烂尾楼的鉴定与诊治技术及应用

渠延模，祖萍萍，袁小军，王国刚，宗海峰，史 舒

（1.江苏省建筑科学研究院有限公司，江苏 南京 210008；2.江苏省建筑工程质量检测中心有限公司，江苏 南京 210033；3.江苏苏南建筑技术发展有限公司，江苏 南京 210008）

0 引言

随着我国城市化建设的迅猛发展，部分城市涌现了一定数量的“烂尾楼”工程。“烂尾楼”是指已办理用地、规划手续，项目开工后，因开发商无力继续投资建设或者陷入债务纠纷或工程质量不合格等原因，停工一年以上的房地产项目［1］。烂尾楼的存在，是城市资源的浪费，甚至破坏城市形象，还给当地的城市化发展提出了如何开发使用的难题。对于该类项目，后期重新启动对于政府、新的接管单位工程技术人员来说，有许多值得探讨的问题。

烂尾楼工程搁置时间长，建筑物缺乏整体维护保养，很多都是无人管的状态，在长期日晒，温湿度长期周期变化下，房屋主体结构不同程度地存在一些问题。本文通过南京一办公楼工程实例，根据 GB 50292－2015《民用建筑可靠性鉴定标准》［2］中对于混凝土结构房屋的有关规定和现场的目前现状，理清检测难点和思路，对结构进行详细且有针对性的检测，结合原有设计图纸和改造后的使用功能，进行建模计算，得到结构的安全性和抗震性能评估结果，为后期的处理提供科学决策依据。

1 工程概况

南京某办公楼主体结构为地上 9 层、地下 1 层框架-剪力墙结构，全现浇钢筋混凝土结构，长约 60.5 m，宽约 35.8 m，总高 39.95 m，建筑面积约 24 000 m2。底层为车库，层高为 3.6 m；首层、二层为食堂、餐厅，层高分别为 4.5 m、4.2 m，三层为阅览室、棋牌室和小型体育运动室，层高为 3.3 m；四层～八层为办公，层高为 3.3 m；九层为礼堂，层高为 10.95 m；屋面为网球场。建筑平面柱网布置纵向间距为 7.2 m，横向间距分别为 6.3、2.4、6.3 m。该楼于 2003 年主体结构建成，一直未使用。原设计基础为人工挖孔灌注桩基础，单桩布置。框架按三级抗震等级设计，剪力墙按二级抗震等级设计。该工程按 50 年设计基准期进行设计，建筑结构设计安全等级为二级，抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为 0.10g，设计地震第一组，建筑抗震设防类别为丙类。场地类别为 Ⅱ 类，基本风压：0.40 kN/m2，基本雪压：0.65 kN/m2。现拟将该办公楼改造为重要性较高的数据侦控大楼，改造涉及的主要区域：一层局部梁板柱、标准层机房区域、九层钢结构夹层、局部屋面荷载增加区域。

2 现场检测与测试

接受委托后，对该楼的目前房屋现状进行了全面的检查，根据 GB 50292－2015《民用建筑可靠性鉴定标准》中相关要素的规定，依据 GB/T 50784－2013《混凝土结构现场检测技术标准》［3］、GB/T 50344－2019《建筑结构检测技术标准》［4］中对混凝土构件的相关参数（截面尺寸、钢筋配置、材质强度、力学性能指标等）进行了检测。

2.1 ±0.000 m 以下部分相关检测

本部分主要对委托方提供的岩土勘察报告进行核查，对底层混凝土柱与地面连接处进行详细检查，未发现明显的沉降裂缝、变形和位移现象。同时，对地下室外墙的布置、墙厚及配筋情况进行检测，抽取数处进行防水措施、地下室底板承台进行抽查。

2.2 ±0.000 m 以上部分相关检测

2.2.1 结构构件几何尺寸的测量

根据 GB/T 50344－2019《建筑结构检测技术标准》中 B 类抽样标准要求，随机抽取部分构件，对其截面尺寸进行检测，截面尺寸和偏差基本符合设计图纸和 GB 50204－2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》［5］中允许要求。

2.2.2 结构构件配筋检测

根据 GB/T 50344－2019《建筑结构检测技术标准》中 B 类抽样标准要求，随机抽取部分构件，采用钢筋位置探测仪和手持雷达仪进行柱侧、梁底的纵筋数量、构件钢筋间距检测，同时抽取 30 % 的构件采用局部破损方法测量钢筋的直径规格。所测结果基本符合原设计图纸要求。

