某混凝土结构高层住宅楼结构安全性鉴定分析

李超， 张浩

（黑龙江省寒地建筑科学研究院，哈尔滨 150080）

0 引言

随着城市的不断发展，城市土地利用率也逐年提高，既有建筑物周边的施工作业也越来越多。施工作业过程中对周围建筑物造成扰动、损伤的情况也时有发生。既有建筑物使用人怀疑相邻施工现场的施工作业可能对自己房屋造成影响，产生安全隐患。此时需对房屋现时的安全性进行鉴定，评定结构安全性等级。文中通过对某高层民用住宅楼结构安全性鉴定的总结分析、为今后同类型的结构安全性鉴定和相关研究提供实际工程经验。

1 工程概况

某混凝土结构高层民用住宅楼，为地上10层的钢筋混凝土框架剪力墙结构建筑，该房屋大致朝向为坐南向北，地基基础采用天然地基上柱下扩展基础，主体结构以钢筋混凝土剪力墙、柱、梁及板共同承重，于2013年12月竣工。该房屋首层为停车位，2～10层为住宅。该房屋外墙采用长方形饰面砖装饰。该房屋作为住宅楼使用，总建筑面积约为4500m2。该房屋南侧约20.0m处有一建筑工地，正在进行基础施工。该房屋业主，在建工地基础施工期间发现室内房间内混凝土梁、柱，结构楼板、围护墙等构件出现裂缝、破损等损伤情况。该房屋业主为了解施工作业对该房屋结构安全的影响及房屋结构现时的安全性进行委托鉴定。现场收集到的资料包括：房屋竣工图纸复印件及2018年12月至鉴定时该建筑的相关监测数据。

2 建筑主体结构检查与检测情况

2.1 地基基础

该房屋总高度为34.0m，现场使用全站仪，按JGJ 8-2016《建筑变形测量规范》［1］对该房屋主要转角部位进行垂直度观测，观测结果见表1，垂直度测量点位布置见图1。经现场检查发现，该房屋南侧室外地坪出现多条裂缝，裂缝最长约4.3m，宽约5.0mm。

表1 建筑垂直度观测结果

图1 垂直度测量点位布置

观测结果表明，该房屋测点A-1向南偏移顶点位移量为113mm，测点A-3向南偏移顶点位移量为121mm，均不满足GB 50292-2015《民用建筑可靠性鉴定标准》［2］中关于框架剪力墙结构顶点位移的规定。

根据JGJ 8-2016《建筑变形测量规范》“建筑沉降达到稳定状态可由沉降量与时间关系的曲线判定。当最后的100d的最大沉降速率小于0.01～0.04mm/d时，可认为达到稳定状态”。

通过施工单位提供的该建筑近两个月的沉降观测数据，最大沉降量为3.85mm，计算速度3.85mm/60d=0.06mm/d。通过上述沉降资料结果显示，该建筑物沉降未达到稳定状态。

2.2 结构布置与轴线尺寸检查

对房屋结构布置及轴线尺寸进行查勘检查，该房屋属于现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构，结构柱网整齐，平面规整，传力途径明确、清晰，结构布置合理。

2.3 构件截面尺寸及钢筋配置情况检测

现场使用激光测距仪、HC-GY71钢筋保护层测量仪等工具，采用随机抽样的方法对钢筋混凝土主要构件的尺寸、保护层厚度及钢筋配置情况进行检测，并采用剔凿法对部分构件的钢筋配置及保护层厚度进行校对。

现场对混凝土框架柱、梁构件的截面尺寸、钢筋保护层厚度、楼板厚度和钢筋配置进行了检测。并随机抽查的混凝土柱、梁构件的截面尺寸符合GB 50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》［3］允许偏差（+10mm，-5mm）的要求；箍筋间距符合GB 50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》允许偏差（+20mm，-20mm）的要求；保护层厚度符合GB 50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》符合允许偏差（+10mm，-7mm）的要求；钢筋配置符合设计图纸要求。

结构楼板钢筋配置间距应符合GB 50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》的允许偏差（+10mm，-10mm）要求，而保护层厚度也应符合GB 50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》（+8mm，-5mm）的要求，钢筋配置量符合设计图纸要求。

