巖土技術(shù)交流：分析混凝土構(gòu)件的安全鑒定

　　1、前言
　　在房屋安全鑒定中，需要對整幢房屋的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行安全鑒定，首先通過現(xiàn)場踏勘進行外觀檢查，可能會發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件各種質(zhì)量問題，其中裂縫是最常見的現(xiàn)象之一。裂縫出現(xiàn)都是事出有因，有設(shè)計上錯誤、原材料性能缺陷、施工質(zhì)量低劣、環(huán)境條件的變化、使用不當(dāng)、地基不均勻沉陷等等，而建筑物的破壞往往始于裂縫。因此，如何鑒定裂縫、分析裂縫、控制裂縫，是安全鑒定工作的重要內(nèi)容之一。根據(jù)裂縫成因和特征，判斷結(jié)構(gòu)受力工作狀況，評定結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性。此種鑒定方法具有簡便、直觀、快速等優(yōu)點，在房屋安全鑒定中運用很廣。其缺點在于它只是一種定性的分析方法，而不能定量地分析結(jié)構(gòu)的安全性。為此，對可疑結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)進行強度、剛度、抗裂性驗算，必要時還應(yīng)通過荷載試驗，然后作出安全鑒定意見。
　　2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫分析
　　判明是結(jié)構(gòu)性裂縫還是非結(jié)構(gòu)性裂縫：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因很多，對結(jié)構(gòu)的影響差異也很大，只有弄清結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)和裂縫對結(jié)構(gòu)影響的基礎(chǔ)上，才能對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行定性。結(jié)構(gòu)性裂縫多由于結(jié)構(gòu)應(yīng)力達到限值，造成承載力不足引起的，是結(jié)構(gòu)破壞開始的特征，或是結(jié)構(gòu)強度不足的征兆，是比較危險的，必須進一步對裂縫進行分析。非結(jié)構(gòu)性裂縫往往是自身應(yīng)力形成的，如溫度裂縫、收縮裂縫，對結(jié)構(gòu)承載力的影響不大，可根據(jù)結(jié)構(gòu)耐久性、抗?jié)B、抗震、使用等方面要求采取修補措施。例如某校健身房，跨度12m，單層框架結(jié)構(gòu)，1996年12月竣工，1997年8月甲方發(fā)現(xiàn)框架梁出現(xiàn)不同程度的裂縫，要求鑒定。根據(jù)現(xiàn)場查勘，框架梁裂縫普遍存在，裂縫的特點：大都出現(xiàn)在梁的上半部，裂縫上寬下窄，中間寬兩邊細，最大裂縫寬度為 0.35mm，通過對設(shè)計及施工情況的檢查，設(shè)計無誤，為施工原因，經(jīng)過綜合分析，判明為溫度裂縫，屬非結(jié)構(gòu)性裂縫。只要消除溫差影響，用壓力灌漿修補裂縫即可。
　?。?）判明結(jié)構(gòu)性裂縫的受力性質(zhì)：結(jié)構(gòu)性裂縫，根據(jù)受力性質(zhì)和破壞形式進一步區(qū)分為兩種：一種是脆性破壞，另一種是塑性破壞。脆性破壞的特點是事先沒有明顯的預(yù)兆而突然發(fā)生，一旦出現(xiàn)裂縫，對結(jié)構(gòu)強度影響很大，是結(jié)構(gòu)破壞的征兆，屬于這類性質(zhì)裂縫的有受壓構(gòu)件裂縫（包括中心受壓、小偏心受壓和大偏心受壓的壓區(qū)）、受彎構(gòu)件的受壓區(qū)裂縫、斜截面裂縫、沖切面裂縫，以及后張預(yù)應(yīng)力構(gòu)件端部局壓裂縫等。