某典型多層框架結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)及加固分析

張春梅，金子巍

(1.沈陽城市建設(shè)學(xué)院，沈陽 110167；2.中煤科工集團(tuán)沈陽設(shè)計(jì)研究院有限公司，沈陽 110015)

本工業(yè)建筑位于內(nèi)蒙古錫林郭勒盟，結(jié)構(gòu)形式為兩層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，一層層高5.67 m，二層層高6.13 m，采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，使用過程中出現(xiàn)了局部混凝土板表面漏水，混凝土酥堿，鋼筋露筋銹蝕，局部混凝土梁輕微裂縫等肉眼可見的損壞與缺陷，且隨著時(shí)間的推移日漸嚴(yán)重，故委托某工程質(zhì)量檢測(cè)中心對(duì)其進(jìn)行全結(jié)構(gòu)檢測(cè)。采用的主要檢測(cè)儀器包括：KQSB019-20混凝土回彈儀，KQSB020-13激光測(cè)距儀，KQSB013-10鋼筋位置儀，KQSB025-02樓板測(cè)厚儀，KQSB023-02裂縫測(cè)寬儀，鋼卷尺，游標(biāo)卡尺等。

1 鑒定內(nèi)容

1.1 結(jié)構(gòu)基本情況調(diào)查

搜集原始資料及現(xiàn)場(chǎng)收集該建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙，這是工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)鑒定的主要依據(jù)。

現(xiàn)場(chǎng)建筑基本情況：從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查了解到，該工程所處環(huán)境為當(dāng)?shù)卣Ｗ匀画h(huán)境，無腐蝕、高溫等特殊環(huán)境，且該工程主體結(jié)構(gòu)完工后未進(jìn)行過改造，使用功能與原設(shè)計(jì)基本一致。

整體結(jié)構(gòu)調(diào)查：地基是隱蔽部位，依據(jù)原設(shè)計(jì)文件了解到，本工程采用天然地基，場(chǎng)地類別為三類，基礎(chǔ)類型為獨(dú)立基礎(chǔ)。地基基礎(chǔ)穩(wěn)定，無明顯不均勻沉降情況。

上部結(jié)構(gòu)情況：通過現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，該建筑結(jié)構(gòu)存在局部混凝土板表面滲水、部分混凝土酥堿，鋼筋露筋銹蝕，局部混凝土梁表面出現(xiàn)0.3～0.5 mm裂縫等問題。部分次要構(gòu)件有局部混凝土脫落、露筋及鋼筋銹蝕問題。屋檐滲水，局部保溫層開裂及脹模(詳見圖1～4)。整體結(jié)構(gòu)平，立面規(guī)則對(duì)稱，具有合理的荷載傳遞路線，無明顯的整體變形。

圖1 樓板滲水Fig.1 Water seepage of the floor

圖2 板露筋Fig.2 Exposed reinforced bar

圖3 梁上裂縫Fig.3 Crack on beam

圖4 梁脹模Fig.4 Expansion of beam formwork

1.2 結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

基本檢測(cè)：采用激光測(cè)距儀對(duì)建筑軸線尺寸進(jìn)行檢測(cè)，采用激光測(cè)距儀和鋼卷尺對(duì)混凝土梁、柱截面尺寸和層高進(jìn)行檢測(cè)。經(jīng)檢測(cè)，以上均符合設(shè)計(jì)要求。

混凝土及配筋檢測(cè)：采用混凝土回彈儀對(duì)混凝土梁、板、柱及柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)檢測(cè)，混凝土梁、板、柱的強(qiáng)度等級(jí)為C20，獨(dú)立基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度推定值為12.6 MPa，均不符合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)C30的強(qiáng)度要求；采用鋼筋位置儀對(duì)混凝土梁、板、柱的鋼筋配筋進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)檢測(cè)，配筋符合設(shè)計(jì)要求。

建筑傾斜檢測(cè)：采用電子經(jīng)緯儀對(duì)該建筑的傾斜進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)檢測(cè)，該建筑的頂點(diǎn)位移符合規(guī)范要求。

