林　磊

摘要：文章采用現(xiàn)場調(diào)研手段針對某已建混凝土框架結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量進(jìn)行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果和我國現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工驗(yàn)收及檢測規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力性能進(jìn)行測算；對結(jié)構(gòu)的整體安全狀況進(jìn)行評估，進(jìn)而提出了檢測鑒定結(jié)論及相應(yīng)的處理建議。

關(guān)鍵詞：混凝土框架；工程質(zhì)量檢測；強(qiáng)度；結(jié)構(gòu)損傷；碳化深度

中圖分類號：TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1009-2374（2009）15-0173-02

已建成的混凝土結(jié)構(gòu)物使用多年后，在各種環(huán)境因素和周圍介質(zhì)的不利作用下，或在特殊荷載的偶然作用下，結(jié)構(gòu)的外表和內(nèi)部常常會(huì)形成不同程度的損傷，性能劣化，耐久性下降。當(dāng)需要確定其能否在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)繼續(xù)安全承載并滿足全部使用功能時(shí)，應(yīng)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行耐久性檢測和評估?；炷两Y(jié)構(gòu)的現(xiàn)場踏勘和檢測是了解結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀和耐久性劣化程度的主要手段，是進(jìn)行耐久性評估的重要依據(jù)。檢測應(yīng)盡可能地采用非破損性的手段，然后將全部的結(jié)構(gòu)現(xiàn)場調(diào)研和試驗(yàn)室檢測的詳細(xì)結(jié)果匯總后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，按照結(jié)構(gòu)損傷和性能劣化的嚴(yán)重程度，評定各部分構(gòu)件的耐久性損傷等級，同時(shí)將整個(gè)結(jié)構(gòu)按相同的損傷等級劃分為若干區(qū)段，并對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的承載力做出明確的評定，以便進(jìn)行分析處理?，F(xiàn)場調(diào)研和檢測的主要內(nèi)容包括：梁、板柱的混凝土強(qiáng)度；梁、板、柱的鋼筋配置情況；鋼筋的力學(xué)性能；結(jié)構(gòu)的損傷情況；混凝土的碳化深度等。鑒定項(xiàng)目包括：根據(jù)檢測結(jié)果和我國現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工驗(yàn)收及檢測規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力性能進(jìn)行測算；對結(jié)構(gòu)的整體安全狀況進(jìn)行評估，進(jìn)而提出檢測鑒定結(jié)論及相應(yīng)的處理建議。

一、工程概況

該工程為一棟主體七層帶一層架空層、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑物，長42.9m，寬13.3m，總建筑面積3618m2。采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，樓板厚度分別為80mm、100mm、120mm；上部結(jié)構(gòu)柱、梁、板混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級C25。由于使用的過程中發(fā)現(xiàn)柱、梁、板鋼筋嚴(yán)重銹蝕和混凝土保護(hù)層脫落，為保證房屋安全使用，業(yè)主委托檢測部門對該工程進(jìn)行了檢測鑒定。

二、檢測與分析結(jié)果

（一）混凝土強(qiáng)度檢測

對該建筑物構(gòu)件混凝土的強(qiáng)度檢測主要以取芯為主；架空層鉆取三個(gè)混凝土芯樣，一至七層各鉆取一個(gè)混凝土芯樣，并以回彈江、檢測為輔進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。經(jīng)計(jì)算，芯樣修正系數(shù)架空層為1.32，一至七層為0.95。混凝土強(qiáng)度推定值為修正后的單個(gè)構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度。經(jīng)抽樣檢測，該工程柱、梁的混凝土強(qiáng)度推定值見表1：

（二）結(jié)構(gòu)鋼筋配置及性能檢測

用磁感儀對該工程鋼筋混凝土柱、梁、樓板的鋼筋配置情況進(jìn)行了抽樣檢測，結(jié)果表明，梁、柱主筋數(shù)量符合設(shè)計(jì)要求，部分箍筋間距、部分樓板鋼筋間距不滿足設(shè)計(jì)要求。按《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50344-2004）進(jìn)行推定，柱加密區(qū)箍筋間距147mm，柱非加密區(qū)箍筋間距227mm，梁加密區(qū)箍筋間距138mm，梁非加密區(qū)箍筋間距231mm。鋼筋的力學(xué)性能檢測結(jié)果見表2。由表2可以看出，該工程鋼筋性能不符合國家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于鋼筋力學(xué)性能指標(biāo)的有關(guān)要求。

（三）柱混凝土碳化深度檢測

現(xiàn)場抽取柱的混凝土芯樣，進(jìn)行混凝土碳化深度的檢測，柱混凝土的碳化深度檢測結(jié)果見表3：

經(jīng)抽樣檢測，所檢測柱混凝土碳化深度為16.0～26.0mm，碳化深度已達(dá)到鋼筋表面內(nèi)，并已導(dǎo)致鋼筋開始發(fā)生銹蝕，必須進(jìn)行耐久性處理。

（四）結(jié)構(gòu)損傷檢測

經(jīng)抽樣檢測，該工程部分柱、梁及板底存在鋼筋銹蝕、外露和鋼筋混凝土保護(hù)層脫落現(xiàn)象，其中二層柱1/11-E鋼筋銹蝕、混凝土掉角，結(jié)構(gòu)損傷尤為嚴(yán)重。現(xiàn)場檢查還發(fā)現(xiàn)，墻體和樓板內(nèi)埋設(shè)的鑄鐵管嚴(yán)重銹蝕，部分鑄鐵管管壁已銹穿。