2.4 结构构件强度检测

现场依据GB/T 50344-2004《建筑结构检测技术标准》［4］对该建筑结构梁、柱构件混凝土抗压强度进行随机抽检，采用回弹法［5］对构件的混凝土抗压强度进行检测。现场对混凝土外观质量进行检查，未发现受环境介质作用的侵蚀，也未见蜂窝状局部缺陷和明显不密实区。据悉该房屋始建造于2010年，混凝土龄期大于2000d且小于4000d，依据GB 50292-2015《民用建筑可靠性鉴定标准》中对老龄混凝土回弹值龄期进行修正，龄期修正系数取0.97。批量检测混凝土抗压强度结果见表2。

表2 批量检测混凝土抗压强度结果

随机抽检1～3层混凝土柱构件批混凝土强度推定区间上限值为33.8MPa，符合设计强度30.0MPa的要求；4～10层混凝土柱构件批混凝土强度推定区间上限值为29.4MPa，符合设计强度25MPa的要求；混凝土梁构件批混凝土强度推定区间上限值为29.5MPa，符合设计强度25MPa的要求；抽检结果表明房屋结构构件混凝土抗压强度实测值符合设计图纸要求。

2.5 结构构件、围护构件损坏及缺陷检查

现场在检查结构构件、围护构件的损伤及缺陷过程中发现，存在损伤及缺陷的结构构件共有16个，存在损伤及缺陷的围护构件约有312个。该房屋地坪发现多处开裂，地坪损伤位置见图2。部分构件的损坏、缺陷检查结果：①检查202室套房南侧墙有1条“「”型裂缝，裂缝竖向长约2.5m，宽约0.1mm；②发现404室房间2东墙中部有1条竖直贯通裂缝，裂缝长约2.2m，宽约0.1mm；③发现804室套房北侧梁侧面饰面层有1条裂缝，裂缝长约0.1m，宽约0.1mm；④检查902室（复式户型）上复式套房西侧阳台柱有1条竖向通长裂缝，裂缝宽约0.3mm。

图2 地坪损伤位置

3 结构承载力验算

鉴定项目主体结构三维建模验算采用PKPM2010软件。依据现行国家规范标准，采用上述结构分析程序软件进行主要承重构件安全性等级评定。构件尺寸、材料强度等参数取值均按实测值进行选取。恒荷载按现场实际情况进行选取，活荷载根据使用要求，按设计文件取值。绘制该建筑物计算模型。建模验算分析所采用的计算参数见表3。

表3 结构计算参数

4 结构安全性鉴定

4.1 结构构件鉴定评定等级

混凝土结构构件的安全性鉴定评级，分别按承载能力、不适于继续承载的位移、裂缝和构造等4个检查项目，分别评定每一项受检构件的安全性等级，并选取最低一级作为该构件的安全性等级。

（1） 按承载能力评定等级。根据结构承载力验算结果，该房屋结构柱、梁、板等主要承重构件均能满足结构承载力要求，结构柱构件轴压比未超出规范限值。构件安全性评级为au级。

（2） 按构造评定等级。根据现场勘查、检测的结果，该房屋结构柱、梁等主要结构构件的构造合理，构件连接方式正确，符合规范中对构造的要求；结构构件工作无异常。构件安全性评级为au级。

（3） 按不适于继续承载的位移或变形评定等级。现场对可检测区域内的主要结构构件进行检查，该房屋主要承重构件中，发现个别构件发生明显因倾斜产生的损伤。根据检查结果，按不适于继续承载的位移或变形，对结构柱、梁等主要结构构件安全性等级评定为cu级。

（4） 按不适于继续承载的裂缝评定等级。根据现场检测结果，发现主要承重构件构件存在不适于继续承载的裂缝。围护墙体饰面层开裂，墙体釉面砖表面存在裂缝，空鼓等损伤现象，个别构件裂缝宽度大于0.7mm，构件安全性评级为cu级。

4.2 子单元鉴定评级

根据上述检测、检查的情况及结构承载力验算结果，采用GB 50292-2015《民用建筑可靠性鉴定标准》，对该建筑的安全性进行综合评定，按地基基础子单元、上部承重结构子单元、围护系统的承重部分子单元3个项目分别进行评定。