脆性破壞裂縫是危險的，應(yīng)予以足夠重視，必須采取加固措施和其它安全措施。塑性破壞特點是事先有明顯的變形和裂縫預(yù)兆，人們可以及時采取措施予以補救，危險性相對稍小。屬于這類破壞的受力構(gòu)件的裂縫有：受拉構(gòu)件正載面裂縫，受彎構(gòu)件和大偏心受壓構(gòu)件正載面受拉區(qū)裂縫等。此種裂縫是否影響結(jié)構(gòu)的安全，應(yīng)根據(jù)裂縫的位置、長度、深度以及發(fā)展情況而定。如果裂縫已趨于穩(wěn)定，且最大裂縫未超過規(guī)定的容許值，則屬于允許出現(xiàn)的裂縫，可不必加固。例如某辦公用房，四層二跨框架結(jié)構(gòu)，跨度5m及7m，建于1990年，1998年 6月出賣給某廠，廠方將此房用于制衣車間，使用不久，部分梁出現(xiàn)裂縫，要求鑒定。通過現(xiàn)場查勘，發(fā)現(xiàn)梁的裂縫均出現(xiàn)在梁的兩端，為約45°的斜裂縫，且混凝土的質(zhì)量較差，后經(jīng)過對部分梁的混凝土取芯試壓，最低強度等級約C12，平均強度等級為C15，圖紙設(shè)計混凝土強度等級為C20，二者相差較大，由于荷載增大及混凝土強度低，通過復(fù)算，梁處于超筋狀態(tài)，屬脆性破壞裂縫，應(yīng)予立即加固。
　?。?）查明裂縫的寬度、長度、深度：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫按其表征可分三種：一是表面細小裂縫，即縫寬很小，長度短而淺；二是中等裂縫，其寬度在0.2mm 左右，長度局限在受拉區(qū)，裂縫已深入結(jié)構(gòu)一定深度；三是貫穿性裂縫，縫寬超過0.3mm，長度伸到受壓區(qū)，裂縫已貫穿整個截面或部分截面。結(jié)構(gòu)性裂縫不僅表征結(jié)構(gòu)受力狀況，還會影響結(jié)構(gòu)的耐久性。裂縫寬度愈大，鋼筋愈容易銹蝕，意味著鋼筋和混凝土之間握裹力已完全破壞，使用壽命已近終結(jié)。一般室內(nèi)結(jié)構(gòu)，橫向裂縫導(dǎo)致鋼筋銹蝕的危險性較小，裂縫以不影響美觀要求為度，而在潮濕環(huán)境中，裂縫會引起鋼筋銹蝕，裂縫寬度應(yīng)小于0.2mm，但縱向縫易引起鋼筋銹蝕，并導(dǎo)致保護層剝落，影響結(jié)構(gòu)的耐久性，應(yīng)予處理。當(dāng)裂縫長度較長，深度較深，嚴(yán)重影響構(gòu)件的整體性，往往是破壞征兆。例如受彎構(gòu)件正截面梁底出現(xiàn)裂縫，裂縫長度向受壓區(qū)發(fā)展，并到達或超過中和軸，是比較危險的，若縫長較短，局部在受拉區(qū)，一般危險性較小。裂縫深度也是表征之一，通常表面裂縫多是非結(jié)構(gòu)性裂縫，貫穿性裂縫多是結(jié)構(gòu)性裂縫，容易使鋼筋銹蝕，危險性較大，應(yīng)查明原因，根據(jù)危險性，采取必要的加固措施。
　　（3）判明裂縫是發(fā)展的還是穩(wěn)定的：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫按其擴展性質(zhì)，通常分三種：一是穩(wěn)定裂縫，即裂縫的寬度、長度保持恒定不變；第二種是活動性裂縫，該裂縫的寬度和長度隨著受荷狀態(tài)和周圍溫度、濕度變化而變化；第三種是發(fā)展裂縫，裂縫的寬度和長度隨著時間增長而增長。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下，一般在受拉區(qū)允許在裂縫出現(xiàn)下工作，也就是說裂縫是不可避免的，只要裂縫是穩(wěn)定的，其寬度不大，符合規(guī)范要求，并無多大危險，屬安全構(gòu)件。但裂縫隨時間不斷擴展，說明鋼筋應(yīng)力可能接近或達到流限，對承載力有嚴(yán)重的影響，危險性較大，應(yīng)及時采取措施。