高层混凝土建筑结构的质量鉴定

李 列

（太原市建筑工程质量检测站有限公司，山西 太原 030002）

近年来，我国高层建筑工程数量大幅增加，高层建筑安全相关问题也越来越受重视。对高层混凝土建筑施工而言，保障建筑结构施工质量达标十分重要，是保障建筑结构安全和工程质量的基础和关键。特别是高层混凝土建筑结构较为复杂，不管是设计问题还是施工原因都可能对结构安全造成影响，不做好质量鉴定及相应的加固工作会导致工程质量难以保证，存在巨大安全隐患。

1 工程实例

某高层混凝土将建筑高度为81.25m，包含地上二十一层和地下一层，占地面积共2107.69m2，地下室建筑总面积为6011.97m2。该建筑的1 楼和2 楼为商业裙楼，3 楼到20楼则是酒店，包含楼梯和电梯。该建筑工程的抗震烈度为VI级，剪力墙抗震等级为三级，框架抗震等级为三级。建筑使用混凝土等级随楼层增加而递减，其中地下一层和地面一层均以C50 混凝土为墙、柱材料，而16 层及以上则以C25 混凝土为墙、柱材料；地下一层到3 层以C30 混凝土作为梁、板材料，而4 层及以上则以C25 混凝土为材料。

2 高层混凝土建筑结构质量鉴定

2.1 现场检测分析

对施工现场进行全方位检测，首先了解工程项目在施工过程中曾出现过暂时停工状况，并且在多年后才复工。进行主体楼层使用混凝土强度不达标。通过检测，发现主体楼层使用的混凝土强度不达标，与设计图纸不符。根据抽芯检测结果显示，该建筑主楼4 楼所使用混凝土强度局部不达标，与建筑当年施工至3 层停工的实际情况相吻合。其中4 层墙、柱最低强度为41.2MPa，梁、板最低强度为29.75MPa，均不能满足设计要求，和设计的墙、柱C45 标注及梁、板的C30 标准存在一定差距。由于建筑结构质量不能满足设计文件要求，导致建筑存在较大安全隐患，需要通过加固的方式加以修复和强化。

2.2 侧向刚度鉴定

侧向刚度是指建筑抵抗侧向变形的能力，刚度值必须达到设计标准才能保障建筑安全。对该建筑整体侧向刚度进行分析和计算，发现地下一层至19 层的侧向刚度均达到标准，但是20 层和21 层的侧向刚度较低，无法满足设计要去。导致该建筑20 层和21 层侧向刚度不达标的原因在于墙肢长度过小，使得部分墙肢出现了刚性变形。在侧向刚度过低的情况下，建筑抗震能力将会减弱，导致建筑安全等级降低。

2.3 楼层承压力鉴定

楼层承压力必须足够均匀才能保障建筑稳定，否则很容易垮塌等安全问题。对该建筑楼层承压力进行分析，发现1层至5 层为底部加强区，使用的是相同的纵向构体钢筋。在这种情况下，4 层混凝土强度不达标会导致4 层与5 层间的承压力发生变化，出现承压力不均匀的情况，即便在4 层以上进行施工时使用强度达标的混凝土也难以保障建筑抗震能力，存在较大安全隐患。

2.4 地下室板鉴定

高层混凝土建筑的地下室板应当足够牢固，才能确保整个建筑的牢固稳定，防止建筑主体倾斜、塌陷等问题出现。此建筑地下室顶板主要是以160mm 的标准进行设计，但也有少部分顶板由于覆土原因而采取650mm 的设计标准。由于《种植屋面工程技术规范》 （JGJ155-2013） 明确规定种植屋面地下室顶板现浇防水钢筋混凝土结构厚度应当大于250mm，因此地下室板的牢固性无法得到有效保证，有着一定质量隐患。

