某框架结构建筑物安全性鉴定

某框架结构建筑物安全性鉴定

叶欢

甘肃土木工程科学研究院有限公司，甘肃省兰州市， 730020

摘要：通过对结构现状进行现场检测，鉴定，发现结构存在的主要问题，分析裂缝成因，分别对构件的安全性、子单元的安全性进行鉴定评级，综合评定鉴定单元的安全性，并提供安全性鉴定结论及建议，为后续加固改造提供技术依据。

关键词：安全性鉴定 地基基础 持力层 裂缝

一、项目概况

某建筑物为地上一层钢筋混凝土框架结构。近期，建筑物多处填充墙出现裂缝现象，且裂缝有发展趋势，因此，为确定建筑物房屋安全性，对建筑物进行了房屋安全性检测鉴定，并出具房屋安全性检测鉴定报告。

二、建筑物概况

㈠、概况

该建筑物于2012年8月完成勘察、2013年7月完成设计、2014年6月竣工。建筑物总长45.20m，总宽10.80m，建筑高度5.90m，室内外高差0.30m，总建筑物面积465.92m²。

建筑物采用现浇钢筋混凝土框架结构，框架柱柱距纵向由南向北分别为5.1m×4、6.0m×4，横向由东向西为5.0m×2。框架柱均为矩形截面，截面尺寸均为500mm×500mm，屋面板厚度为100mm。

㈡、地基基础

地基处理设计要求如下：基坑开挖前，应根据需要采取降水措施，确保地下水位在基坑面以下不少于500mm，基槽开挖后，严禁任何水侵入坑内，采用机械开挖时严禁扰动基底持力层，施工时应保证不小于300mm厚土层采用人工挖至槽底标高。基槽开挖后应进行验槽，验槽应以地质勘察单位技术人员为主对地质条件进行评估，若遇不良地质情况或基础底面未置于所选持力层的情况，应按有关规定、规程协商处理，钎探时，应预留100mm土层，待验槽完成后，清理平整。

基础设计为柱下钢筋混凝土阶形独立基础，基础尺寸为3200mm×3200mm、2800mm×2800mm，基础高度均为800mm，基础顶标高均为-0.900m，基础底标高均为-1.700m。下设垫层，自上而下垫层做法为100厚C15素砼垫层+200厚碎石灌沥青垫层+300mm厚级配碎石层；素砼垫层每侧宽出基础边缘100mm，沥青垫层每侧宽出素砼垫层200mm，级配砂石垫层宽出沥青垫层200mm。基础与土壤接触表面防护要求为表面刷环氧沥青涂层。

基础设计以角砾为持力层，设计地基承载力特征值f_ak=230kPa，超深部分采用级配砂石垫层分层压实回填，压实系数≥0.96。

㈢、结构设计参数指标

建筑物设计合理使用年限为50年，结构安全等级为二级，建筑抗震设防分类为乙类，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第二组，特征周期为0.45s，场地类别为Ⅱ类，框架抗震等级为二级，基础设计等级为丙级。

三、检测鉴定目的

通过对结构现状进行现场检测，鉴定，发现结构存在的主要问题，分析裂缝成因，分别对构件的安全性、子单元的安全性进行鉴定评级，综合评定鉴定单元的安全性，并提供安全性鉴定结论及建议，为后续的加固改造提供技术依据。

四、检测鉴定内容步骤

㈠、初步调查

对建筑物概况、建筑、地基基础、上部结构、图纸资料、环境、历史、委托方陈述主要问题进行初步调查。

㈡、检测鉴定内容步骤

按照现国家规范标准《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB 50292-2015）及《建筑抗震鉴定标准》（GB 50023-2009）的规定要求进行现场调查、检测和鉴定，综合评定结构安全性。具体各项检测鉴定内容如下：

1、地基基础检测鉴定：⑴、场地条件调查；⑵、地基基础原设计情况调查；⑶、地基基础检测；⑷、地基基础相对沉降变形观测；⑸、地基基础鉴定。

2、上部结构检测鉴定：⑴、结构布置、结构体系检测鉴定；⑵、混凝土强度检测鉴定；⑶、混凝土保护层厚度检测鉴定；⑷、结构构件裂缝检测鉴定；⑸、结构构造连接检测鉴定；⑹、结构变形检测鉴定；⑺、结构承载力鉴定。

