2，卫生间取2.5 kN/m2，楼梯间取3.5 kN/m2，不上人屋面取0.5 kN/m2。

内外墙加气混凝土砌块：8 kN/m3。

4.2 结构计算结果

计算结果表明，建筑物最大轴压比为0.44，小于国家现行相关规范规定的0.9的限值要求；地震作用下，该结构的第1方向的最大层间位移角为1/3 175，第2方向的最大层间位移角为1/3 870，均小于国家现行相关规范规定的1/550的限值，由此可见，该结构的最大层间位移角的计算结果满足国家现行相关规范要求，具有足够的整体抗侧力刚度。

根据计算分析结果对上部结构框架柱、框架梁和楼板的钢筋配置进行校核，结果表明，框架柱、框架梁和楼板构件的设计(或实测)钢筋配置满足承载力要求。根据设计图纸提供的基础承载力进行复核，计算复核结果表明，在荷载效应标准组合作用下，基底最大反力为124.4 kN/m2，小于设计的基底承载力特征值180 kN/m2，该基础承载力满足设计要求。

5 结论与建议

5.1 结构检测结论

1)地基基础未发现明显的不均匀沉降现象，抽查的室内外地面与主体结构之间目前没有出现明显的相对位移迹象，该建筑物整体倾斜率在国家现行相关规范允许范围内；首层4×F和三层4×F框架柱均存在混凝土疏松、蜂窝现象，钢筋外露且存在锈蚀痕迹。2)该住宅楼的实际结构平面布置情况与设计图纸一致；上部结构抽检的轴线尺寸符合设计要求；抽检的混凝土构件实测尺寸符合设计要求。3)采用钻芯法抽检上部结构的混凝土强度，其中首层柱4×F的混凝 土强度推定值不满足设计要求，其余抽检的混凝土构件强度推定值满足设计要求；抽检的框架柱、框架梁和楼板的钢筋配置符合设计要求。

5.2 结构鉴定结论

1)该建筑物的轴压比及最大层间位移角均满足国家现行相关规范要求，混凝土构件的实测(或设计)配筋均满足承载力要求。2)在荷载效应的标准组合作用下，地基承载力满足设计要求，基础工作状态正常。

综上所述，在正常使用和维护条件下，该建筑物主体结构和地基基础承载力满足安全使用要求。

5.3 建议

该建筑物的个别混凝土构件存在外观质量缺陷，虽然主体结构满足安全性要求，但存在缺陷的混凝土构件会影响结构的耐久性和使用性，须立即对其进行处理。1)对存在混凝土疏松、蜂窝等外观质量缺陷的框架柱构件采用置换混凝土加固法进行处理，同时对原钢筋进行除锈处理；2)对不满足混凝土设计强度要求的框架柱构件采取相应的措施进行加固处理。

6 结语

建筑物的安全使用关乎人民的生命安全和财产利益。近年来，由于混凝土质量问题而引起的纠纷常有发生，对建筑行业产生了不良影响。混凝土作为土木工程中常用的建筑材料，其施工质量对主体结构的安全起到关键性作用。建筑物在施工过程中，除加强施工质量控制外，对已经产生质量缺陷问题的建筑物，需要对其进行安全性检测鉴定。通过对建筑物的检测鉴定，给出结构安全鉴定结论和建议，对建筑物存在的缺陷问题采取措施以消除结构的安全隐患，同时也减轻业主的担忧，促进建筑行业的和谐发展。