某框架结构裂缝普查及安全性鉴定

王 苏

（1.安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230031；2.安徽省建筑工程质量第二监督检测站，安徽 合肥 230031）

0 前言

安徽省在2018年与2019年间发现有部分商品混凝土存在强度不足等现象，因此出现了一部分建筑物出现严重开裂等相关问题，在一定程度上会影响混凝土结构的安全承载。本文结合工程实例，对出现严重梁板开裂的钢筋混凝土结构的裂缝成因进行分析，并对整体结构的安全性进行评定。

1 工程概况

某厂房为4层框架结构，建筑抗震设防烈度为6度(0.05g)，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅲ类，建筑结构安全等级为二级，设计使用年限为50年。建筑高度为17.9m，一层层高为5.4m，二层层高为4.5m，三层、四层层高均为4.0m，建筑面积为5937.76m2。

基础设计为独立基础+筏板基础，基础混凝土设计强度等级为C30，独立基础部分持力层为第②层粉质粘土，地基承载力特征值为130kPa，筏板基础部分持力层为第③层粉质粘土，地基承载力特征值为180kPa。上部结构柱梁板混凝土设计强度等级均为C30。一层平面布置示意图见图1。

图1 一层平面布置示意图 （单位mm）

2 裂缝普查

局部铲除部分构件外粉刷层，对梁板构件裂缝分布特征、宽度等进行检测，裂缝检测结果见表1、表2。

现浇板裂缝分布检测结果 表1

典型梁裂缝分布检测结果 表2

图2 一层顶板板面裂缝分布示意图 （单位mm）

图3 二层顶板板面裂缝分布示意图 （单位mm）

图4 三层顶板板面裂缝分布示意图 （单位mm）

图5 一层顶6-7/B轴梁裂缝分布示意图（单位mm）

图6 一层顶7-8/B轴梁裂缝分布示意图（单位mm）

3 安全性鉴定

3.1 上部承重结构检测鉴定

3.1.1 建筑物结构体系核查

经现场核查：上部结构系四层框架结构，建筑物主楼平面总体基本呈矩形，东西向长度约为58.3m，南北向长度约为24.0m。一层层高为5.4m，二层层高为4.5m，三层层高为4.0m，四层层高为4.0m。框架柱、梁、板等承重结构构件均为现浇。

建筑平面、立面规则；结构布置合理，体系完整；传力路径明确；结构形式和构件选型、整体性构造和连接符合标准要求。

3.1.2 顶点侧向位移

选取该建筑物的3个主要阳角部位对顶点侧向位移进行测量，结果见表3。

主体结构顶点侧向位移检测结果 表3

3.1.3 实体质量检测

3.1.3.1 结构混凝土强度检测

采用回弹法检测上部结构柱、梁混凝土强度，按照《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T 23-2011)中批量检测混凝土强度抽检数量不得少于同批构件总数的30%且不得少于10个构件的要求，确定每批柱构件的抽检数量为12个构件，每批梁构件的抽检数量为15个构件，每个构件上各布置10个回弹测区，采用回弹法检测混凝土抗压强度，并在每批构件中随机选取6个回弹测区各钻取1个直径100mm的芯样，在试验室加工成高径比为1:1的标准试件，自然干燥后进行抗压强度试验，采用对应样本修正量的方式对回弹结果进行修正，结果见表4。

修正后的批量混凝土强度检测结果 表4

3.1.3.2 框架柱、梁钢筋配筋及截面尺寸

随机抽取部分框架柱、梁构件，采用钢筋定位仪及钢卷尺等对框架柱、梁钢筋配置及截面尺寸进行检测，结果见表5、表6。

框架柱配筋、尺寸检测结果 表5

框架梁配筋、尺寸检测结果 表6

3.1.3.3 现浇板钢筋配筋及板厚

采用楼板测厚仪对板厚度进行检测，采用钢筋定位仪及钢卷尺对被测现浇板钢筋间距进行检测，结果见表7、表8。

现浇板厚度检测结果 表7

现浇板板面负筋检测结果 表8

3.2 围护结构系统检测鉴定

四层部分外填充墙体存在渗水现象，其余部位填充墙体未见存在因结构变形或者建筑物沉降引起的裂缝和损伤，未见粉化、风化、脱落等明显施工质量缺陷。

3.3 地基基础检测鉴定

3.3.1 相关文件及资料核查

《岩土工程勘察报告》显示，地基土层自上而下依次为：

① 层耕表土：层底标高27.40～26.90m，层厚0.50～1.10m。

②层粉质粘土：层底标高25.50～25.00m，层厚1.60～2.10m。

③层粉质粘土：层底标高21.40～20.80m，层厚3.90～4.40m。

④层粉土：该层未钻穿。

基础设计为独立基础+筏板基础，基础混凝土设计强度等级为C30，独立基础部分持力层为第②层粉质粘土，地基承载力特征值为130kPa，筏板基础部分持力层为第③层粉质粘土，地基承载力特征值为180kPa。