三、鑒定結(jié)論與處理建議

（一）承載力驗(yàn)算結(jié)論與加固處理建議

結(jié)構(gòu)驗(yàn)算采用PKPM系列結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件。樓面恒荷載取值為3.6kN/m2，屋面恒荷載取值為6.0kN/m2，其余荷載依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）取值。經(jīng)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，樓板（存在鋼筋銹蝕的樓板除外）的承載力滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）的要求；部分梁的承載力不滿足規(guī)范要求，其實(shí)際配筋與計(jì)算配筋的比很小，支座負(fù)彎矩鋼筋的實(shí)際配筋與計(jì)算配筋的比為31%～82%，梁跨中彎矩的實(shí)際配筋與計(jì)算配筋的比值為27%～50%；部分柱的軸壓比和柱的配筋不滿足規(guī)范要求（主要在一層和架空層），不滿足規(guī)范要求的柱，實(shí)際軸壓比與允許軸壓比為102%～108%，配筋不滿足規(guī)范要求的柱的實(shí)際配筋與計(jì)算配筋的比值為67%～92%。

建議對承載力不滿足規(guī)范要求的梁、柱和軸壓比不滿足規(guī)范要求的柱采取加固處理措施。

（二）結(jié)構(gòu)損傷的鑒定結(jié)果、原因分析與建議

經(jīng)現(xiàn)場檢測，該工程部分柱、梁、樓板存在鋼筋銹蝕、外露，混凝土保護(hù)層脫落等現(xiàn)象。已銹蝕板底鋼筋保護(hù)層厚度在3.0～5.0mm之間，己銹蝕柱、梁箍筋保護(hù)層厚度在4.0～6.0mm之間；所檢測混凝土構(gòu)件的碳化深度在16.0 ～26.0 mm之間，應(yīng)進(jìn)行耐久性處理。對鋼筋混凝土保護(hù)層在13.0～22.7mm之間的樓板和鋼筋混凝土保護(hù)層在26.0～44.5mm之間的梁、柱，未發(fā)現(xiàn)鋼筋銹蝕、混凝土保護(hù)層脫落現(xiàn)象。

1.混凝土構(gòu)件中鋼筋銹蝕的主要原因是混凝土的碳化，鋼筋周圍混凝土孔隙中的水是飽和含Ca（OH）2的電解質(zhì)，它的堿性較高，pH值在12～14之間，使鋼筋表面形成能阻止鋼筋銹蝕作用的鈍化膜?；炷潦且环N多孔材料，當(dāng)空氣中的CO2通過混凝土孔隙擴(kuò)散到內(nèi)部時(shí)，使水泥中的Ca（OH）2與空氣中的CO2反應(yīng)生成CaCO3和水，降低了混凝土的pH值，削弱了混凝土對鋼筋的堿性保護(hù)作用。當(dāng)混凝土的pH值≥11.5時(shí)，鋼筋不會(huì)銹蝕，當(dāng)混凝土的pH值降到10.0以下時(shí)，鋼筋將產(chǎn)生銹蝕，當(dāng)混凝土pH值降到9.0以下時(shí)，稱混凝土已碳化?；炷恋奶蓟俣扰c混凝土的密實(shí)性、大氣中CO2濃度、混凝土中水泥用量和混凝土所處環(huán)境等因素有關(guān)，混凝土強(qiáng)度等級低，其密實(shí)性差，相應(yīng)的水泥用量也小，所處的環(huán)境濕度大，碳化速度就快。該工程由于混凝土強(qiáng)度不高，密實(shí)性較差，鋼筋保護(hù)層過小，混凝土表面的抹灰層過薄，使柱中的鋼筋銹蝕程度大于正常情況中鋼筋的銹蝕。

2．鋼筋的銹蝕與混凝土中Cl-（氯離子）的含量有關(guān)。構(gòu)件混凝土中含有Cl-，使混凝土高堿性電解質(zhì)中鋼筋表面鈍化膜遭到破壞，使這些部位變成活化區(qū)，活化區(qū)與鈍化區(qū)之間產(chǎn)生電位差，這樣就在鋼筋表面構(gòu)成了許多微小電池，產(chǎn)生電化學(xué)作用，在鋼筋表面形成銹層。水和氧氣是鋼筋銹蝕的必要條件，水起著電解質(zhì)的作用，當(dāng)溶解有害離子時(shí)加速鋼筋的銹蝕。因此構(gòu)件中氯離子的存在加速了鋼筋的銹蝕。

３．該工程位于海邊，受到海風(fēng)中氯離子和其他有害氣體的侵蝕，使銹蝕鋼筋和氯離子接觸，加速了鋼筋的銹蝕。

鋼筋的銹蝕導(dǎo)致鋼筋截面積的減小和混凝土的剝落，鋼筋銹蝕體積膨脹，使握裹鋼筋的混凝土受壓而處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，降低了鋼筋混凝土之間的握裹力，對結(jié)構(gòu)的承載力和耐久性造成嚴(yán)重影響；混凝土中氯離子的存在和受海風(fēng)中有害物質(zhì)的侵蝕，使已經(jīng)銹蝕的鋼筋呈加速銹蝕的趨勢，對混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性造成嚴(yán)重影響。

四、結(jié)論

由于此宿舍樓的多項(xiàng)檢測指標(biāo)不滿足要求，鋼筋嚴(yán)重銹蝕，混凝土損傷程度尤為嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)的安全性不能滿足規(guī)范要求，根據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50292-1999）第4.2.7條的規(guī)定，應(yīng)對存在鋼筋銹蝕的樓板、柱、梁進(jìn)行承載力和耐久性加固處理。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：林磊（1976－），男，浙江樂清人，杭州市西湖區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站技術(shù)員。