宋小輝，楊記峰，曹淑上

（重慶市建筑科學(xué)研究院有限公司，重慶 400016）

0 引言

新建鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)工程出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題是比較常見(jiàn)的現(xiàn)象，尤其是屋面板裂縫，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題應(yīng)馬上上報(bào)有關(guān)主管部門(mén)且停工采取相應(yīng)措施保證人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。

本文以重慶某一產(chǎn)業(yè)園區(qū)辦公用房屋面現(xiàn)澆板出現(xiàn)開(kāi)裂為例，對(duì)整棟建筑主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)鑒定，經(jīng)過(guò)詳細(xì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)后，得出 3 層局部柱、梁、板構(gòu)件混凝土強(qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，影響結(jié)構(gòu)的承載性能及耐久性能，存在安全隱患。針對(duì)該質(zhì)量缺陷從安全、適用、經(jīng)濟(jì)的角度做出加固處理建議，加固方案能夠滿(mǎn)足承載性能、適用性能和耐久性能的要求，并對(duì)類(lèi)似工程提供參考。

1 概況

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

圖1 3 層室內(nèi)局部概貌

圖2 屋面局部概貌

圖3 局部屋面板開(kāi)裂情況

2 檢測(cè)及鑒定主要內(nèi)容

1）房屋構(gòu)件平面位置、軸線尺寸及構(gòu)件外觀質(zhì)量檢查。

2）構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)。

3）構(gòu)件截面尺寸及配筋情況檢測(cè)。

4）屋面現(xiàn)澆板裂縫檢測(cè)。

5）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況結(jié)合委托方提供的技術(shù)資料對(duì)結(jié)構(gòu)安全性得出檢測(cè)鑒定結(jié)論，并提出針對(duì)性的建議。

3 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

3.1 地基基礎(chǔ)檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)檢查該房屋周邊地面、室內(nèi)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(jié)構(gòu)，未發(fā)現(xiàn)因地基或基礎(chǔ)不均勻沉降而出現(xiàn)的裂縫等異?，F(xiàn)象；開(kāi)挖探坑檢測(cè)基樁、承臺(tái)、地梁混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，可見(jiàn)部位基樁與地梁混凝土外觀質(zhì)量正常；查閱委托方提供的巖石單軸抗壓強(qiáng)度檢測(cè)報(bào)告，基樁持力層巖石單軸抗壓強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

3.2 上部主體結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量檢測(cè)

1）房屋柱、梁構(gòu)件外觀質(zhì)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(zhì)量缺陷。

2）主體結(jié)構(gòu) 1 層及 2 層頂板未見(jiàn)樓板開(kāi)裂，整個(gè)屋面層 1～11 軸范圍內(nèi)現(xiàn)澆板開(kāi)裂現(xiàn)象比較嚴(yán)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(qiáng)度檢測(cè)

采用回彈法［1］對(duì)混凝土柱、梁、板構(gòu)件混凝土強(qiáng)度進(jìn)行抽樣檢測(cè)。所檢 1 層、2 層柱、梁、板混凝土抗壓強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，3 層柱及屋面梁、板局部混凝土抗壓強(qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì) C30 要求；針對(duì)混凝土強(qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求采取擴(kuò)大樣本容量對(duì) 3 層柱及屋面梁進(jìn)行全數(shù)檢測(cè)排查。檢測(cè)排查結(jié)果：3 層 1 軸～8 軸范圍內(nèi)混凝土柱、梁、板構(gòu)件混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì) C30 要求；3 層 8 軸～11 軸之間共有 5 根柱混凝土強(qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，混凝土強(qiáng)度在 18.4～27.5 MPa；8 軸～11 軸屋面梁共有 19 根梁混凝土強(qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)圖紙要求，混凝土強(qiáng)度在17.3～29.0 MPa；8 軸～11 軸局部屋面板混凝土強(qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)圖紙要求，混凝土強(qiáng)度在16.5～26.8 MPa。

采用回彈—取芯法［2］對(duì) 3 層柱、屋面梁、板混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果與回彈法一致?；炷翉?qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)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(qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的柱分布圖

圖5 混凝土強(qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的梁分布圖

3.4 構(gòu)件截面尺寸及配筋情況檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)采用一體式鋼筋掃描儀、樓板測(cè)厚儀結(jié)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(cè)結(jié)果表明：柱單側(cè)主筋根數(shù)、梁底主筋根數(shù)及加密區(qū)箍筋設(shè)置滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，局部鑿開(kāi)柱、梁檢測(cè)鋼筋規(guī)格，鋼筋規(guī)格滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；樓板厚度及鋼筋實(shí)測(cè)間距滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，局部鑿開(kāi)板底、板面鋼筋保護(hù)層，鋼筋保護(hù)層厚度及鋼筋規(guī)格滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求［5］。

