某住宅項(xiàng)目鋼筋質(zhì)量問(wèn)題的結(jié)構(gòu)檢測(cè)與處理研究

劉 軍 （安徽省建筑工程質(zhì)量第二監(jiān)督檢測(cè)站，安徽 合肥 230031）

1 概述

某市住宅樓項(xiàng)目共有12棟建筑物，為24層或33層剪力墻結(jié)構(gòu)，總建筑面積約20萬(wàn)m2。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)圖紙、地質(zhì)勘察報(bào)告、樁基竣工資料、基樁檢測(cè)報(bào)告、沉降觀測(cè)記錄、鋼材和混凝土等主要原材料出廠合格證、進(jìn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)報(bào)告、施工記錄、隱蔽工程及分項(xiàng)工程驗(yàn)收記錄等資料基本齊全。

當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)主管部門(mén)接到投訴，反映該項(xiàng)目施工中鋼筋存在質(zhì)量問(wèn)題的情況，隨機(jī)對(duì)該項(xiàng)目部分鋼筋進(jìn)行檢查及抽測(cè)，發(fā)現(xiàn)部分鋼筋直徑和延伸率不合格等質(zhì)量問(wèn)題。為確保結(jié)構(gòu)安全使用，委托對(duì)該項(xiàng)目在建工程主體鋼筋質(zhì)量及結(jié)構(gòu)安全性影響檢測(cè)鑒定，并建議處理措施。

2 工程概況

本項(xiàng)目建設(shè)場(chǎng)地較為穩(wěn)定，為抗震有利地段，場(chǎng)地土類型為中硬土，場(chǎng)地特征周期Tg=0.35s，場(chǎng)地類別為Ⅱ類，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用人工挖孔擴(kuò)底灌注樁基，基礎(chǔ)持力層為第④層強(qiáng)風(fēng)化閃長(zhǎng)巖；樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)。

工程設(shè)計(jì)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為6度，抗震設(shè)防類別為丙類，設(shè)計(jì)使用年限為50年，建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)為24層或33層，剪力墻抗震等級(jí)為四級(jí)或三級(jí)，層高為4.2m、3.9m或2.9m；剪力墻截面厚度為200mm或300mm；剪力墻混凝土等 級(jí) 為C40～C25；鋼 筋 設(shè) 計(jì) 牌 號(hào)HPB235、HRB335、HRB400。

3 檢測(cè)過(guò)程及抽樣情況

根據(jù)委托方提供的設(shè)計(jì)文件、基樁檢測(cè)報(bào)告、沉降觀測(cè)成果等技術(shù)資料，結(jié)合工程實(shí)際情況制定詳細(xì)鑒定方案，征求建設(shè)各責(zé)任單位、當(dāng)?shù)刂鞴懿块T(mén)和業(yè)主代表等意見(jiàn)，調(diào)整后開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作；鑒定檢測(cè)抽樣方式主要采用隨機(jī)抽樣方式，同時(shí)對(duì)鋼筋質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)；整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、取樣和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)等均各方代表見(jiàn)證下公開(kāi)、公正進(jìn)行。

4 鋼筋規(guī)格、力學(xué)性能和化學(xué)成分

根據(jù)各單體工程的施工進(jìn)度、盡量考慮減小對(duì)原結(jié)構(gòu)破壞；在已建結(jié)構(gòu)實(shí)體剪力墻構(gòu)件中，破損法剝離混凝土截取鋼筋試件進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)。每棟樓根據(jù)施工進(jìn)度、鋼筋不同批次隨機(jī)抽取剪力墻主要受力鋼筋HRB400直徑8mm～14mm，每種規(guī)格各3組試件（每組5根、每根長(zhǎng)度不小于500mm），采用稱量法對(duì)每組鋼筋的規(guī)格（重量偏差）進(jìn)行測(cè)量；每組鋼筋中各抽取2根進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)、2根進(jìn)行彎曲性能試驗(yàn)；每種規(guī)格鋼筋各抽取一個(gè)試件，對(duì)化學(xué)成分五大元素（C、Si、Mn、P、S）進(jìn)行試驗(yàn)分析。

由于試驗(yàn)用鋼筋試件從實(shí)體混凝土構(gòu)件中取樣，取樣和組批劃分無(wú)法符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，因此以提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)為主，并與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，不作質(zhì)量合格與否的判定。

5 混凝土強(qiáng)度及碳化深度

每棟樓每層隨機(jī)抽取3個(gè)剪力墻和3道梁構(gòu)件，每個(gè)構(gòu)件布置10個(gè)測(cè)區(qū)，采用回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度，并鉆取芯樣對(duì)回彈強(qiáng)度換算值進(jìn)行驗(yàn)證；采用濃度為1%～2%的酚酞酒精溶液，對(duì)混凝土碳化深度值進(jìn)行檢測(cè)。

