某办公楼混凝土碳化检测和结构耐久性分析.pdf

第 3 8卷第 6期 2 0 1 1年 6月 建筑技术开发 Bui l d i ng Te c hn i qu e De v e l o pme n t Vo 1 ． 3 8。No ． 6 J u n． 2 0l 1 某办公楼 混凝 土碳化检 测和 结构耐久 性分析 李华 明 徐忻 ( 1 ． 中冶建 筑研 究总 院有 限公 司， 北 京 1 0 0 0 8 8 2 ． 中关村 科技 园丰 台 园科创 中心 ， 北 京 1 0 0 0 7 0 ) [ 摘 要 ] 某办公楼 由于改变使用用途及楼 面出现通 长裂缝 ， 对此进 行 了混凝 土碳化检 测和其他相 关检测鉴 定。结果 表 明， 尽管原办公楼楼板 出现通长裂缝 ， 但为非结构性受力裂缝 ， 而且其 内应力 已经释放 完毕 ， 裂缝修 复后 对 构件承载力和使用要求 不产 生影 响。 [ 关键词 ] 通长裂缝 ； 碳化 ； 检测鉴定 ； 可靠性 ； 耐久性 [ 中图分类号] T U 5 0 2 [ 文献标 志码 ] A [ 文章编 号] 1 0 0 1 ． 5 2 3 X( 2 0 1 1 ) 0 6 - 0 0 3 1 — 0 2 北京市某公 司办公楼由原建设 部建筑设计 院设计 ， 已使 用 1 0余年 。该 楼 四层计 划改 变房 屋使 用用 途 ， 重 新装 修 。 根据《 民用建筑可靠性鉴定标 准》 ( G B 5 0 2 9 2—1 9 9 9 ) 之规定 ， 建 筑物改变用途或者使用条件的， 应进行 可靠性鉴定 。且该 楼楼板和墙体 发 现多处 裂缝 ， 业 主希 望对 结 构进行 检 测鉴 定 ， 以便作 为决策依据 。 1检 测 内容 及 依 据 对盖办公楼四层结构 进行现 场检测 和鉴定 工作 。结 构 检测鉴定内容可分 为如下 四个环节 ： 初步调查 、 现场检查 、 结 点试验 、 检测鉴定结论和安全整改建议 。 1 ． 1 初 步 调 查 初步调查 的主要 内容有 ： 1 )查阅竣工资料是否齐全 。初步调查如下文件 ： ①竣工 图纸和设计变更文件 ； ②原材料 出厂合格证和试验报告 ； ③监理记录和施工 日志 ； 2 ) 现场使 用条件 ； 3 ) 数据资料核对检查 ； 4 ) 制定现场检测方案 、 安 全措施方案和实施细则 。 1 ． 2现 场 检 查 现 场 检 查 主要 包 括 以下 内容 ： 1 ) 楼 面 结 构 梁 板 的外 观 检 查和连接构造 检查 ； 2 )结构 材料 性能 和几 何 参数 的检 测 ； 3 ) 结构功能 、 建筑构造 、 构筑物 附件 的检查 ； 4 ) 构件 的耐久 性 检 查 。 ①外 观及尺寸检测 包括结构外观完损状态 ( 如检查和测 定混 凝土表面保护 层脱 落、 开裂、 骨料外露和疏松 、 渗水 、 露筋 、 变色 、 孔洞 、 掉角 等) 和主要 承重构件变形情况 ： 现场检测 。 ②混凝土碳化检测 混凝 土的碳化 是介质与混凝 土相互作 用 的一种 很广泛 的形式 ， 最典 型的例子是大气 中的二 氧化碳气体 ( C O ， ) 对混 收稿 日期 ： 2 0 1 1— 0 3—1 5 作者简介 ： 李华明( 1 9 7 3 一 ) ， 男 ， 辽宁人 ， 毕 业于西安建 筑科技 大学大 学， 硕 士， 高级工程师， 现从事房屋检测鉴 定及加 固施工。 