1.3 結(jié)構(gòu)安全性鑒定

構(gòu)件承載力計(jì)算采用PKPM系列軟件，按結(jié)構(gòu)現(xiàn)有狀態(tài)進(jìn)行建模驗(yàn)算，建筑材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值取用實(shí)測(cè)材料強(qiáng)度推定值，荷載根據(jù)使用要求按現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》規(guī)定取值；采用準(zhǔn)確的計(jì)算參數(shù)，如風(fēng)荷載、雪荷載值，核算樓屋面恒荷載、活荷載及填充墻線荷載值，輸入并進(jìn)行計(jì)算。通過軟件核算發(fā)現(xiàn)，底層部分框架柱的承載力不滿足要求，5.67 m標(biāo)高處個(gè)別板塊的承載力不滿足規(guī)范強(qiáng)度及剛度限值要求。

根據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡稱《可靠性標(biāo)準(zhǔn)》)第5.2.1條中的要求，混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性鑒定按承載能力、位移(或變形)、構(gòu)造、裂縫或其他損傷等檢查項(xiàng)目，評(píng)出各受檢構(gòu)件的等級(jí)，并按最低一級(jí)作為該構(gòu)件的安全性等級(jí)，安全性等級(jí)的相關(guān)規(guī)定見《可靠性標(biāo)準(zhǔn)》中的第9.1.2條。

2 檢測(cè)評(píng)估與建議

2.1 適修性評(píng)估

依據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50292-2015)第3.3.4條(表1)，可確定該建筑結(jié)構(gòu)的適修性評(píng)定等級(jí)應(yīng)為Cr。

表1 適修性評(píng)定分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Grading criteria for suitability assessment

2.2 處理建議及方案

針對(duì)混凝土柱承載力不滿足計(jì)算要求的問題，可通過粘鋼板或加大截面進(jìn)行后續(xù)加強(qiáng)加固。

針對(duì)混凝土梁、板承載力不滿足計(jì)算要求的問題，可通過在梁、板頂面及底面粘貼碳纖維布或鋼絞線網(wǎng)片、聚合物砂漿面層加固法進(jìn)行處理加固(見圖5、圖6)。采用結(jié)構(gòu)膠粘貼，且全部鋼片均采用射釘進(jìn)行附加錨固；雙向板板底短向鋼片置于長向下排；有高差的現(xiàn)澆板頂部鋼片采用C20細(xì)石混凝土找20°坡后粘貼。未盡事宜按《混凝土結(jié)構(gòu)加固改造構(gòu)造圖(上冊(cè))》中詳圖采用。

圖5 混凝土梁底粘鋼板加固示意圖Fig.5 Schematic diagram of cementing steel plate at the bottom of concrete beam

圖6 混凝土板頂(底)粘鋼片加固示意圖Fig.6 Concrete slab top (bottom) reinforced with steel sheet

針對(duì)地基基礎(chǔ)承載力不滿足計(jì)算要求的，建議通過加大基礎(chǔ)截面進(jìn)行加固。

對(duì)于外觀缺陷的處理措施，可按如下進(jìn)行：對(duì)于表面露筋的部位，先將其刷洗干凈，而后用1∶2或1∶2.5的水泥砂漿將結(jié)構(gòu)露筋部位進(jìn)行抹壓平整，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；若露筋部位較深，先將薄弱混凝土鑿除掉，洗刷干凈，再使用比原砼強(qiáng)度高一等級(jí)的微膨脹細(xì)石混凝土進(jìn)行填塞壓實(shí)，并進(jìn)行認(rèn)真養(yǎng)護(hù)。對(duì)于脹模，將偏差處打鑿干凈，用清水沖洗，充分濕潤用與原配合比相同的水泥砂漿修補(bǔ)齊整。需要注意打鑿時(shí)不得隨意切斷鋼筋。

根據(jù)該建筑的適修性評(píng)估等級(jí)，加固修繕后按標(biāo)準(zhǔn)要求降低建筑結(jié)構(gòu)的使用功能或限制此建筑的使用范圍，若修繕該建筑所需的總費(fèi)用超出新建建筑總造價(jià)的70%，則需考慮是否拆除重建。

5 結(jié)論

對(duì)某框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)范檢測(cè)是加固改造的先決條件也是重要依據(jù)，而加固方案的設(shè)計(jì)選擇是工程結(jié)構(gòu)修繕的重要環(huán)節(jié)，是保證加固質(zhì)量及使用效果的關(guān)鍵。要嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對(duì)老舊結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)、認(rèn)真檢測(cè)，依據(jù)檢測(cè)結(jié)果及原始資料，對(duì)結(jié)構(gòu)做出準(zhǔn)確評(píng)估，鑒定結(jié)果，為后期加固設(shè)計(jì)方案的提出提供有力依據(jù)，為保證建筑物的正常使用奠定基礎(chǔ)。