某已加固高层剪力墙结构住宅检测鉴定

2021-08-14李书奇隋明昊李文婷

工程质量 2021年6期

关键词：技术规程剪力墙抗震

李书奇，隋明昊，李文婷

（中国建筑科学研究院有限公司，北京 100013）

0 引言

剪力墙结构抗震性能良好、整体性高，应用广泛，是高层住宅使用的主要结构型式。近年来，高层住宅质量问题频发，当人们对居住房屋的质量产生纠纷时，剪力墙结构的检测鉴定工作显得尤为关键。本文以某已改造的高层剪力墙住宅为例，对检测鉴定工作进行阐述。

1 工程概况

该高层住宅剪力墙结构始建于 2017 年，地下 1 层、地上 32 层，建筑总面积为 24 223.93 m2，分为 2 个结构单体，1～23 轴为西单元，24～43 轴为东单元，23～24 轴间设置伸缩缝，因存在部分剪力墙混凝土实际强度低于设计强度等状况，2018 年采用增大截面的方法进行了局部加固，加固材料采用水泥基灌浆料及钢纤维混凝土，目前该主体结构已施工完成。房屋外立面照片如图 1 所示。

图1 房屋外立面

2 原结构检测情况

2.1 构件布置及外观现状检查

经现场检查，该楼原结构构件布置情况与设计图纸一致。外观现状问题如下所述。

1）部分楼板板底或板顶局部露筋；个别楼板混凝土疏松、脱落；个别楼板有渗水痕迹；个别楼板板底有建筑杂物；地下 1 层 3 块顶板开裂，裂缝最宽 0.25 mm。

2）个别梁梁底局部露筋；个别梁下部混凝土局部凿除破坏。

3）个别墙局部露筋；27 层 2 处窗下混凝土不平整，1 处窗下混凝土与墙交接处开裂。

2.2 混凝土强度检测

采用钻芯法对 2～5 层剪力墙混凝土强度进行检测，采用回弹法结合钻芯法对其它混凝土构件强度进行抽样检测，检测工作按照 JGJ/T 384－2016《钻芯法检测混凝土强度技术规程》［1］及 JGJ/T 23－2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》［2］的规定进行。混凝土强度检测结果如表 1、表 2 所示。

表1 2～5 层剪力墙混凝土强度检测结果

表2 其它构件混凝土强度检测结果

2.3 构件配筋检测

对构件钢筋配置情况进行抽样检测，检测操作按JGJ/T 152－2008《混凝土中钢筋检测技术规程》［3］的有关规定进行。

依据 GB 50204－2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》［4］，梁主筋根数应符合设计要求，箍筋间距的允许偏差为f20 mm，楼板受力钢筋间距的允许偏差为f10 mm，墙体分布钢筋的间距允许偏差为f20 mm。依据 GB 50203－2011《砌体结构工程施工质量验收规范》［5］，填充墙的拉结筋的位置超过一皮块体高度的数量不得多于一处。该楼填充墙拉结筋间距设计要求为 500 mm，砌块高度为 200 mm。

构件配筋检测结果如下所述。

1）所检 133 根梁的梁底主筋根数均符合要求；

2）所检 314 根墙、梁、板构件的 755 处钢筋间距中，28 处不符合要求；

3）所检 66 面填充墙的拉结钢筋间距均符合要求。

2.4 构件截面尺寸检测

对构件截面尺寸进行抽样检测。依据 GB 50204－2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》，现浇混凝土墙、梁、板、的尺寸偏差允许值为+10 mm、-5 mm。

构件截面尺寸检测结果：所检 303 根墙、梁、板构件的 436 处截面尺寸中，44 处不符合要求（其中 23 块板厚度不符合要求）。

2.5 房屋整体倾斜检测

对房屋整体倾斜进行检测，检测工作遵照 JGJ 8－2016《建筑变形测量规范》［6］的相关规定进行。

依据 GB 50292－2015《民用建筑可靠性鉴定标准》［7］，高层剪力墙结构房屋可继续承载的顶点位移限值为H/300（H为检测高度）与 400 mm。

1～23 轴房屋整体倾斜共检测 4 个角点，共 6 个方向的垂直度，顶点位移最大值为 75 mm、H/1132，小于 400 mm、H/300，依据 GB 50292－2015《民用建筑可靠性鉴定标准》，房屋倾斜对结构承载未造成不利影响。

24～43 轴房屋整体倾斜检测结果：共检测 4 个角点，共 6 个方向的垂直度，顶点位移最大值为 32 mm、H/2784，小于 400 mm、H/300，依据 GB 50292－2015《民用建筑可靠性鉴定标准》，房屋倾斜对结构承载未造成不利影响。

3 加固工程检测

3.1 构件布置与外观现状检查

经现场检查并与加固设计图纸核对，该楼加固工程构件布置情况与加固设计图纸一致。1 层墙体加固部分均存在露筋状况，如图 2 所示。

图2 1 层墙体加固部分露筋

3.2 加固材料强度检测

根据设计图纸，2～5 层剪力墙增大截面部分采用 C80 水泥基灌浆料（掺钢纤维），2 面置换墙体采用 C100 钢纤维混凝土。

采用钻芯法对加固部分的灌浆料及混凝土抗压强度进行检测，钻芯工作按照 JG/T 472－2015《钢纤维混凝土》［8］的规定进行，依据 GB/T 50107－2010《混凝土强度检验评定标准》［9］进行评定。