2.2.3 混凝土强度检测

该楼标高 11.952 m 以下：柱 C40、梁板 C35；标高11.952～25.152 m：柱 C35、梁板 C30；标高 25.152 以上：柱 C30、梁板 C30。根据 GB/T 50344－2019《建筑结构检测技术标准》中抽样标准要求，共检测 6 个批次，6个批次混凝土强度批量评定结果均能满足设计图纸和JGJ/T 384－2016《钻芯法检测混凝土强度技术规程》［6］要求。

2.2.4 钢材力学性能检测

为尽可能减少对原结构的损伤影响，现场于九层池座区域选取 1 根框架柱、1 根框架梁，截取其主筋按 GB/T 228.1－2010《金属材料拉伸试验第 1 部分：室温试验方法》［7］的规定进行钢材单向拉伸试验，测得钢材的屈服强度、极限强度和伸长率。试验结果表明，所有钢材的屈服强度、极限强度和伸长率均满足规范的要求。

2.2.5 混凝凝土构件碳化测试

抽取部分混凝土构件，在混凝土构件表面随机钻孔或钻取芯样的方法，清除孔内浮尘，在芯样上滴 1 %的酚酞酒精溶液，观察混凝土变色情况，检测混凝土构件表面的碳化情况。经现场检测，所抽测混凝土构件碳化深度约 10～21 mm。

2.2.6 混凝土构件损伤检测

对该楼的混凝土柱、梁、现浇板等进行损伤情况检查，经检查：构件表观质量较好，未发现柱、梁、板构件存在明显的结构受力裂缝；梁、板未见明显下挠现象；构件未见混凝土剥落、钢筋露筋等现象；构件梁柱节点处未发现混凝土开裂、压酥等现象。

2.3 围护结构检查和渗漏情况检查

现场对该楼的围护结构和渗漏情况进行检查，经检查：门窗破损严重；外墙、非承重内墙面层外观完好，无可见位移；屋顶水箱的外围钢结构存在锈蚀现象；内外墙体、楼面和屋面均未见明显渗漏现象。

3 结构计算

为客观地分析该楼目前的结构现状和业主改变使用功能对结构安全性的影响，为后续评估施工质量对结构性能的影响及相应处理方案制定提供科学依据。根据现场对该楼的检查、检测结果，对其进行结构计算，计算结果如下。

3.1 输入条件

1）恒荷载：结构自重；

2）活荷载：楼面根据使用功能取值，具体参考GB 50009－2012［8］《建筑结构荷载规范》和业主的设备荷载要求取值；

3）基本雪压s0=0.65 k N/m2，基本风压w0=0.40 kN/m2，按 7 度抗震设防，设计地震分组为第一组，地震峰值加速度值为 0.10g；

4）材料强度按照实测取值。

3.2 输出结果

根据 GB 50009－2012《建筑结构荷载规范》进行荷载组合，并根据 GB 50010－2010《混凝土结构设计规范》［9］进行验算，结果如下：该楼混凝土构件抗力与效应之比大于 1.0。

4 安全性、抗震性能分析

4.1 安全性分析

根据对该楼的现场检查、检测和结构计算，结合委托方提供的设计施工图纸和 GB 50292－2015《民用建筑可靠性鉴定标准》中有关要求，按照地基基础、上部承重结构系统和围护系统承重部分 3 个组合项目的现状情况，该楼的安全性评为 Bsu 级，尚不显著影响整体承载，可能有极少数构件应采取措施。

4.2 抗震性能分析

根据对该楼的现场检查、检测和结构计算，结合委托方提供的设计施工图纸和 GB 50023－2009《建筑抗震鉴定标准》［10］、GB 50011－2010《建筑抗震设计规范》（2016 年版）［11］中有关要求，综合分析如下。

1）原结构是按照 GBJ 10－89《混凝土结构设计规范》设计，房屋在结构体系和部分抗震构造方面不能满足现行抗震规范要求，主要表现为抗震墙的厚度不符合现行规范要求：不应小于 160 mm 且不宜小于层高的 1/20。框架梁的截面宽度、高宽比、净跨与截面高度之比不满足规范要求，梁、柱箍筋加密区长度小于规范限值。