3、构件安全性鉴定评级

4、子单元安全性鉴定评级

5、鉴定单元安全性鉴定评级

五、地基基础检测鉴定

㈠、场地条件调查

依据岩土工程勘察报告，对场地地层岩性进行调查：

根据勘察阶段的钻探揭露、原位测试及室内试验成果综合分析，现将场地各岩土层特征从上至下分述如下：

第①层素填土：杂色，松散，稍湿，成分以角砾为主，含少量黏性土，未经压密，欠固结，主要为西气东输二线压气站附近平整场地时所形成。该层揭露于26～33、37～39、48～50、52、67～70、79～82号勘探孔，揭露层底埋深1.50～3.90m，揭露层厚度1.50～3.90m，层底标高为2253.10m～2261.50m。

第②层角砾：褐灰色，主要呈中密～密实状态，局部呈稍密状态，母岩成分以砂岩、灰岩为主,颗粒形状呈棱角状、次棱角状，充填中粗砂及黏性土、粉土，胶结一般，级配差，局部揭露为砾砂。该层分布普遍，仅13、17、20、23、52号勘探孔未见该层，揭露层底埋深0.50～10.20m，揭露层厚度0.50～8.00m，层底标高为2245.50m～2264.20m。

第③层粉质黏土：褐红、棕红色，主要呈硬塑～坚硬状态，局部呈可塑状态，表面稍有光泽，无摇振反应，干强度、韧性高，局部揭露为粉土、黏土。该层分布普遍，本次勘察深度范围内该层仅68、69、79、80、82号勘探孔未见该层，揭露层厚度11.00～16.30m，层顶标高为2245.50m～2264.20m。

第④层粉质黏土：褐红、棕红色，主要呈坚硬状态，局部呈硬塑状态，半成岩状态，表面稍有光泽，无摇振反应，干强度、韧性高。本次勘察深度范围内该层揭露于10、41～45、52～56、60～64、72～76号勘探孔，揭露层顶埋深17.00～19.00m，层顶标高为2235.10m～2243.60m，勘探孔最大深度范围内未揭穿该层，最大揭露厚度为13.00m。

㈡、地基基础原设计情况调查

1、地基处理原设计要求

基坑开挖前，应根据需要采取降水措施，确保地下水位在基坑面以下不少于500mm，基槽开挖后，严禁任何水侵入坑内，采用机械开挖时严禁扰动基底持力层，施工时应保证不小于300mm厚土层采用人工挖至槽底标高。基槽开挖后应进行验槽，验槽应以地质勘察单位技术人员为主对地质条件进行评估，若遇不良地质情况或基础底面未置于所选持力层的情况，应按有关规定、规程协商处理，钎探时，应预留100mm土层，待验槽完成后，清理平整。

2、基础原设计要求

基础设计为柱下钢筋混凝土阶形独立基础，基础尺寸为3200mm×4200mm，2800mm×2800mm，基础高度均为800mm，基础顶标高均为-0.900m，基础底标高均为-1.700m。下设垫层，自上而下垫层做法为100厚C15素砼垫层+200厚碎石灌沥青垫层+300mm厚级配碎石层，素砼垫层每侧宽出基础边缘100mm，沥青垫层每侧宽出素砼垫层200mm，级配砂石垫层宽出沥青垫层200mm。基础与土壤接触表面防护要求为表面刷环氧沥青涂层。

基础设计以角砾为持力层，设计地基承载力特征值f_ak=230kPa，超深部分采用级配砂石垫层分层压实回填，压实系数≥0.96。

㈢、地基基础检测

现场在建筑物基础外侧布置人工探井对地基基础进行检测，揭露该场地地层情况如下：

第①层：混凝土散水，80mm厚，自室外地坪以下-0.30m～-0.38m。

第②层：砾石换填层，400mm厚，自室外地坪以下-0.38m～-0.78m内分布。

第③层：素填土，黄土状粉土，自室外地坪以下-0.78m，现场检测探井开挖至自室外地坪以下-1.80m，未穿透该层。

探井自上而下提取土样3处，并送实验室进行土工试验，基底以下土层天然含水量17.8%～19.8%，含水量偏高，经分析为地基浸水所致。根据现场人工开挖探井对A/3轴柱下基础进行检测，探井检测情况如下：A/3轴柱下为钢筋混凝土矩形阶形独立基础，基础尺寸为3200mm×3200mm，基础总高度800mm，其中，第一阶高为400mm，第二阶高为400mm，基础底标高-1.70m，基础底面以下为100mm厚素混凝土垫层。基础检测结果与原设计基本相符；基础持力层为素填土，现场持力层检测结果与原设计不符。

㈣、地基基础相对沉降变形观测

相对沉降变形观测结果表明：结构A轴线纵向边框柱相邻柱基的最大相对沉降差为32mm，相邻柱基中心距离为6000mm，地基沉降变形为0.005 ，地基变形已超过国家规范规定的地基变形允许值0.002 的限值要求。因此，地基变形不满足规范要求。