根据 GB/T 50107－2010《混凝土强度检验评定标准》的规定，当样本容量≥ 10 组时，该批混凝土（C80）强度应同时满足以下条件：

1）平均值≥80+0.95h标准差；

2）最小值≥0.85h80。

剪力墙加大截面部分灌浆料强度检测结果为所检该批试件未达到设计 C80 的强度等级要求，根据实测结果按 70 MPa 取值。

根据 GB/T 50107－2010《混凝土强度检验评定标准》的规定，当样本容量＜ 10 组时，按非统计方法进行评定，混凝土（C100）强度应同时满足以下条件：

1）平均值≥1.1h100；

2）最小值≥0.95h100。

置换墙体混凝土强度检测结果为所检 2 面置换墙体的混凝土强度均未达到设计 C100 混凝土的强度等级要求，根据实测结果分别按 95 MPa 与 65 MPa 取值。

3.3 构件配筋检测

对构件钢筋配置情况进行抽样检测，检测操作按 JGJ/T 152－2008《混凝土中钢筋检测技术规程》的有关规定进行。

依据 GB 50204－2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》，墙体分布钢筋的间距允许偏差为f20 mm。

钢筋间距检测结果为所检 38 面墙的 76 处钢筋间距中，3 处不符合要求。

钢筋规格检测结果为所检 5 面墙体的 15 处钢筋规格均符合要求。

3.4 构件截面尺寸检测

对构件截面尺寸进行抽样检测。依据 GB 50204－2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》，现浇混凝土墙的尺寸偏差允许值为+10 mm、-5 mm。根据加固设计图纸，单侧加固厚度为 50 mm（含凿毛部分），双面加固墙体厚度为 250 mm，单面加固墙体厚度为 225 mm。

墙体单侧加固厚度检测结果为所检 183 面墙体单侧加固厚度中，13 处不符合要求。

加固后墙体厚度检测结果为所检 38 面加固墙体厚度中，4 面不符合要求。

3.5 连接情况检测

局部凿开连接部位，对加固部分与原结构的连接情况进行检测。

连接情况检测结果为所检 5 面加固墙体与原结构墙体连接形式、与上下楼板连接符合设计要求，对拉钢筋布置形式及间距不符合设计要求。

4 结构安全性及抗震性能鉴定

该剪力墙结构使用功能为住宅楼，抗震设防类别为丙类，建筑安全等级为二级，抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度值 0.05g，剪力墙的抗震等级为三级。

依据 GB 50011－2010《建筑抗震设计规范》（2016 年版）［10］、JGJ 3－2010《高层建筑混凝土结构技术规程》［11］等现行国家标准及检测结果，结合原设计图纸、加固设计图纸，对该楼进行结构安全性及抗震性能鉴定。

4.1 结构构造措施鉴定

结构构造措施鉴定结果如表 3 所示。

表3 结构构造措施鉴定结果

抗震构造措施鉴定结果为结构抗震构造措施均满足 GB 50011－2010《建筑抗震设计规范》（2016 年版）及 JGJ 3－2010《高层建筑混凝土结构技术规程》要求。

加固构造措施鉴定结果为增大截面厚度不满足 GB 50367－2013《混凝土结构加固设计规范》［12］要求，其余加固构造措施满足要求。

4.2 结构安全性及抗震性能验算

4.2.1 主要参数

1）材料强度。当实测强度低于设计强度时，按实测强度取值；当实测强度不小于设计强度时，按设计强度取值。

2）荷载标准值，如表 4 所示。

3）主要计算参数如表 5 所示。

表5 主要计算参数

4）计算程序采用 PKPM 系列“建筑结构空间有限元分析程序 SATWE”软件。

4.2.2 振型与周期验算结果

结构的主要振型与周期如表 6、表 7 所示。

表6 东单元结构振型与周期验算结果

表7 西单元结构振型与周期验算结果

东单元结构振型与周期验算结果为结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比为 0.63，小于 0.90，振型合理。

西单元结构振型与周期验算结果为结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比为 0.63，小于 0.90，振型合理。

4.2.3 层间位移角验算结果

结构（东单元）X方向地震作用下的结构主体楼层层间位移角最大值为 1/2 619，Y方向地震作用下的楼层层间位移角最大值为 1/1 829；结构（西单元）X方向地震作用下的结构主体楼层层间位移角最大值为 1/2 930，Y方向地震作用下的楼层层间位移角最大值为 1/1 756；均满足 GB 50011－2010《建筑抗震设计规范》（2016 年版）第 5.5.1 条楼层弹性层间位移角限值［1/1 000］的规定。

4.2.4 结构构件承载力验算结果

1）剪力墙。

①剪力墙轴压比满足 GB 50011－2010《建筑抗震设计规范》（2016 年版）、JGJ 3－2010《高层建筑混凝土结构技术规程》中宜≤ 0.6 的要求。

②边缘构件纵筋和箍筋配置满足 GB 50011－2010《建筑抗震设计规范》（2016 年版）、JGJ 3－2010《高层建筑混凝土结构技术规程》的要求。

③剪力墙连梁纵筋及箍筋配置满足 GB 50011－2010《建筑抗震设计规范》（2016 年版）、JGJ 3－2010《高层建筑混凝土结构技术规程》的要求。

2）框架柱。

1 层门厅框架柱纵筋及箍筋配置满足 GB 50011－2010《建筑抗震设计规范》（2016 年版）、JGJ 3－2010《高层建筑混凝土结构技术规程》的要求。

3）混凝土梁。

混凝土梁纵筋及箍筋配置满足 GB 50011－2010《建筑抗震设计规范》（2016 年版）、JGJ 3－2010《高层建筑混凝土结构技术规程》的要求。

4）混凝土板。

对所检测的楼板，按实际检测结果结合设计图纸进行验算，结果为：5块楼板的承载力不满足 GB 50010－2010《混凝土结构设计规范》（2015 年版）［13］要求，这5块楼板分别位于 12 层、22 层、26 层、27 层和 30 层。