凝土作用并发生化学反应 ： C a ( OH) 2+CO 2 _ + C a CO 1+H2 0 XCa O Y Si O， ZH， O + n CO， - - * XCa CO + YS i O， nH， 0 + H。 0 由于碳化降低 了混凝 土孔 隙液体 的 p H值 ( 碳 化后 p H 值 一8～ 1 0 ) ， 碳化 一旦 达 钢筋表 面 ， 钢筋就会 因其表 面的 钝化膜遭到破坏 而产 生锈蚀从 而对结 构产 生损害 。所 以通 过检测混凝土的碳 化深度 可 以对 构件 的可靠性 和耐久性进 行 评估 和鉴 定 。 ③ 钢筋 位置 、 规格及 保护层厚度检测 采用 电磁感应法 ， 通过 磁场 和感应线 圈的交 互作用 ， 测 出混凝土 中的钢筋保护层 、 直径及位置等 。 ④混凝土强度检测 对该楼 四层梁 、 板 的混凝土强度进行检测。 ⑤结构现状检测 2检 测结 果 1 ) 五层 楼面梁有 主筋 外露现 象。发现多处 梁 内钢 筋保 护层厚度偏薄 ， 最小厚度仅为 6 m m， 影响结 构耐久性。梁 表 面多见蜂 窝 麻 面 现 象 ， 梁 底 混 凝 土 内含 木 削 等 杂 质 现 象 普 遍 。 2 ) 四层楼板裂缝 ： 在 6— 7 ／ B～D轴范 围房 屋 内距离 B 轴 2 ． 2 m出现一道平行于 B轴的纵向裂缝 ， 剔凿后发 现裂缝 在 结构板上存在 ， 经过灌水试验证 明裂缝 已贯穿整个楼板厚 度 ， 分 析 原 因 为 施 工缝 造 成裂 缝 。 3 ) 多个房间墙体 都存在 中部竖 向裂缝 ； 悬臂梁部分上 的 墙体 出现变形斜裂缝 ， 经检查悬挑梁板 未出现裂缝 。构件尺 寸与原设计基 本相 符 ， 计算 时 可 以按照 设计 尺寸进 行验 算 分析 ； 4 ) 混凝 土碳化深度在 3一 ， 7 m m， 尚未达 到混凝 土保护层 厚度 ， 现场也未发现混凝土表面锈胀裂缝。 5) 混凝 土 强 度 检 测 结 果 如 表 l所 示 。 四层柱混凝土设计 强度 为 C 4 0 ， 5层楼板 、 梁 混凝 土设计 强度为 C 3 5 ， 检测 结果表 明 ， 该楼 各类构 件 的混凝 土强度 基 本满足原设计要求 。计算时可按照原设计强度进行验算 ； 6 ) 现场采用雷达对 五层楼 板底 面钢筋 、 梁钢筋 、 以及 四 层柱钢筋进行了扫描 ， 部分其扫描照片如图 1 ～图 2所示 。 31 第 6期 李华 明， 等 ： 某办公楼混凝土碳化检测和结构耐 久性分析 第 3 8卷 表 1 混 凝 土 强 度检 测 结 果 检测 混凝土 混凝土 混凝土 楼层 强度平 强度标 强度推 备注 位置 均值／ M P a 准差／ M P a 定值／ MP a 不 满 足 】 G ～ H ／ 5粱 3 5 ． 7 2 ． 4 9 3 1 ． 6 设 计 要求 满 足 2 B — C ／ 7梁 4 2 ． 2 1 1 ． 9 8 4 0 ． 1 l 设计要求 满 足 3 C ／ 7 ～ 8粱 4 4 ． 2 1 2 ． 1 2 3 8 ． 