4.2.1 地基基础

根据JGJ 8-2016《建筑变形测量规范》建筑物沉降稳定状态的判定条件。通过施工单位提供的近两个月的该建筑沉降观测数据，最大沉降量为3.85mm，计算沉降速率3.85mm/60d=0.06mm/d。由沉降观测数据结果判定，建筑物沉降未达到稳定状态。结合不均匀沉降在上部结构中产生的裂缝等损伤情况与垂直度测量结果进行综合评定［6］。故地基基础子单元的安全性等级评定为Cu级。

4.2.2 上部承重结构

（1） 结构承载功能。结构安全验算结果表明，在现荷载作用下框架剪力墙柱承载能力满足安全使用要求，框架剪力墙柱轴压比符合规范允许限值要求，框架剪力墙梁承载能力满足安全使用要求的情况，结构楼板承载能力满足安全使用。故结构承载力功能的安全性等级评定为Au级。

（2） 结构整体性。结构的整体性完好，结构平面规整，柱网整齐，传力途径清晰、明确，结构布置合理。个别墙体饰面层开裂，釉面砖表面存在开裂空鼓等损伤现象；局部构件裂缝宽度大于0.7mm，但损伤构件不超过20%。故结构整体性的安全性等级为Bu级。

（3） 结构侧向位移。该建筑测点A-1、A-3顶点位移符合GB 50292-2015《民用建筑可靠性鉴定标准》中关于框架剪力墙结构顶点位移Cu级的评定要求：建筑顶点位移不超过H/300或＞400mm的规定（H为基础顶面至柱顶总高度）。故结构侧向位移的安全等级评定为Cu级。

综上所述上部承重结构子单元的安全性等级评定为Cu级。

4.2.3 围护系统的承重部分

现场对该房屋内外砖砌墙、阳台挡板、挑檐、门窗过梁等围护构件进行抽查，发现局部墙体开裂、釉面砖表面存在裂纹、局部釉面砖空鼓等损伤现象；室内木质衣柜不能正常开启；局部裂缝宽度大于0.7mm，但损伤构件不超过30%；其余门窗、水电等设施具备正常使用功能。故围护系统的承重部分子单元的安全性等级为Cu级。

综上所述，根据《民用建筑可靠性鉴定标准》，该房屋的结构安全性等级为Csu级，安全性不符合Asu级的规定，显著影响整体承载。

5 处理建议

建议委托有专业资质的单位对该房屋出现的开裂损坏、饰面砖空鼓等情况进行修复处理。建议对首层车库地面处的裂缝进行维修处理。鉴于房屋西侧面临近施工现场，并且该房屋倾斜量已超出国家现行规范允许限值的要求，项目施工时应采取有效安全措施，尽量避免和减少对房屋的影响，并应加强对房屋的监测（不限于沉降、倾斜、裂缝、地下水位等）［7］，如发现房屋有异常情况或变化量、变化速率超限时，应采取相应安全措施进行处理，以确保安全。建议在房屋后续的使用过程中，定期对房屋进行检查、维修以及养护。如发现房屋存在异常情况，应立即报告有关部门并采取有效措施进行处理。如需改变建筑的使用功能及拆改建筑的承重构件，使用人及所有人应聘请具有专业资质的单位进行设计或同意［8］。

6 结语

文中通过分析因基础施工对相邻高层民用钢筋混凝土框架剪力墙结构建筑物安全性产生的影响得到了结论如下：

（1） 建筑因施工行为导致，近两月内沉降速率一直较大，不能达到稳定状态的要求。

（2） 因不均匀沉降致使上部结构中出现多条宽度超限的混凝土结构裂缝及结构侧向位移超出规范要求限制。

（3） 维护系统产生的损伤主要集中在，饰面装饰的开裂、空鼓、脱落；衣、壁橱，门窗出现变形，导致不能正常使用。

（4） 施工过程对相邻建筑物的影响主要体现在建筑物结构构件结构性开裂、建筑物侧向位移超限与发生不均匀沉降等方面。

文中从地基基础安全性、上部承重结构安全性及围护结构安全性三方面进行逐级分析、综合评定。结合该建筑现时情况提出处理建议，为委托方下一步加固、修缮等工作提供相关技术资料，并为今后类似情况的结构安全性鉴定和相关结构研究提供实际工程经验。