上海某醫(yī)院頂層混凝土柱裂縫檢測與分析

賀 輝

(1.長沙市城市建設(shè)科學(xué)研究院，湖南 長沙 410000； 2.長沙市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，湖南 長沙 410000)

建筑結(jié)構(gòu)在使用過程中，由于溫度和環(huán)境等因素的影響，結(jié)構(gòu)構(gòu)件容易產(chǎn)生開裂和鋼筋銹蝕的情況，并導(dǎo)致鋼筋混凝土柱豎向承載力的降低，嚴(yán)重影響著結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性。目前，建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)在工程中得到了較多的應(yīng)用[1-3]。本文針對上海市某醫(yī)院頂層結(jié)構(gòu)的病害展開檢測評估，分析病害的成因并提出相應(yīng)的處理方法，以期為類似工程問題的處理提供參考。

1 工程概況

上海長征醫(yī)院設(shè)計建造于21世紀(jì)初，為一幢地下2層，地上32層的鋼筋混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)房屋。房屋平面形狀不規(guī)則，東西向軸線總長度為68.40 m，共9跨，每跨長度均為7.60 m；南北向軸線總長度為50.18 m，共6跨，跨長多數(shù)為7.60 m,7.80 m及9.79 m；房屋設(shè)計底層層高為5.0 m，其余各層層高多為3.4 m,3.7 m等，頂層層高為2.8 m。房屋地下2層主要作為地下停車庫，底層主要為門診大廳，中間各層為診療室及住院科，頂層為海戰(zhàn)傷救治訓(xùn)練中心，屋面上方設(shè)有直升機停機坪。在進(jìn)行房屋修繕過程中發(fā)現(xiàn)主樓頂層部分混凝土柱開裂，為確保房屋安全使用，按照相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)[4-7]對其主樓頂層混凝土柱的裂縫進(jìn)行專項檢測，并對存在的問題提出處理建議。頂層框架柱截面尺寸多為400 mm×400 mm，屋面板厚度主要為150 mm。頂層樓面沿外圍框架柱設(shè)有混凝土女兒墻，女兒墻高1.2 m。房屋頂層結(jié)構(gòu)平面布置圖如圖1所示；屋面停機坪現(xiàn)狀如圖2所示。

2 病害特點

在現(xiàn)場對頂層的損傷情況進(jìn)行了調(diào)查，調(diào)查結(jié)果表明，軸6-7/D-E屋面板底大面積潮濕滲水，涂料脫落，見圖3；軸3/E,3/F框架柱上方各數(shù)條斜向貫穿裂縫，最大縫寬約1.5 mm，裂縫最長約1.0 m，病害見圖4,圖5，柱上裂縫展開圖見圖6。

3 檢測方法與過程

本次檢測主要內(nèi)容如下：

1)對房屋頂層的整體結(jié)構(gòu)布置和承重體系進(jìn)行復(fù)核；2)對房屋頂層的使用情況進(jìn)行調(diào)查；3)對頂層混凝土柱的裂縫情況進(jìn)行全面檢測，內(nèi)容包括：裂縫的寬度、長度、位置；4)對頂層開裂混凝土柱的材料性能和配筋情況進(jìn)行檢測；5)測量混凝土柱的變形情況。

4 檢測結(jié)果與病害分析

4.1 檢測結(jié)果

現(xiàn)場采用激光測距儀等儀器對頂層的建筑結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行檢測，結(jié)果表明：頂層軸3/E和3/F框架柱與混凝土女兒墻之間未設(shè)置分隔縫，兩構(gòu)件相連形成整體，存在一定構(gòu)造缺陷；其余建筑結(jié)構(gòu)布置及截面尺寸等總體上滿足原設(shè)計要求，主要檢測結(jié)果如表1～表3所示。

表1 頂層軸網(wǎng)尺寸檢測結(jié)果匯總表 mm

表2 頂層層高實測值 mm

表3 頂層梁截面尺寸實測值 mm

根據(jù)現(xiàn)場條件，采用回彈法對房屋頂層開裂混凝土柱的強度進(jìn)行抽樣檢測，并根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50292—2015民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)附錄K的規(guī)定，對回彈結(jié)果進(jìn)行修正，修正系數(shù)取0.90?；炷翗?gòu)件強度的檢測結(jié)果見表4,表5。根據(jù)混凝土強度測試結(jié)果，按單個混凝土構(gòu)件修正后推定值對構(gòu)件強度等級進(jìn)行評定，房屋頂層檢測混凝土構(gòu)件強度等級均達(dá)到C35的原設(shè)計要求。現(xiàn)場采用鋼筋探測儀探測頂層開裂混凝土柱鋼筋數(shù)量與間距，采用游標(biāo)卡尺測量鋼筋直徑及保護層厚度，鋼筋檢測結(jié)果見表6,表7?？梢婍攲踊炷林呐浣羁傮w上滿足原設(shè)計要求。根據(jù)現(xiàn)場測量條件，依據(jù)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ 8—2016建筑變形測量規(guī)范，采用建筑工程檢測器測量頂層開裂混凝土柱的相對垂直度，測量結(jié)果包括原始施工誤差、測量誤差在內(nèi)，測量結(jié)果詳見表8,表9。

