王艷平，封 云，劉 洋，黃廣華

（中國建筑科學研究院有限公司，北京 100013）

0 引言

鋼筋混凝土材料因結合了鋼筋和混凝土各自的優(yōu)點，已成為了工程中用量最多、最廣泛的建筑材料，混凝土結構也成為了目前世界范圍內(nèi)使用最為廣泛的結構形式。但由于鋼筋混凝土自身及其使用環(huán)境的特點，導致混凝土結構發(fā)生了不可逆的性能劣化，即耐久性問題，如出現(xiàn)鋼筋銹蝕的情況，在混凝土結構的檢測鑒定中出現(xiàn)頻率較高。

1 工程概況

該工程位于某職工住宅小區(qū) 3 # 樓內(nèi)車庫，檢測樓層為地下 2 層，其建筑面積為 4 000 m2，結構形式為鋼筋混凝土框架結構。該樓設計于 2006 年，建造完工于 2009 年。在 2018 年年底使用過程中相關方發(fā)現(xiàn) 3# 樓地下 2 層車庫框架梁底部混凝土脫落，箍筋出現(xiàn)不同程度的銹蝕脹裂現(xiàn)象。為了解結構狀況，排除安全隱患和保證結構安全，受施工單位的委托，國家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心對 3 # 樓地下 2 層車庫頂梁進行檢測鑒定。

2 結構檢測

2.1 結構體系及構件布置核查

該車庫結構形式為鋼筋混凝土框架結構，地下 2 層?？蚣苤?、剪力墻、框架梁和樓板均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土?，F(xiàn)場對結構構件布置情況進行檢查，并與設計圖紙進行比較，該車庫地下 2 層的結構體系及構件布置情況與委托方提供的設計圖紙相符合。

2.2 外觀質(zhì)量檢測

依據(jù) GB/T 50344－2004《建筑結構檢測技術標準》［1］對車庫地下 2 層框架梁及次梁的外觀質(zhì)量及內(nèi)部損傷進行全面檢測。結果顯示：①框架梁和次梁的梁底部混凝土存在嚴重脹裂現(xiàn)象，個別框架梁和次梁的梁底混凝土有部分脫落；②部分框架梁和次梁存在梁底部混凝土脹裂現(xiàn)象；③大部分框架梁箍筋存在銹蝕現(xiàn)象；④框架梁截面未見明顯損失?，F(xiàn)場梁構件底部損傷情況如圖 1～圖 7 所示。

圖1 梁底損傷情況

圖2 梁底箍筋下表面銹蝕

圖3 梁底箍筋下表面銹蝕

圖4 梁底箍筋銹蝕

圖5 梁底箍筋銹蝕

圖6 混凝土脹裂

圖7 混凝土脹裂、箍筋銹蝕

2.3 鋼筋銹蝕檢測

依據(jù) GB/T 50784－2013《混凝土結構現(xiàn)場檢測技術標準》［2］，現(xiàn)場選取銹蝕較為嚴重的框架梁，采用剔鑿方式剔除面層抹灰和混凝土，對鋼筋銹蝕程度和鋼筋截面進行檢測。結果顯示：①框架梁的箍筋下表面銹蝕，上表面未銹蝕，箍筋截面未受嚴重影響；②鋼筋銹蝕僅發(fā)展到箍筋，框架梁的主筋未受影響。

2.4 鋼筋保護層厚度檢測

依據(jù) GB/T 50784－2013《混凝土結構現(xiàn)場檢測技術標準》，使用鋼筋磁感應儀對框架梁的梁底縱向受力鋼筋和箍筋的保護層厚度進行檢測。本工程設計總說明中要求車庫頂板和底板的環(huán)境類別為一類環(huán)境，GB 50010－2010《混凝土結構設計規(guī)范》（2015 年版）［3］中 8.2.1 條規(guī)定，梁的縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度不應小于鋼筋的公稱直徑，梁中箍筋的保護層最小厚度為 20 mm，檢測結果顯示受檢框架梁的縱向受力鋼筋的保護層厚度大于或等于規(guī)范要求；框架梁的箍筋保護層厚度均小于規(guī)范要求的最小值。

2.5 現(xiàn)場環(huán)境調(diào)查

該車庫頂板和底板的環(huán)境類別為一類環(huán)境，GB 50010－2010《混凝土結構設計規(guī)范》（2015 年版）中 3.5.2 條規(guī)定，一類環(huán)境為干燥環(huán)境、永久的無侵蝕性靜水浸沒環(huán)境。通過實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，車庫 2 層部分頂板存在滲水跡象，如圖 8 所示；框架梁底部抹灰層存在被水浸泡后起皮現(xiàn)象，如圖 9 所示；車庫地面有開裂滲水現(xiàn)象，如圖 10 所示；車庫墻體有滲漏現(xiàn)象，如圖 11 所示。另外，據(jù)管理單位人員反映，在雨季期間，車庫內(nèi)部濕度較大，部分墻體、樓板有較多水滴出現(xiàn)。綜上，該車庫內(nèi)部環(huán)境不符合一類環(huán)境的設計要求，但符合 GB 50010－2010《混凝土結構設計規(guī)范》（2015 年版）中對二 a 類環(huán)境的要求。