6 現(xiàn)澆構(gòu)件截面尺寸、鋼筋配置（數(shù)量或間距）及保護(hù)層厚度

鋼筋配置（數(shù)量或間距）——每層隨機(jī)抽取3個(gè)剪力墻、3道梁和3塊板構(gòu)件，采用鋼筋定位儀及鋼尺結(jié)合局部破損對(duì)主要受力鋼筋的平均間距和數(shù)量進(jìn)行檢測(cè)。

截面尺寸——每層隨機(jī)抽取3個(gè)剪力墻和3道梁構(gòu)件，采用鋼尺對(duì)截面尺寸進(jìn)行測(cè)量。

現(xiàn)澆板厚度——每層隨機(jī)抽取客廳或臥室3塊現(xiàn)澆板，每塊現(xiàn)澆板沿對(duì)角線布置3個(gè)測(cè)點(diǎn)，采用樓板測(cè)厚儀對(duì)現(xiàn)澆板厚度進(jìn)行測(cè)量。

保護(hù)層厚度——每層隨機(jī)抽取3個(gè)剪力墻和3塊板構(gòu)件，采用鋼筋定位儀對(duì)剪力墻豎向和水平向鋼筋、現(xiàn)澆板板面負(fù)彎矩筋和板底鋼筋保護(hù)層厚度進(jìn)行檢測(cè)。

7 已建主體結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)向位移

使用經(jīng)緯儀對(duì)已建主體結(jié)構(gòu)的四角頂點(diǎn)側(cè)向位移進(jìn)行檢測(cè)。

8 裂縫等外觀質(zhì)量缺陷

對(duì)主要承重剪力墻、梁、板構(gòu)件裂縫情況（寬度、深度、位置）進(jìn)行普查、記錄、分類。

普查主要構(gòu)件的混凝土外觀質(zhì)量缺陷（露筋、蜂窩、孔洞、夾渣等），并記錄產(chǎn)生部位及范圍。

混凝土構(gòu)件鋼筋銹蝕現(xiàn)象普查，目測(cè)檢查混凝土表面有無(wú)因鋼筋銹蝕引起的順?shù)摻罘较蛄鸭y、保護(hù)層剝落等現(xiàn)象，重點(diǎn)檢查目前停工部位外露鋼筋銹蝕狀況。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、結(jié)構(gòu)復(fù)核結(jié)果以及裂縫分布特征，對(duì)上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫等質(zhì)量缺陷成因進(jìn)行分析，并判斷裂縫等質(zhì)量缺陷對(duì)結(jié)構(gòu)安全和使用的影響程度。

9 鋼筋試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

根據(jù)實(shí)體取樣鋼筋試驗(yàn)數(shù)據(jù)，被抽檢部分鋼筋主要存在鋼筋重量負(fù)偏差、鋼筋強(qiáng)度偏低、總伸長(zhǎng)率偏低等問(wèn)題。

①關(guān)于鋼筋重量偏差問(wèn)題：可根據(jù)實(shí)測(cè)鋼筋重量偏差折算工程實(shí)際配筋率，并判別是否符合規(guī)范要求。

②關(guān)于鋼筋強(qiáng)度問(wèn)題：按照實(shí)測(cè)每組抗拉力強(qiáng)度最低值對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算。

③根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）第3.9.2 條，對(duì)抗震等級(jí)為一、二、三級(jí)的框架和斜撐構(gòu)件，縱向受力鋼筋的強(qiáng)屈比、屈標(biāo)比和伸長(zhǎng)率三項(xiàng)鋼筋抗震性能有具體規(guī)定；本工程為鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻設(shè)計(jì)抗震等級(jí)分別為三級(jí)或四級(jí)。

④關(guān)于鋼筋伸長(zhǎng)率問(wèn)題：從鋼筋試驗(yàn)數(shù)據(jù)看，部分HRB400直徑8mm鋼筋伸長(zhǎng)率不滿足產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。

10 結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

10.1 驗(yàn)算依據(jù)

根據(jù)委托單位提供的設(shè)計(jì)文件，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)及現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)和抗震設(shè)計(jì)規(guī)范；原設(shè)計(jì)24層樓的剪力墻抗震等級(jí)為四級(jí)、設(shè)計(jì)33層樓的剪力墻抗震等級(jí)為三級(jí)；本工程抗震設(shè)防烈度6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第1組；PKPM結(jié)構(gòu)系列計(jì)算程序；鋼筋強(qiáng)度按實(shí)測(cè)最低值取值。

10.2 活荷載取值

按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)說(shuō)明，活荷載取值如下。

樓（屋）面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：①?gòu)d、臥室、廚房、衛(wèi)生間：2.0kN/m2；②陽(yáng)臺(tái)：2.5kN/m2；③消防疏散樓梯：3.5kN/m2；④電梯機(jī)房：7.0kN/m2；⑤上人屋面：2.0kN/m2；⑥不上人屋面：0.5kN/m2。