1 5 设计要求 满 足 4 F — G ／ 5～ 6板 4 0 ， 2 1 2 ． 7 8 3 7 ， 3 4 设计要求 满 足 5 B — C ／ 6～ 7板 4 】 ． 2 l 2 ， 8 8 3 8 ． 3 4 设 计 要求 满 足 6 G — H ／ 5～6板 3 9 ． 2 1 1 ． 9 8 3 5 ． 1 1 设 计 要求 满 足 7 G ／ 1 4 ～ 1 5粱 4 5 ． 0 9 2 ． 1 3 4 1 ． 5 8 设 计 要求 满 足 8 B 7柱 4 4 ．0 7 2． 2 3 4 2 ． 4 0 设 计 要求 满 足 9 C 7柱 4 4 ．2 5 1 ． 91 4 1 ． 1 】 设计要求 3 2 图 1 五层 5～ 6 ／ G～H轴楼 板底 面钢筋分布 图 2五层 7～ 8 ／ B～C轴楼板底面钢筋分布 检测结果表 明： ① 钢筋直径与原设计基本相符 ； ② 钢筋 间距与原设计基本相符 ； ③ 经检查某些 区域保护层厚度偏薄 ， 梁箍筋 到混凝土外 表面保 护层厚度 只有 1 1 in n左右。 7 ) 结构承载力分析 结 构的混凝土强度的取值原则 ： 实测结果满 足原设计 要 求 ， 按原设 计取值 ， 不满足 原设计要求 ， 按实测 取值 ， 构件 保 护层厚度按 实测保护层厚度取值。 计算荷 载取值主要依 据原有 图纸 ， 并 参照 现行 的《 建筑 结构荷载规范》( G B 5 0 0 0 9— 2 0 0 1 ) 以及现场 检测结 果 ， 结构 计算模 型如 图 3所示。 图 3 结构计算模 型 3 结 语 1 ) 依据《 民用建 筑可 靠性 鉴定 标准 》 ( 5 0 2 9 2—1 9 9 9 ) 和 《 混凝土结构设计规 范》 ( G B 5 0 0 1 0 --2 0 0 2) ， 经现场检测 、 计 算及分析 ， 该楼可靠性鉴定评 级为 I l 级 ， 表 明该楼可 靠性略 低于《 民用建筑可靠性鉴定标 准》 的要求 ， 但 尚不影响整体承 载功能和使用 功能。 2 ) 四层楼板 贯 穿裂 缝需 要处 理 ， 此裂缝 判 断为 收缩裂 缝 ， 收缩完成后裂缝趋于稳定 ， 经修复或封 闭堵塞 处理后 ， 对 构件承载力和正常使 用不产 生影响 。可沿 裂缝剔凿 装修 面 层 ， 采用化学压力灌浆修补裂缝 ， 板底跨缝粘贴碳 纤维 ， 然后 恢复表面装修层。 3 ) 露出主筋 的梁和箍 筋保护 层厚度小 于设计要 求的在 梁底部采用钢丝 网水 泥砂浆 面层封 闭。对 现有少量 梁上 宽 度为 0 ． 1 ～ 0 ． 3 m m左右裂缝 ， 对结构 承载影 响小 ， 但 影响 耐 久性 ， 可采用表 面环 氧涂料 封闭处理 ， 通过 以上处理 方式 可 以使得裂缝 区域 混凝土耐久性得到恢复 ， 保障混凝土 的长期 使 用 。 参考文献 [ 1 ] 建筑结构检测技术标准 ， ( G B ／ T 5 0 3 4 4— 2 0 0 4 ) [ 2 ] 建筑结构可靠度设计统一标准 ， ( G B 5 0 0 6 8—2 0 0 1 ) [ 3 ] 民用建筑可靠性鉴定标准 ， ( G B 5 0 2 9 2—1 9 9 9 ) [ 4 ] 混凝土结构设计规范 ， ( G B 5 0 0 1 0— 2 0 0 2 )