圖8 車庫頂板存在滲水現(xiàn)象

圖9 車庫框架梁抹灰層被水浸泡后起皮現(xiàn)象

圖10 車庫地面開裂滲水

圖11 車庫墻體開裂滲水

3 承載力計算（不考慮地震作用）

依據(jù) GB 50010－2010《混凝土結構設計規(guī)范》（2015 年版）、GB 50009－2012《建筑結構荷載規(guī)范》［4］，采用 PKPM 系列軟件對該車庫進行承載力計算，計算結果表明：梁承載力滿足規(guī)范要求；樓板承載力滿足規(guī)范要求；框架柱承載力滿足規(guī)范要求。

4 鑒定結論

根據(jù)現(xiàn)場檢測結果及承載力計算結果，該車庫地下 2 層頂框架梁的鋼筋銹蝕現(xiàn)象目前發(fā)展至梁底箍筋下表面，未發(fā)展至箍筋上表面以及框架梁的梁底主筋，框架梁截面未有明顯損失，因此，框架梁的鋼筋銹蝕目前未對結構構件承載力產(chǎn)生影響。

5 鋼筋銹蝕原因及影響分析

根據(jù)現(xiàn)場檢測結果，該車庫二層頂?shù)目蚣芰汗拷畲嬖谳^為嚴重的銹蝕現(xiàn)象，是構件自身因素和環(huán)境因素共同作用的結果，具體分析如下。

5.1 構件自身因素

該工程框架梁的箍筋保護層厚度大多在 10 mm 左右，遠低于 GB 50010－2010《混凝土結構設計規(guī)范》（2015 年版）中對二類環(huán)境（室內(nèi)潮濕環(huán)境）中梁類構件保護層的最小厚度為 20 mm 的要求。

隨著時間增長，混凝土碳化深度逐漸增加，當達到或者超過混凝土保護層厚度時，混凝土對鋼筋的保護作用便消失，造成鋼筋表面鈍化膜失效，使鋼筋表面處于活化狀態(tài)，無法有效阻止外界腐蝕介質(zhì)、氧氣、水分進入鋼筋表面。

5.2 環(huán)境因素

環(huán)境因素主要包括溫度、濕度等因素。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查可知，該車庫在雨季處于濕度較大的環(huán)境。在常溫下，當環(huán)境濕度超過 60 % 時，空氣中的水分、氧氣、二氧化碳通過混凝土保護層向混凝土內(nèi)部擴散。如混凝土保護層失效，鋼筋表面處于活化狀態(tài)，鋼筋可與表面的水和氧氣共同作用，在鋼筋表面形成鐵銹，并且鐵銹體積膨脹，對周圍混凝土產(chǎn)生壓力，造成表層混凝土脹裂甚至脫落，使得更多的水、氧氣、二氧化碳進入混凝土內(nèi)部，加劇了鋼筋的銹蝕。

鋼筋與混凝土之間的粘結力也因鋼筋銹蝕、混凝土脹裂導致水泥膠體與鋼筋表面的化學膠著力、摩擦力，以及鋼筋表面凸出的肋與混凝土的機械咬合作用降低，乃至消失。同時，脹裂也導致混凝土的有效截面尺寸減少。

6 處理建議

依據(jù)檢測鑒定結果及結構現(xiàn)狀，建議委托單位對該車庫進行除濕處理，以保持室內(nèi)干燥環(huán)境，并對框架梁的箍筋進行修復補強處理。

現(xiàn)場情況顯示，箍筋局部外露而縱向鋼筋未外露?？紤]到剔鑿后構件截面和鋼筋損傷，按照損失率 5 % 計算，箍筋的抗剪承載力未有明顯削弱，故可不用做并筋處理。具體修復做法如下：

將破損的梁底混凝土剔鑿打磨干凈，對箍筋進行除銹處理，對露出的鋼筋進行防腐蝕處理，在鋼筋表面應均勻涂刷鋼筋表面鈍化劑。采用清水對混凝土基面徹底潤濕，然后噴涂或刷涂界面處理材料，鑿毛局部區(qū)域用專業(yè)高強修復砂漿（聚合物水泥砂漿Ⅰ級）抹平，構件保護層修復后，在表面宜涂刷遷移型阻銹劑。

7 結語

根據(jù)現(xiàn)場檢查和檢測結果，該車庫地下 2 層框架梁的鋼筋銹蝕現(xiàn)象目前發(fā)展至梁底箍筋下表面，未發(fā)展至箍筋上表面，以及框架梁的梁底主筋、框架梁截面未有明顯損失，因此，框架梁的鋼筋銹蝕目前未對結構構件承載力產(chǎn)生影響。

在使用過程中，車庫的環(huán)境溫度、濕度應控制在一個合適的范圍內(nèi)，以滿足設計的要求。當環(huán)境溫度、濕度無法滿足設計要求時，需要及時對結構構件進行檢測及加固處理，使其耐久性能達到使用要求。