某新建框架結構辦公用房檢測鑒定及加固建議

宋小輝，楊記峰，曹淑上

（重慶市建筑科學研究院有限公司，重慶 400016）

0 引言

新建鋼筋混凝土框架結構工程出現(xiàn)質量問題是比較常見的現(xiàn)象，尤其是屋面板裂縫，一旦出現(xiàn)質量問題應馬上上報有關主管部門且停工采取相應措施保證人民生命財產的安全。

本文以重慶某一產業(yè)園區(qū)辦公用房屋面現(xiàn)澆板出現(xiàn)開裂為例，對整棟建筑主體結構進行檢測鑒定，經過詳細現(xiàn)場檢測后，得出 3 層局部柱、梁、板構件混凝土強度不滿足設計及規(guī)范要求，影響結構的承載性能及耐久性能，存在安全隱患。針對該質量缺陷從安全、適用、經濟的角度做出加固處理建議，加固方案能夠滿足承載性能、適用性能和耐久性能的要求，并對類似工程提供參考。

1 概況

該房屋地上共 3 層，無地下室，層高 6 m，框架結構體系，基礎為樁基礎，建筑面積約 13 517 m2，2018 年12 月開工建設，2020 年 4 月上部主體結構完工，屋面防水工程未施工，現(xiàn)未投入使用。初步檢查結果表明，3 層頂板大面積樓板有開裂現(xiàn)象，現(xiàn)場辦公用房室內及屋面局部概貌及屋面板開裂情況如圖 1～圖 3 所示。

圖1 3 層室內局部概貌

圖2 屋面局部概貌

圖3 局部屋面板開裂情況

2 檢測及鑒定主要內容

1）房屋構件平面位置、軸線尺寸及構件外觀質量檢查。

2）構件混凝土抗壓強度檢測。

3）構件截面尺寸及配筋情況檢測。

4）屋面現(xiàn)澆板裂縫檢測。

5）根據(jù)現(xiàn)場檢測情況結合委托方提供的技術資料對結構安全性得出檢測鑒定結論，并提出針對性的建議。

3 現(xiàn)場檢測

3.1 地基基礎檢測

現(xiàn)場檢查該房屋周邊地面、室內外地坪，未發(fā)現(xiàn)明顯沉陷、裂縫等異常現(xiàn)象；檢查上部主體結構，未發(fā)現(xiàn)因地基或基礎不均勻沉降而出現(xiàn)的裂縫等異?，F(xiàn)象；開挖探坑檢測基樁、承臺、地梁混凝土強度滿足設計要求，可見部位基樁與地梁混凝土外觀質量正常；查閱委托方提供的巖石單軸抗壓強度檢測報告，基樁持力層巖石單軸抗壓強度滿足設計要求。

3.2 上部主體結構外觀質量檢測

1）房屋柱、梁構件外觀質量總體較好，未發(fā)現(xiàn)有大面積露筋、蜂窩、疏松、裂縫等明顯質量缺陷。

2）主體結構 1 層及 2 層頂板未見樓板開裂，整個屋面層 1～11 軸范圍內現(xiàn)澆板開裂現(xiàn)象比較嚴重，局部有滲水現(xiàn)象，表明局部裂縫為貫通裂縫。

3.3 混凝土抗壓強度檢測

采用回彈法［1］對混凝土柱、梁、板構件混凝土強度進行抽樣檢測。所檢 1 層、2 層柱、梁、板混凝土抗壓強度滿足設計要求，3 層柱及屋面梁、板局部混凝土抗壓強度不滿足設計 C30 要求；針對混凝土強度不滿足設計要求采取擴大樣本容量對 3 層柱及屋面梁進行全數(shù)檢測排查。檢測排查結果：3 層 1 軸～8 軸范圍內混凝土柱、梁、板構件混凝土強度滿足設計 C30 要求；3 層 8 軸～11 軸之間共有 5 根柱混凝土強度不滿足設計要求，混凝土強度在 18.4～27.5 MPa；8 軸～11 軸屋面梁共有 19 根梁混凝土強度不滿足設計圖紙要求，混凝土強度在17.3～29.0 MPa；8 軸～11 軸局部屋面板混凝土強度不滿足設計圖紙要求，混凝土強度在16.5～26.8 MPa。

采用回彈—取芯法［2］對 3 層柱、屋面梁、板混凝土強度進行檢驗，檢測結果與回彈法一致?；炷翉姸炔粷M足設計要求的柱、梁平面分布示意圖分別如圖 4、圖 5所示。

圖4 混凝土強度不滿足設計要求的柱分布圖

圖5 混凝土強度不滿足設計要求的梁分布圖

3.4 構件截面尺寸及配筋情況檢測

現(xiàn)場采用一體式鋼筋掃描儀、樓板測厚儀結合鋼卷尺抽檢部分混凝土柱、梁、板截面尺寸［3-4］及配筋，檢測結果表明：柱單側主筋根數(shù)、梁底主筋根數(shù)及加密區(qū)箍筋設置滿足設計要求，局部鑿開柱、梁檢測鋼筋規(guī)格，鋼筋規(guī)格滿足設計要求；樓板厚度及鋼筋實測間距滿足設計及規(guī)范要求，局部鑿開板底、板面鋼筋保護層，鋼筋保護層厚度及鋼筋規(guī)格滿足設計要求［5］。