3.3.2 基础实体质量抽检3.3.2.1混凝土强度抽检

采用钻芯法检测基础混凝土强度，随机开挖三处基础，在每个基础构件上各钻取3个直径100mm的芯样，在试验室加工成高径比为1:1的试件，自然干燥后进行抗压强度试验，结果见表9。

基础混凝土芯样试件抗压强度检测结果 表9

3.3.2.2 基础变形引起上部结构的反应

经现场查看，室内外地坪均未出现明显的开裂、沉陷现象，也未发现有因地基基础的不均匀沉降而导致上部结构构件出现明显的变形、开裂等异常现象。

4 结构验算

依据现场检测结果结合原设计图纸，按照建筑物建造时的规范要求进行复核验算，经验算得出：①部分框架柱、部分框架梁及部分现浇板承载能力不符合标准要求，柱梁混凝土强度不符合标准构造要求；②地基、基础承载能力符合标准要求，基础混凝土强度不符合标准构造要求。

5 裂缝成因分析及影响性评价

根据现场施工质量抽检、裂缝分布特征等综合分析：本工程梁板裂缝主要系承载能力不足引起，裂缝数量多、宽度大，对结构安全性产生严重影响。

6 鉴定结论及建议

6.1 地基基础

①经现场查看，室内外地坪均未出现明显的开裂、沉陷现象，也未发现有因地基基础的不均匀沉降而导致上部结构构件出现明显的变形、开裂等异常现象。

②钻芯法检测基础构件现龄期混凝土强度推定值在20.2MPa～25.8MPa之间，不符合设计强度等级(C30)要求。

③根据原设计图纸结合现场实测结果等经结构复核：地基、基础承载能力符合标准要求，基础混凝土强度不符合标准构造要求。

④综上所述，地基基础安全性等级可评定为B级。

6.2 上部承重结构

6.2.1 结构侧向位移等级

实测建筑物观测点的实测顶点侧向位移值超出《工业建筑可靠性鉴定标准》(GB 50144-2019)规定的B级限值要求，因此结构侧向位移等级可评定为C级。

6.2.2 承载功能等级

①回弹-钻芯修正法检测柱梁构件现龄期批量混凝土强度推定值在12.0MPa～22.7MPa之间，不符合设计强度等级(C30)要求。

②抽检的柱构件主筋根数符合设计要求、截面尺寸偏差符合施工验收规范要求、部分箍筋平均间距正偏差超出施工验收规范要求；抽检的梁构件部分截面尺寸负偏差超出施工验收规范要求、部分箍筋平均间距正偏差超出施工验收规范要求。

③抽检的现浇板构件个别板厚度负偏差超出施工验收规范要求；部分钢筋平均间距正偏差超出施工验收规范要求。

④经检测，上部主体结构梁板构件普遍存在因承载能力不足引起的裂缝，裂缝数量多、宽度大，对结构安全性产生严重影响。

⑤根据原设计图纸结合现场实测结果等经结构复核：部分框架柱、部分框架梁及被测现浇板承载能力不符合标准要求，柱梁混凝土强度不符合标准构造要求。

因此上部承重结构承载功能等级可评定为D级。

6.2.3 结构整体性等级

建筑平面、立面规则；结构布置合理，体系完整；传力路径明确；结构形式和构件选型、整体性构造和连接符合标准要求，因此结构整体性等级可评定为A级。

6.2.4 鉴定结论

综上所述，上部承重结构安全性等级可评定为D级。

6.3 围护系统的承重部分

四层部分外填充墙体存在渗水现象，其余部位填充墙体未见存在因结构变形或者建筑物沉降引起的裂缝和损伤，未见粉化、风化、脱落等明显施工质量缺陷，因此围护系统的承重部分安全性等级可评定为B级。

6.4 工程安全性评级

根据《工业建筑可靠性鉴定标准》(GB 50144-2019)，工程结构安全性等级可评定为四级，安全性极不符合标准要求，已严重影响整体安全。

6.5 建议

本文所述案例中，梁板裂缝产生的主要原因是混凝土强度偏低引起的承载能力不足，须经可靠的加固处理后才能继续使用。总结本文的检测过程，建议如下：本工程必须立即进行加固处理，应请原设计单位或具有相应资质的设计单位提出加固方案，加固工程须经验收合格后再投入使用。