3.5 屋面現(xiàn)澆板裂縫檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)記錄現(xiàn)澆板表面裂縫條數(shù)、位置、形態(tài)及走向，檢測(cè)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(gè)別裂縫順?shù)摻罘较蚣颁摻钗恢瞄_(kāi)裂。采用裂縫測(cè)寬儀對(duì)裂縫進(jìn)行檢測(cè)，裂縫寬度在0.05～1.1 6mm。

4 結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算復(fù)核

依據(jù)檢測(cè)結(jié)果、設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范對(duì)該建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算與復(fù)核，對(duì)于混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求時(shí)，根據(jù)原設(shè)計(jì)取值，混凝土強(qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求時(shí)，根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行取值。計(jì)算軟件采用 PKPM 系列中空間有限元分析與設(shè)計(jì)軟件 SATWE 程序進(jìn)行分析計(jì)算（2016 年版 V 3.1）。

4.1 基本設(shè)計(jì)參數(shù)

參照原設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)使用年限 50 年、50 年一遇基本風(fēng)壓 0.4 kN/m2、抗震設(shè)防烈度 6 度、設(shè)計(jì)地震分組第一組、設(shè)計(jì)基本地震加速度 0.05g、建筑場(chǎng)地類(lèi)別Ⅱ類(lèi)、特征周期 0.35 s。

4.2 結(jié)構(gòu)整體指標(biāo)

結(jié)構(gòu)水平位移、周期、層剛度比等結(jié)構(gòu)整體性能指標(biāo)均滿(mǎn)足規(guī)范要求。

4.3 構(gòu)件性能控制

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

2）局部梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)未達(dá) C20，梁裂縫控制不滿(mǎn)足規(guī)范要求。

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

5 鑒定結(jié)論

1）該房屋地基基礎(chǔ)能夠滿(mǎn)足安全使用要求。

2）3 層柱、屋面梁局部構(gòu)件混凝土強(qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，其結(jié)構(gòu)不能滿(mǎn)足安全使用要求，應(yīng)采取加固［7］處理。

3）3 層局部柱及屋面梁、板混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于C 20 不滿(mǎn)足規(guī)范耐久性要求，應(yīng)采取加固處理。

4）屋面現(xiàn)澆板裂縫因養(yǎng)護(hù)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(jié)構(gòu)正常使用及耐久性，應(yīng)對(duì)現(xiàn)澆板裂縫采取專(zhuān)項(xiàng)處理。

6 加固改造方案

1）對(duì)于混凝土強(qiáng)度等級(jí)滿(mǎn)足 C 20、C 25 但是未達(dá)設(shè)計(jì)要求的鋼筋混凝土梁，采用增大截面法進(jìn)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(duì)于混凝土強(qiáng)度低于 C20 的柱、梁、板構(gòu)件進(jìn)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(qiáng)新舊混凝土的共同作用，建議將結(jié)合面處的混凝土進(jìn)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(shè)置墊塊滿(mǎn)足鋼筋保護(hù)層厚度為 20 mm，然后采取板面澆筑 40 mm 厚 C 35 細(xì)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(jié)構(gòu)構(gòu)造措施易滿(mǎn)足規(guī)范要求，建立加固模型進(jìn)行分析計(jì)算，結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)滿(mǎn)足規(guī)范要求，結(jié)構(gòu)承載能力滿(mǎn)足原設(shè)計(jì)需求。

7 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)房屋屋面現(xiàn)澆板產(chǎn)生裂縫，為明確裂縫產(chǎn)生原因及結(jié)構(gòu)主體是否存在其他安全問(wèn)題，對(duì)整棟建筑展開(kāi)結(jié)構(gòu)安全性檢測(cè)鑒定，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)及構(gòu)件外觀質(zhì)量、混凝土強(qiáng)度、截面尺寸、鋼筋配置、裂縫開(kāi)展等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及計(jì)算分析研究，得出檢測(cè)鑒定結(jié)論，并從安全、適用、經(jīng)濟(jì)、工期等方面出發(fā)，對(duì)未滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件提出針對(duì)性的加固處理方案。對(duì)屋面現(xiàn)澆板板面澆筑 40 mm 厚疊合層，既解決了裂縫問(wèn)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(shì)。Q