某住宅项目钢筋质量问题的结构检测与处理研究

刘 军 （安徽省建筑工程质量第二监督检测站，安徽 合肥 230031）

1 概述

某市住宅楼项目共有12栋建筑物，为24层或33层剪力墙结构，总建筑面积约20万m2。该项目设计图纸、地质勘察报告、桩基竣工资料、基桩检测报告、沉降观测记录、钢材和混凝土等主要原材料出厂合格证、进场复验报告、施工记录、隐蔽工程及分项工程验收记录等资料基本齐全。

当地建设主管部门接到投诉，反映该项目施工中钢筋存在质量问题的情况，随机对该项目部分钢筋进行检查及抽测，发现部分钢筋直径和延伸率不合格等质量问题。为确保结构安全使用，委托对该项目在建工程主体钢筋质量及结构安全性影响检测鉴定，并建议处理措施。

2 工程概况

本项目建设场地较为稳定，为抗震有利地段，场地土类型为中硬土，场地特征周期Tg=0.35s，场地类别为Ⅱ类，基础设计采用人工挖孔扩底灌注桩基，基础持力层为第④层强风化闪长岩；桩基础设计等级为甲级。

工程设计为现浇钢筋混凝土剪力墙结构，抗震设防烈度为6度，抗震设防类别为丙类，设计使用年限为50年，建筑结构安全等级为二级，设计为24层或33层，剪力墙抗震等级为四级或三级，层高为4.2m、3.9m或2.9m；剪力墙截面厚度为200mm或300mm；剪力墙混凝土等 级 为C40～C25；钢 筋 设 计 牌 号HPB235、HRB335、HRB400。

3 检测过程及抽样情况

根据委托方提供的设计文件、基桩检测报告、沉降观测成果等技术资料，结合工程实际情况制定详细鉴定方案，征求建设各责任单位、当地主管部门和业主代表等意见，调整后开展现场检测工作；鉴定检测抽样方式主要采用随机抽样方式，同时对钢筋质量问题进行重点检测；整个现场检测、取样和实验室试验等均各方代表见证下公开、公正进行。

4 钢筋规格、力学性能和化学成分

根据各单体工程的施工进度、尽量考虑减小对原结构破坏；在已建结构实体剪力墙构件中，破损法剥离混凝土截取钢筋试件进行室内试验。每栋楼根据施工进度、钢筋不同批次随机抽取剪力墙主要受力钢筋HRB400直径8mm～14mm，每种规格各3组试件（每组5根、每根长度不小于500mm），采用称量法对每组钢筋的规格（重量偏差）进行测量；每组钢筋中各抽取2根进行力学性能试验、2根进行弯曲性能试验；每种规格钢筋各抽取一个试件，对化学成分五大元素（C、Si、Mn、P、S）进行试验分析。

由于试验用钢筋试件从实体混凝土构件中取样，取样和组批划分无法符合相关标准要求，因此以提供试验数据为主，并与标准数据进行比对，不作质量合格与否的判定。

5 混凝土强度及碳化深度

每栋楼每层随机抽取3个剪力墙和3道梁构件，每个构件布置10个测区，采用回弹法检测混凝土强度，并钻取芯样对回弹强度换算值进行验证；采用浓度为1%～2%的酚酞酒精溶液，对混凝土碳化深度值进行检测。

6 现浇构件截面尺寸、钢筋配置（数量或间距）及保护层厚度

钢筋配置（数量或间距）——每层随机抽取3个剪力墙、3道梁和3块板构件，采用钢筋定位仪及钢尺结合局部破损对主要受力钢筋的平均间距和数量进行检测。

截面尺寸——每层随机抽取3个剪力墙和3道梁构件，采用钢尺对截面尺寸进行测量。

现浇板厚度——每层随机抽取客厅或卧室3块现浇板，每块现浇板沿对角线布置3个测点，采用楼板测厚仪对现浇板厚度进行测量。

保护层厚度——每层随机抽取3个剪力墙和3块板构件，采用钢筋定位仪对剪力墙竖向和水平向钢筋、现浇板板面负弯矩筋和板底钢筋保护层厚度进行检测。

7 已建主体结构顶点侧向位移

使用经纬仪对已建主体结构的四角顶点侧向位移进行检测。

8 裂缝等外观质量缺陷

对主要承重剪力墙、梁、板构件裂缝情况（宽度、深度、位置）进行普查、记录、分类。

普查主要构件的混凝土外观质量缺陷（露筋、蜂窝、孔洞、夹渣等），并记录产生部位及范围。

混凝土构件钢筋锈蚀现象普查，目测检查混凝土表面有无因钢筋锈蚀引起的顺钢筋方向裂纹、保护层剥落等现象，重点检查目前停工部位外露钢筋锈蚀状况。

根据现场检测、结构复核结果以及裂缝分布特征，对上部结构构件裂缝等质量缺陷成因进行分析，并判断裂缝等质量缺陷对结构安全和使用的影响程度。

9 钢筋试验数据分析

根据实体取样钢筋试验数据，被抽检部分钢筋主要存在钢筋重量负偏差、钢筋强度偏低、总伸长率偏低等问题。

①关于钢筋重量偏差问题：可根据实测钢筋重量偏差折算工程实际配筋率，并判别是否符合规范要求。

②关于钢筋强度问题：按照实测每组抗拉力强度最低值对结构进行验算。

③根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第3.9.2 条，对抗震等级为一、二、三级的框架和斜撑构件，纵向受力钢筋的强屈比、屈标比和伸长率三项钢筋抗震性能有具体规定；本工程为钢筋混凝土剪力墙结构，剪力墙设计抗震等级分别为三级或四级。