2.5 楼体框架及剪力墙鉴定

对高层混凝土建筑结构质量鉴定而言，楼梯框架和剪力墙的鉴定是最为重要的部分，必须确保二者布置足够科学合理，完全符合设计与相关规范。在此建筑中采用的是一字墙形式，但是部分墙体并没有完全按照相关规定和规范进行设计，存在结构洞口跨梁高度过小、墙体高宽比不达标等问题。如此一来，建筑墙体的刚性会有所降低，进而影响抗震性能，可能在遭遇地震时出现垮塌问题。与此同时，墙体竖向断面的计算结果也不够精确。这是因为墙体中包含有K 轴与G 轴构件，可以通过两种模型对这部分断面长度进行计算，但是计算结果却存在较大偏差。一方面两种模型计算的规范不同，分别以整体框架地震承压力大于或等于各楼层墙体和框架承压力的最大值1.5 倍两者间的最小值，以及墙体和框架地震承压力为底部总承压力的20%；另一方面在计算剪力墙时往往只考虑平面受力状况，但是楼梯框架承压力的计算则要同时考虑横向与纵向受力情况，而此建筑中既有同时连接横向与纵向梁体的轴，也有只连接纵向梁体的轴，导致两种模型计算结果存在偏差。该建筑项目设计单位是以短肢墙体为基础建立模型，但是查询单位却是以PKPM-ASTW E 模型进行计算，自然无法获得相同或相近结果。

2.6 连梁和框架柱体轴压比鉴定

对连梁和框架柱体的轴压比进行分析计算，发现部分工程轴压比和设计要求存在偏差。与此同时，对施工设计文件进行研究，发现设计单位并没有对交叉性构件位置的钢筋质量进行设计，并且没有要求使用箍筋加固顶层纵向连梁钢筋，存在设计问题。

3 基于质量鉴定的高层混凝土建筑结构加固措施

3.1 高层混凝土建筑结构质量鉴定发现的问题

通过建筑结构质量鉴定，发现此工程存在较多设计及施工质量方面的问题，导致工程质量和安全难以得到有效保障。首先，工程设计不完善，存在一定缺陷。其中，地下室顶板厚度设计没有按照相应规范执行，设计厚度偏低，存在质量隐患；此工程项目大量使用一字墙的，但是设计单位在设计时只从平面上考虑受力情况，对平面外的刚度考虑不够，容易出现侧向刚度偏低的情况；建筑部分区域墙肢长度并不完全相同，墙肢的长短变化容易导致建筑结构承压能力及抗震性能受影响，安全隐患较大；交叉性构件位置和顶层纵向连梁钢筋设计不完善，前者未考虑钢筋强度，后者为未考虑使用箍筋，导致结构刚性难以得到保障，容易出现变形情况。其次则是施工中的问题。在实际施工时，施工队伍没有严格按照设计要求选择强度达标的混凝土，导致建筑侧向刚度偏小，楼层承压力不均匀，部分区域连梁和框架柱体轴压比偏小，严重威胁工程质量与安全。最后则是设计单位没有正确选择和建立模型，导致建筑整体框架的地震承压力偏小。

3.2 加固措施

根据质量鉴定结果，可以通过以下方式对建筑进行加固，一方面解决已发现的施工质量问题，另一方面为后续的高质施工做出保障。首先应当对设计图纸进行适当调整与优化。针对此建筑大多使用一字墙的情况，需要从横向与纵向考虑墙体受力情况，并通过将剪力墙设计为双向性墙或者直接加设墙柱的方式，增强墙体的侧向刚度，防止侧向偏移情况发生。而针对钢筋结构不稳的问题，需要对交叉性构件位置钢筋强度进行明确规定，同时在顶层纵向连梁钢筋位置使用箍筋进行加固，增强钢筋结构稳固性，保障建筑结构稳定。而且为了增强主楼顶部楼梯电梯房侧向刚度，设计单位还需要延长该部位墙肢长度，增强楼梯刚度，具体办法为利用计算机模拟出顶部小楼，将房间位移调整至合理范围，并在此基础上设计墙肢长度。其次需要对墙肢进行适当处理。由于此建筑墙肢存在一定的变化情况，墙肢又长又短，因此施工队伍在实际施工时应当在墙肢较长的位置留出结构洞口，防止刚度过于集中。另外还需要在主楼顶端位置增加墙体，从而增强楼梯刚性，进而提高建筑承压力。总而言之，根据质量鉴定发现的问题，对已发现问题进行处理，通过加固的方式强化建筑结构安全，并为后续施工创造良好条件，是充分发挥质量鉴定作用的关键，也是保障现代高层混凝土建筑安全稳固的有效方式。

4 结语

综合上述分析可知，对高层混凝土建筑结构进行质量鉴定十分有必要，这是发现并解决工程施工质量问题，提高建筑安全性与稳定性的有效途径。在实际进行质量鉴定时，应当先结合施工资料对现场进行检测分析，并分别对侧向刚度、楼层承压力、地下室板、楼梯框架和剪力墙、连梁和框架柱体轴压比等进行鉴定，全面分析，及时发现建筑施工问题并进行加固，强化工程质量。