六、上部结构检测鉴定

㈠、结构布置、结构体系检测鉴定

该结构为地上二层现浇钢筋混凝土框架结构，结构选型合理。结构平、立面布置规则、对称，质量、刚度分布均匀对称。结构抗侧力构件框架柱、布置对称、均匀、合理，结构布置合理，结构体系合理，结构整体性较好。

㈡、混凝土强度检测鉴定

根据现场实测结果，基础混凝土实测强度为42.5MPa, 满足C40的设计强度要求。

㈢、混凝土保护层厚度检测鉴定

根据现场实测结果，框架梁混凝土内钢筋保护层厚度均满足设计要求。

㈣、结构构件裂缝检测鉴定

1、建筑物裂缝检测

钢筋混凝土基础及基础梁上、框架柱、框架梁、楼板上未发现明显裂缝，现场检测到的裂缝主要分布于内外填充墙体、室内地坪及女儿墙上。

2、裂缝成因分析

根据现场检测结果分析，裂缝形成直接原因为建筑物地基基础浸水，继而造成框架柱下独立基础产生较大不均匀沉降，引起上部结构构件变形开裂。

现场检测中也发现填充墙体出现因温度应力作用、应力集中现象、抹灰层干缩、空鼓等原因产生的裂缝现象。

经抽检，钢筋混凝土基础及基础梁上、框架柱、框架梁、楼板上未发现明显裂缝，现场检测到的裂缝主要分布于内外填充墙体、室内地坪及女儿墙上。

3、结构构件裂缝鉴定

钢筋混凝土基础及基础梁上、框架柱、梁上未发现明显裂缝，满足鉴定标准要求。

填充墙体、室内地坪及女儿墙上出现的裂缝不影响主体结构的安全性，但裂缝影响填充墙体自身的安全及正常使用，影响围护系统的安全及正常使用。

㈤、结构构造连接检测鉴定

1、结构体系鉴定

采用现浇钢筋混凝土双向框架结构体系，现浇钢筋混凝土框架梁柱节点，现浇楼板，钢筋混凝土独立基础，结构体系合理。

2、结构构造连接检测

结构设计依据当时国家规范《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010），结构构造措施满足现行国家规范标准要求。经现场检测，上部结构混凝土构件框架柱、框架梁、梁柱节点、楼板等构造连接无明显缺陷，满足鉴定标准要求。

㈥、结构变形检测鉴定

1、结构整体倾斜变形检测与鉴定

观测结果表明，结构最大倾斜变形（侧向位移）为18mm，18mm＜H/150=63000/150=42mm，根据《民用可靠性鉴定标准》（GB 50292-2015）规定，结构整体倾斜变形（侧向位移）小于鉴定标准规定的单层混凝土结构不适于继续承载的侧向位移H/150的限值，满足鉴定标准要求。

2、框架梁挠度变形检测与鉴定

根据现场实测结果，实测框架梁挠度均未超出鉴定标准中混凝土受弯构件不适于承载的变形限值要求，挠度值在允许范围之内。

㈦、结构承载力鉴定

计算程序采用中国建筑科学研究院PKPM软件进行结构承载力验算，验算结果如下：结构整体验算满足规范要求，框架柱轴压比满足规范要求；框架柱配筋满足规范要求；框架梁配筋满足规范要求。

八、安全性鉴定评级

依据《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB 50292-2015）规定，分别对构件的安全性、子单元的安全性进行鉴定评级，综合评定鉴定单元的安全性。

㈠、构件安全性鉴定评级

1、承载能力

经结构验算，结构整体抗震验算满足规范要求。因此，上部结构构件承载能力评定为a_u级。

2、构造

结构连接方式正确，构造符合国家现行规范标准要求，结构构造连接无明显缺陷，工作无异常。因此，构造评定为a_u级。

3、不适于继续承载的位移（或变形）

结构最大倾斜变形为18mm，18mm＜H/150=63000/150=42mm，不属结构不适于继续承载的侧向位移。因此，结构整体位移（或变形）评定为a_u级。

4、裂缝

依据《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB 50292-2015）规定，钢筋混凝土基础及基础梁上、填充墙与框架柱、梁上未发现明显裂缝，满足鉴定标准要求。