裂縫穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，裂縫會不會再擴展，還要看所處環(huán)境是否穩(wěn)定，環(huán)境變化，舊的裂縫可能還會擴展，也還會出現(xiàn)新的裂縫，應(yīng)結(jié)合具體條件加以分析。例如某教學(xué)樓3層框架結(jié)構(gòu)，淺基礎(chǔ)，因附近打樁，部分屋頂大梁出現(xiàn)裂縫，要求鑒定。通過對設(shè)計、施工資料的檢查，均無大的問題，且此教學(xué)樓已竣工多年，未發(fā)現(xiàn)任何裂縫。經(jīng)過現(xiàn)場查勘，地坪土體隆起嚴(yán)重，屋頂大梁的裂縫僅出現(xiàn)在梁端兩側(cè)，為斜細裂縫，初步意見應(yīng)對裂縫進行繼續(xù)觀察。打樁結(jié)束后，經(jīng)過三個月觀察，裂縫沒有繼續(xù)發(fā)展。分析認為由于打樁擠土引起基礎(chǔ)移動，致使上部結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力重分布產(chǎn)生裂縫，對結(jié)構(gòu)影響不大。
　　3、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形的分析

　　結(jié)構(gòu)在長期使用中，由于荷載、溫度、濕度以及地基沉陷等影響，將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形和變位，變形不但對美觀和使用方面有影響，且對結(jié)構(gòu)受力和穩(wěn)定也有影響。較大變形往往改變了結(jié)構(gòu)的受力條件，增大受力的偏心距，在構(gòu)件斷面、連接節(jié)點中產(chǎn)生新的附加應(yīng)力，從而降低構(gòu)件的承載能力，引起構(gòu)件開裂，甚至倒塌。結(jié)構(gòu)變形的測定項目應(yīng)針對可疑跡象，根據(jù)測定的要求、目的加以選擇，但最大的撓度和位移必需檢測。變形的量測應(yīng)與裂縫量測結(jié)合起來，結(jié)構(gòu)過度的變形，可產(chǎn)生對應(yīng)的裂縫，過大的裂縫又可擴大結(jié)構(gòu)的變形。因此，結(jié)構(gòu)變形情況如何，往往是反映出結(jié)構(gòu)工作是否正常的重要標(biāo)志，是結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全鑒定的重要內(nèi)容。另一方面還需看變形是穩(wěn)定的還是發(fā)展的，變形發(fā)展很慢或基本穩(wěn)定是正常的，若變形發(fā)展很快，變形速度逐漸增大或突然增大，即是異常的現(xiàn)象，應(yīng)引起注意，通常意味著結(jié)構(gòu)可能破壞，應(yīng)立即采取措施確保房屋安全。結(jié)構(gòu)過度變形是結(jié)構(gòu)剛度不足或穩(wěn)定性不足的標(biāo)志，它并不直接反映結(jié)構(gòu)的強度。影響結(jié)構(gòu)變形的主要因素，如斷面尺寸、跨度、荷載、支座形式、材料質(zhì)量等，也影響到結(jié)構(gòu)的強度。因此進行安全鑒定時，還應(yīng)和裂縫、結(jié)構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)定等結(jié)合考慮。
　　4、結(jié)語
　　鋼筋混凝土構(gòu)件的安全鑒定還應(yīng)考慮構(gòu)造、混凝土碳化等因素。房屋安全鑒定是一項技術(shù)與政策相結(jié)合、局部和整體相結(jié)合、必須考慮諸多因素的技術(shù)工作，本文所提及的僅僅是一項局部的分析，只是個人學(xué)習(xí)和平時工作中點滴體會，其中還有許多問題有待深入探討和研究，竭望同行們批評指正。