3.5 屋面現(xiàn)澆板裂縫檢測

現(xiàn)場記錄現(xiàn)澆板表面裂縫條數(shù)、位置、形態(tài)及走向，檢測裂縫寬度，現(xiàn)澆板板底局部裂縫形態(tài)為間斷性、局部較密集、個別裂縫順鋼筋方向及鋼筋位置開裂。采用裂縫測寬儀對裂縫進行檢測，裂縫寬度在0.05～1.1 6mm。

4 結構承載力計算復核

依據(jù)檢測結果、設計圖紙和相關標準、規(guī)范對該建筑進行結構計算與復核，對于混凝土強度滿足設計要求時，根據(jù)原設計取值，混凝土強度不滿足設計要求時，根據(jù)實測數(shù)據(jù)進行取值。計算軟件采用 PKPM 系列中空間有限元分析與設計軟件 SATWE 程序進行分析計算（2016 年版 V 3.1）。

4.1 基本設計參數(shù)

參照原設計，設計使用年限 50 年、50 年一遇基本風壓 0.4 kN/m2、抗震設防烈度 6 度、設計地震分組第一組、設計基本地震加速度 0.05g、建筑場地類別Ⅱ類、特征周期 0.35 s。

4.2 結構整體指標

結構水平位移、周期、層剛度比等結構整體性能指標均滿足規(guī)范要求。

4.3 構件性能控制

1）柱的軸壓比滿足規(guī)范要求；部分梁抗彎承載力不能滿足設計要求，10/B～C 軸梁抗剪承載力不滿足設計要求。

2）局部梁混凝土強度等級未達 C20，梁裂縫控制不滿足規(guī)范要求。

3）屋面板實配鋼筋能夠滿足承載要求。使用年限為 50 年，低于 C20 的鋼筋混凝土構件不滿足規(guī)范耐久性［6］要求。

5 鑒定結論

1）該房屋地基基礎能夠滿足安全使用要求。

2）3 層柱、屋面梁局部構件混凝土強度不滿足設計要求，其結構不能滿足安全使用要求，應采取加固［7］處理。

3）3 層局部柱及屋面梁、板混凝土強度等級低于C 20 不滿足規(guī)范耐久性要求，應采取加固處理。

4）屋面現(xiàn)澆板裂縫因養(yǎng)護不充分、混凝土收縮及溫差等綜合因素引起的非受力裂縫，部分為貫穿裂縫，影響結構正常使用及耐久性，應對現(xiàn)澆板裂縫采取專項處理。

6 加固改造方案

1）對于混凝土強度等級滿足 C 20、C 25 但是未達設計要求的鋼筋混凝土梁，采用增大截面法進行加固?，F(xiàn)澆梁加固詳圖如圖 6、圖 7 所示。

圖6 梁四面圍套加固詳圖

圖7 梁三面圍套加固詳圖（單位：mm）

2）對于混凝土強度低于 C20 的柱、梁、板構件進行混凝土置換。

3）根據(jù)屋面板裂縫寬度分別采取表面封閉、填充密封或壓力灌漿后澆筑板面 40 mm 厚鋼筋混凝土疊合層。

4）為加強新舊混凝土的共同作用，建議將結合面處的混凝土進行鑿毛，表面平整度≥ 6 mm，并植入抗剪鍵，鋪放面層板鋼筋，單層雙向布置，采用C8＠200，設置墊塊滿足鋼筋保護層厚度為 20 mm，然后采取板面澆筑 40 mm 厚 C 35 細石混凝土疊合層。屋面現(xiàn)澆板加固詳圖如圖 8 所示。

圖8 現(xiàn)澆板加固詳圖（單位：mm）

5）參照本加固方案結構構造措施易滿足規(guī)范要求，建立加固模型進行分析計算，結構性能指標滿足規(guī)范要求，結構承載能力滿足原設計需求。

7 結語

針對房屋屋面現(xiàn)澆板產生裂縫，為明確裂縫產生原因及結構主體是否存在其他安全問題，對整棟建筑展開結構安全性檢測鑒定，通過對結構及構件外觀質量、混凝土強度、截面尺寸、鋼筋配置、裂縫開展等進行現(xiàn)場檢測及計算分析研究，得出檢測鑒定結論，并從安全、適用、經濟、工期等方面出發(fā)，對未滿足設計要求的構件提出針對性的加固處理方案。對屋面現(xiàn)澆板板面澆筑 40 mm 厚疊合層，既解決了裂縫問題，又保證了規(guī)范混凝土耐久性要求。該加固改造方案相比拆除重建具有安全可靠、成本較低、縮短工期等優(yōu)勢。Q