2）部分框架梁抗震承载力不满足要求，不满足要求的框架梁实配钢筋与计算配筋相差 10 %～21 %。

3）部分框架柱抗震承载力不满足要求，不满足要求的框架柱实配钢筋与计算配筋相差 8 %～17 %。

4）在地震作用下，各层层间位移角都不超过规范限值，满足鉴定标准要求。

4.3 存在问题

该楼的综合抗震能力不满足 GB 50023－2009《建筑抗震鉴定标准》中丙类设防、C 类的 7 度抗震鉴定要求，主要存在的问题有：

1）部分框架梁实配钢筋与计算配筋相差10 %～21 %，框架梁箍筋加密区长度不符合规范要求；

2）部分框架柱实配纵筋比计算要求小 8 %～17 %，柱箍筋加密区范围不符合规范要求；

3）电池间下方板配筋不满足规范要求。

5 诊治方案

根据鉴定结果，结合业主的使用要求，经过大量细致的调查和论证，按照安全、经济、快速、方便施工的原则，从减少结构自重、方便施工等多方面进行考虑，运用整体性理论对本工程进行加固方案的优化设计，最终确定不同的问题类型采用不同的加固方法和材料，主要采用碳纤维布、钢材作为加固的主要材料。主要加固方案如下。

5.1 九层池座区域增设钢夹层、局部荷载增加处增设钢梁

根据业主的建筑使用功能要求，将九层池座区域增设一钢结构夹层，采用钢柱、钢梁承重，如图 1 所示。根据验算结果，二～四层（2-3）/（C-D）轴区域板底增设 2 道钢梁，五～八层（2-3）/（C-D）轴区域板底增设 3 道钢梁，如图 2、图 3 所示。

图1 池座区域增设钢夹层照

图2 局部荷载增加处增设钢梁照

图3 局部荷载增加处增设钢梁示意图（单位：mm）

5.2 混凝土柱、梁诊治

根据鉴定结果和结构计算，对框架柱采用采用纵向粘贴碳纤维布的方法进行加固，如图 4 所示；对于框架梁存在的问题，采用梁底通长粘贴碳纤维布、梁端环向粘贴碳纤维布、梁上部粘贴钢板的方法进行承载力加固，见图 5～8 所示。

图4 柱上下加密区加固示意图（单位：mm）

图5 混凝土梁梁底加固现场照

图6 混凝土梁梁顶加固现场照

图7 梁粘钢加固示意图（单位：mm）

图8 梁增大截面加固示意图（单位：mm）

5.3 楼面板加固

该楼局部区域增设大容量电池间，故对其楼面板板底、板面采用了不同的加固方法。板底主要采用粘贴碳纤维布 100 mm 宽净间距 300 mm 单层布置，如图 9 所示。板面采用新增 40 mm 厚细石混凝土配筋叠合层，钢筋单层双向 HRB 400 直径 10 mm，间距 160 mm，端部弯折植入梁内，如图 10 所示。加固后，混凝土板的整体性及承载力均有所提高。

图9 板底加固平面示意图（2～4 层）（单位：mm）

图10 板顶加固平面示意图（2～4 层）（单位：mm）

6 结论

烂尾楼工程续改建时，应根据工程开始建造的年代、目前现状、原设计采用的标准、国家现行的相关标准、规定以及业主的要求进行综合分析，按照工作程序进行鉴定，并采用科学的方法进行诊治。笔者通过对南京某烂尾楼的鉴定和加固设计的介绍，能够给同行提供类似工程加固设计方法参考。

1）在烂尾楼重新启用前，应对建筑物进行检测和鉴定，以了解目前建筑物的现状，为后续安全使用提供可靠、准确的技术依据。

2）在诊治过程中，不仅考虑结构和功能变化引起的承载力加固，也要考虑抗震方面的加固。诊治方案在满足结构安全和功能使用要求的同时，力求安全、经济、快速、方便施工，重点关注和提高诊治后结构的耐久性。

3）随着理论和实践相结合研究的深入，烂尾楼的续建、增层改造课题必将得到更广泛的研究，在烂尾楼安全性评估与诊治的研究中，应当始终以实用为目标，不断研究工程实践，为烂尾楼的改造可行性提出更可靠和实用的理论和方法。Q