表4 混凝土強度檢測結(jié)果 MPa

表5 混凝土強度檢測結(jié)果處理

表6 頂層框架柱配筋設(shè)計要求 mm

表7 頂層框架柱配筋檢測結(jié)果 mm

表8 土柱傾斜測量結(jié)果

表9 頂層混凝土柱傾斜測量結(jié)果一覽表

頂層框架柱相對垂直度測量結(jié)果見圖7。框架柱相對垂直度檢測結(jié)果表明，各框架柱東西向均向西傾斜，向西最大傾斜率為7.0‰；各框架柱南北向傾斜方向不一致，南北向最大傾斜率為4.5‰。

4.2 病害分析

根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果，頂層軸3/E,3/F框架柱裂縫主要特征表現(xiàn)為棗核狀，中間寬兩端窄，裂縫沿柱頂兩側(cè)面自內(nèi)向外斜向開展，且多數(shù)為貫穿性裂縫。由裂縫形態(tài)分析，該框架柱存在的裂縫主要是由于屋面溫度變形引起的剪切裂縫。

調(diào)查結(jié)果表明，雖然5年前因屋面滲漏水重新鋪設(shè)了屋面防水層，但仍存在局部屋面滲漏水情況。由此可知，病害是由于防水層失效造成屋面保溫層浸水，失去保溫功能，導(dǎo)致屋面產(chǎn)生了較大的溫度變形。調(diào)查同時發(fā)現(xiàn)，屋面結(jié)構(gòu)的外圍框架柱中僅3/E,3/F軸框架柱與混凝土女兒墻緊密相連，導(dǎo)致兩柱形成短柱(見圖8)。由于短柱剛度較大，其變形引起的剪力也相對較大。計算分析結(jié)果表明，由于屋面發(fā)生溫度變形在該兩短柱上產(chǎn)生的剪切力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其抗剪承載力，從而導(dǎo)致這兩根柱發(fā)生了嚴(yán)重的剪切破壞變形。

5 結(jié)語

1)對房屋頂層建筑結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行復(fù)核，頂層建筑結(jié)構(gòu)布置及截面尺寸等總體上滿足原設(shè)計要求；但軸3/E,3/F框架柱與混凝土女兒墻之間未設(shè)置分隔縫，柱上裂縫呈現(xiàn)中間寬兩端窄的棗核狀，分析表明女兒墻的約束使上述兩柱成為短柱是導(dǎo)致柱病害的主要誘因之一。

2)根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況及框架柱承載力驗算結(jié)果，框架柱頂端開裂主要是由于屋面溫度變形引起的剪切裂縫，裂縫的產(chǎn)生對框架柱的承載力已造成嚴(yán)重影響。對開裂混凝土柱，建議首先對裂縫進(jìn)行灌漿修復(fù)處理，并采取外包鋼等合理加固措施；加固時應(yīng)在框架柱與混凝土女兒墻間設(shè)置分隔縫，從而消除短柱影響。

3)建議按照DG/TJ 08—207—2008房屋修繕工程技術(shù)規(guī)程相關(guān)條文的要求對其余損傷進(jìn)行修繕，條件允許時建議對屋面翻修，加強屋面的防水及保溫性能，盡可能減少屋面的溫度變形。

[1] 李勝利，石鴻帥，毋光明，等.聲發(fā)射技術(shù)在混凝土空心板橋裂縫檢測中的應(yīng)用[J].橋梁建設(shè)，2017，47(5)：83-88.

[2] 邱煥利.混凝土結(jié)構(gòu)的檢測技術(shù)[J].包鋼科技，2016，42(6)：84-87.

[3] 王有宗，范新杰，楊小萍.剪力墻結(jié)構(gòu)裂縫實例與分析[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2016，43(12)：44-45.

[4] GB/T 50344—2004,建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[5] DG/TJ 08—804—2005,既有建筑物結(jié)構(gòu)檢測與評定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[6] JGJ 8—2016,建筑變形測量規(guī)范[S].

[7] GB 50292—2015,民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].