填充墙体、室内地坪及女儿墙上出现的裂缝不影响主体结构的安全性，但裂缝影响填充墙体自身的安全及正常使用，影响围护系统的安全及正常使用。

因此，构件裂缝评定为b_u级。

根据承载能力、构造以及不适于继续承载的位移（或变形）和裂缝等四个检查项目，综合评定构件的安全性。

㈡、子单元安全性鉴定评级

1、地基基础

经现场检测，地基基础已产生不均匀沉降变形，结构纵向地基沉降变形最大为0.005 ，变形已超过《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）规定的地基变形允许值0.002 的限值要求。地基不均匀沉降已对上部结构造成显著不利影响，上部混凝土结构构件及填充墙体已出现由于地基基础不均匀沉降变形引起的裂缝。因此，地基基础安全性综合评定为为C_u级。

2、上部承重结构

⑴、所含构件的安全性

结构主要构件中，不含c_u和d_u级构件，可含有b_u级构件，但b_u级构件含量不多于30%。一个子单元中b_u、c_u、d_u级含量符合所含构件安全性A_u级的要求，因此，所含构件的安全性等级评定为A_u级。

⑵、结构的整体性

结构体系合理，形成完整系统，结构选型及传力路线设计正确，因此，结构的整体性等级评定为A_u级。

1. 、结构侧向位移

结构最大倾斜变形为18mm，18mm＜H/150=63000/150=42mm，不属结构不适于继续承载的侧向位移。因此，结构侧向位移评定为A_u级。

上部承重结构（子单元）的安全性鉴定评级，应根据其所含各种构件的安全性等级、结构的整体性等级，以及结构侧向位移等级进行确定。

3、围护系统的承重部分

围护系统的承重部分中的非承重构件——填充墙已出现明显裂缝现象，因此围护系统评定为C_u级。

㈢、鉴定单元安全性鉴定评级

根据地基基础、上部承重结构和围护系统的承重部分三个子单元的安全性评定结果，综合评定鉴定单元安全性。鉴定单元安全性等级由地基基础（C_u）、上部承重结构（A_u）、围护系统的承重部分（C_u）进行评定，鉴定单元安全性评定等级评为C_su级。

九、结论与建议

㈠、结论

依据《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB 50292-2015）的规定，建筑物安全性鉴定结论为：安全性不符合本标准对A_su级的要求，显著影响整体承载，应采取措施，且应对建筑物地基基础必须立即采取措施。因此，房屋结构安全性综合评定为C_su级。

经鉴定，建筑物存在如下问题：

1、现场检测的框架柱下独立基础尺寸、基础埋深结果与原设计基本相符；基础持力层为素填土，现场持力层检测结果与原设计不符。

2、通过现场检测，建筑场地为回填土平整后形成，回填土之上为约400mm厚砂石垫层，垫层之上为80厚素混凝土垫层，混凝土垫层之上为阶形独立基础。经现场取土样进行分析，底部回填土潮湿，上部结构墙体裂缝严重部位对应基础位置土壤含水量偏大，呈饱和状。根据勘察报告，回填的粉质粘土中含有盐渍土，盐渍土具有溶陷性，遇水后产生溶陷变形，因此，地基土大量浸水造成基底以下回填土出现溶陷变形，导致建筑物地基基础下沉。

3、通过现场检测，内外填充墙体上出现大量斜裂缝，室内地坪出现裂缝，根据现场检测结果分析，上述现象产生的直接原因为建筑物地基基础浸水后出现较大不均匀沉降变形，继而造成框架柱下独立基础产生较大不均匀沉降，引起上部结构构件变形开裂。因此，基础不均匀沉降已对上部结构构件造成显著不利影响。

4、现场对相邻柱基的相对不均匀沉降观测结果表明：地基不均匀沉降变形已超过现行国家规范《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）规定的地基变形允许值0.002 的限值要求。因此，地基变形不满足规范要求。

㈡、建议

根据以上安全性检测鉴定结论，对某建筑物处理建议如下：

1、建议应立即在建筑物外围所有竖向承重构件——框架柱上设置永久性沉降观测点，并制定沉降变形监测方案，对整个建筑物进行动态沉降变形监测，密切监测沉降发展趋势。若在观测过程中发现沉降变形有继续发展趋势，且沉降速度超过规范规定要求时，应立即对该建筑物停止使用。

2、建议对该建筑物地基基础进行全面加固处理。

3、建议对出现裂缝的墙体进行裂缝封闭修复补强处理，对出现裂缝的室内地面进行裂缝封闭修复处理

4、建议使用单位在建筑物后续使用管理中应加强场地防排水措施，杜绝浸水隐患。

参考文献

1、朱彦鹏，苟卫强，滕文川等.既有建筑物的安全性鉴定及纠偏加固处理研究[J].甘肃科学学报，2017-12-25.

2、魏常宝，郑建军，钱铭等. 某既有隔震建筑检测与安全性鉴定[J].建筑结构，2019，49（9）：77-82.