10.3 其他參數(shù)取值

基本風(fēng)壓：0.45kN／m2(100年一遇),地面粗糙度類別：B類，基本雪壓：0.65kN/m2。

10.4 驗(yàn)算結(jié)論

①實(shí)測(cè)鋼筋重量負(fù)偏差導(dǎo)致標(biāo)高17.370m以上的剪力墻水平分布筋配筋率不滿足規(guī)范構(gòu)造要求。

②除實(shí)測(cè)部分現(xiàn)澆板承載力不足外（由板面鋼筋保護(hù)層厚度偏大、板厚負(fù)偏差等因素導(dǎo)致），其余結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力滿足規(guī)范要求。

11 鑒定檢測(cè)結(jié)果

11.1 地基基礎(chǔ)

檢測(cè)中未發(fā)現(xiàn)地基基礎(chǔ)不均勻沉降和承載力不足造成在上部結(jié)構(gòu)中的反應(yīng)，并結(jié)合已建主體結(jié)構(gòu)的四角頂點(diǎn)側(cè)向位移結(jié)果、沉降觀測(cè)記錄、樁基檢測(cè)報(bào)告及樁基竣工資料等，經(jīng)驗(yàn)算地基基礎(chǔ)承載力滿足規(guī)范要求。本工程地基基礎(chǔ)子單元安全性等級(jí)可評(píng)定為Au級(jí)。

11.2 已建上部承重結(jié)構(gòu)

①按照產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，被測(cè)鋼筋規(guī)格（重量偏差）中部分負(fù)偏差不符合產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求；被測(cè)部分鋼筋伸長(zhǎng)率不符合產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求；被測(cè)鋼筋彎曲性能均符合產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求；除規(guī)格8mm鋼筋碳元素不符合產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)外，其他被測(cè)鋼筋化學(xué)成分符合《熱軋帶肋鋼筋》（GB1499.2-2007）要求。

②被測(cè)梁、剪力墻構(gòu)件現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度推定值滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)要求。

③被測(cè)梁截面尺寸基本滿足原設(shè)計(jì)要求；被測(cè)梁個(gè)別箍筋平均間距偏大。

④被測(cè)現(xiàn)澆板鋼筋平均間距基本滿足規(guī)范要求；板底鋼筋保護(hù)層厚度基本滿足規(guī)范要求；板面支座處負(fù)彎矩鋼筋保護(hù)層厚度部分偏大；板厚度基本滿足規(guī)范要求。

⑤被測(cè)剪力墻截面尺寸滿足設(shè)計(jì)要求；剪力墻受力鋼筋平均間距和數(shù)量滿足規(guī)范要求；部分被測(cè)剪力墻縱向受力鋼筋保護(hù)層厚度偏大。

⑥除部分現(xiàn)澆板出現(xiàn)兩種不同類型裂縫外（第一類型現(xiàn)澆板裂縫主要由于板面負(fù)彎矩鋼筋位置下移和局部板厚負(fù)偏差，導(dǎo)致支座處截面抗力下降引起；第二類型現(xiàn)澆板裂縫主要由于混凝土早期塑性收縮作用引起），其余結(jié)構(gòu)構(gòu)件未發(fā)現(xiàn)明顯因荷載因素引起的結(jié)構(gòu)性受力裂縫或其他異常變形。

⑦檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)部分構(gòu)件混凝土外觀存在裂縫或蜂窩等質(zhì)量缺陷（具體詳見(jiàn)檢測(cè)結(jié)果）；頂層預(yù)留鋼筋有不同程度的浮銹現(xiàn)象。

⑧結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果，經(jīng)結(jié)構(gòu)復(fù)核：a.除實(shí)測(cè)部分現(xiàn)澆板承載力不足外，其余結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力滿足規(guī)范要求；b.部分梁箍筋間距不滿足規(guī)范構(gòu)造要求。

⑨綜上所述，該樓已建上部承重結(jié)構(gòu)子單元安全性等級(jí)可評(píng)定為Bu級(jí)，尚不顯著影響整體承載，但應(yīng)對(duì)上述存在的問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行處理。

12 處理建議

關(guān)于低伸長(zhǎng)率鋼筋在工程中的應(yīng)用問(wèn)題，相關(guān)規(guī)程規(guī)定如下：《冷軋帶肋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ95-2003)規(guī)定：CRB550級(jí)鋼筋可用作抗震設(shè)防烈度為6度的丙類鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻的分布筋；《冷軋帶肋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ95-2011）規(guī)定：在抗震設(shè)防烈度為8度及以下地區(qū)，CRB600H、CRB550鋼筋可用作鋼筋混凝土房屋中抗震等級(jí)為二、三、四級(jí)的剪力墻底部加強(qiáng)部位以上的墻體分布鋼筋。對(duì)于此問(wèn)題的處理，可由原設(shè)計(jì)單位根據(jù)工程實(shí)際予以確定。