④关于钢筋伸长率问题：从钢筋试验数据看，部分HRB400直径8mm钢筋伸长率不满足产品质量标准要求。

10 结构验算

10.1 验算依据

根据委托单位提供的设计文件，现场检测数据及现行的建筑结构和抗震设计规范；原设计24层楼的剪力墙抗震等级为四级、设计33层楼的剪力墙抗震等级为三级；本工程抗震设防烈度6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第1组；PKPM结构系列计算程序；钢筋强度按实测最低值取值。

10.2 活荷载取值

按图纸设计说明，活荷载取值如下。

楼（屋）面活荷载标准值：①厅、卧室、厨房、卫生间：2.0kN/m2；②阳台：2.5kN/m2；③消防疏散楼梯：3.5kN/m2；④电梯机房：7.0kN/m2；⑤上人屋面：2.0kN/m2；⑥不上人屋面：0.5kN/m2。

10.3 其他参数取值

基本风压：0.45kN／m2(100年一遇),地面粗糙度类别：B类，基本雪压：0.65kN/m2。

10.4 验算结论

①实测钢筋重量负偏差导致标高17.370m以上的剪力墙水平分布筋配筋率不满足规范构造要求。

②除实测部分现浇板承载力不足外（由板面钢筋保护层厚度偏大、板厚负偏差等因素导致），其余结构构件承载力满足规范要求。

11 鉴定检测结果

11.1 地基基础

检测中未发现地基基础不均匀沉降和承载力不足造成在上部结构中的反应，并结合已建主体结构的四角顶点侧向位移结果、沉降观测记录、桩基检测报告及桩基竣工资料等，经验算地基基础承载力满足规范要求。本工程地基基础子单元安全性等级可评定为Au级。

11.2 已建上部承重结构

①按照产品质量标准规定，被测钢筋规格（重量偏差）中部分负偏差不符合产品质量标准要求；被测部分钢筋伸长率不符合产品质量标准要求；被测钢筋弯曲性能均符合产品质量标准要求；除规格8mm钢筋碳元素不符合产品质量标准外，其他被测钢筋化学成分符合《热轧带肋钢筋》（GB1499.2-2007）要求。

②被测梁、剪力墙构件现龄期混凝土强度推定值满足设计强度等级要求。

③被测梁截面尺寸基本满足原设计要求；被测梁个别箍筋平均间距偏大。

④被测现浇板钢筋平均间距基本满足规范要求；板底钢筋保护层厚度基本满足规范要求；板面支座处负弯矩钢筋保护层厚度部分偏大；板厚度基本满足规范要求。

⑤被测剪力墙截面尺寸满足设计要求；剪力墙受力钢筋平均间距和数量满足规范要求；部分被测剪力墙纵向受力钢筋保护层厚度偏大。

⑥除部分现浇板出现两种不同类型裂缝外（第一类型现浇板裂缝主要由于板面负弯矩钢筋位置下移和局部板厚负偏差，导致支座处截面抗力下降引起；第二类型现浇板裂缝主要由于混凝土早期塑性收缩作用引起），其余结构构件未发现明显因荷载因素引起的结构性受力裂缝或其他异常变形。

⑦检测中发现部分构件混凝土外观存在裂缝或蜂窝等质量缺陷（具体详见检测结果）；顶层预留钢筋有不同程度的浮锈现象。

⑧结合现场实测结果，经结构复核：a.除实测部分现浇板承载力不足外，其余结构构件承载力满足规范要求；b.部分梁箍筋间距不满足规范构造要求。

⑨综上所述，该楼已建上部承重结构子单元安全性等级可评定为Bu级，尚不显著影响整体承载，但应对上述存在的问题及时进行处理。

12 处理建议

关于低伸长率钢筋在工程中的应用问题，相关规程规定如下：《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》(JGJ95-2003)规定：CRB550级钢筋可用作抗震设防烈度为6度的丙类钢筋混凝土剪力墙结构中的剪力墙的分布筋；《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》（JGJ95-2011）规定：在抗震设防烈度为8度及以下地区，CRB600H、CRB550钢筋可用作钢筋混凝土房屋中抗震等级为二、三、四级的剪力墙底部加强部位以上的墙体分布钢筋。对于此问题的处理，可由原设计单位根据工程实际予以确定。