某紀念碑主體結構安全鑒定與原因分析

史 超 趙賀清
　　（天津市房屋質量安全鑒定檢測中心，天津 300060）
　　摘要：本文就該紀念碑存在的各種損壞現象進行了現場查勘、檢測、變形觀測及復核計算，對其主體結構進行了鑒定分析并提出了相應的安全處理措施，為日后修繕提供了可靠依據。
　　關鍵詞：紀念碑;安全鑒定

　　1. 紀念碑概況
　　該紀念碑于1949年建立，自上而下由碑頂、碑身、碑座、月臺等組成。碑身座西北朝東南，為矩形鋼筋混凝土筒體結構，碑座內、外筒及月臺側壁均為石砌體結構，平面均呈圓形，月臺及碑座外筒周邊沿四面均設有臺階，月臺地面距室外自然地坪高度為1.1m，碑座外筒地面距月臺地面高度為2.2m。現根據現狀情況，對該紀念碑進行改造前主體結構安全鑒定。

　　圖1 紀念碑結構平面示意圖

　　2. 主要檢查情況
　　2.1. 碑身
　　經對碑身內側混凝土墻體進行檢查，結果顯示，內側墻面未進行裝飾抹灰，混凝土表觀質量較好，墻面光滑平整，除底部局部存在輕微潮堿現象以及碑身底部與混凝土梁梁頂交接處存在鋼筋裸露及銹蝕現象外，未發現碑體存在其他明顯開裂、較大變形等結構損壞現象。碑身外立面大理石貼面存在細小裂縫，同時，因年代久遠，自然侵蝕作用，個別大理石表面出現了一定程度的風化及蝕損現象。
　　2.2. 碑座
　　2.2.1. 內筒
　　經對內筒毛石砌體內、外墻面進行檢查，除高出外筒頂蓋以上部分外側墻面抹灰層局部存在開裂、脫落、輕微堿蝕現象以及墻面刮白普遍存在起皮現象外，未發現內筒毛石砌體存在其它明顯開裂、整體變形等結構損壞現象。
　　2.2.2. 外筒
　　經檢查，該紀念碑碑座外筒月臺以上外立面墻面抹灰層普遍存在堿蝕、起皮現象，局部存在開裂現象；西側墻面抹灰層于距月臺地面約1.9m高度處存在一道通長水平裂縫。除上述現象外，未發現外筒毛石砌體存在其它開裂、變形等結構損壞現象。經檢查，該紀念碑碑座外筒至月臺臺階的踏步及兩側垂帶抹灰層均存在不規則開裂現象。個別混凝土梯板存在混凝土保護層脫落、鋼筋外露銹蝕等現象。
　　2.2.3. 外筒頂蓋結構
　　經現場抽取2處鋼筋混凝土梁進行剔鑿檢查，結果顯示：2號梁梁底縱向受力鋼筋直徑約為18mm～20mm（共4根），箍筋直徑約為6mm～8mm，其混凝土表觀質量較差，顏色呈現為土黃色，石子中夾雜有淤泥土顆粒，所抽測該處梁段混凝土強度極差，用錘輕擊即可敲落大塊混凝土，取芯機無法鉆取出完整芯樣；經剔除混凝土保護層后檢查其縱向受力鋼筋及箍筋，所檢查部位上述鋼筋均出現銹蝕現象；經對1號鋼筋混凝土梁構件所鉆取2個芯樣進行檢查，其中1個芯樣混凝土外觀質量較為疏松不密實。經對1號混凝土梁進行剔鑿檢查，其混凝土表觀質量較2號梁相對較好，但所鉆取2 個芯樣中的1個芯樣仍呈現為混凝土疏松不密實，在后續強度試驗中破碎。經對內筒3號混凝土梁進行剔鑿檢查，其混凝土表觀質量好于1號及2號梁，但存在粗骨料級配較差及骨料粒徑較大的現象，經對石子粒徑進行測量，其尺寸約為65mm×75mm。

　　2.3. 月臺
　　經檢查，該紀念碑月臺石砌墻體高度范圍內的水泥砂漿抹灰層普遍存在嚴重風化堿蝕、起皮、開裂現象，損壞程度為墻體上部靠近欄桿地伏處較為嚴重，開裂部位為距室外自然地面上約0.95m處。
　　經檢查，該紀念碑月臺方磚地面存在多處不同程度的開裂現象，較為明顯的地面開裂共計8處，最大裂縫寬度約為45mm，最大裂縫長度約為5.8m；經現場測量相對標高整體呈現為東南側較高，西北側較低，所測量最大標高差約為374mm，詳見4.觀測情況。
　　經檢查，該紀念碑月臺臺階踏步及兩側垂帶水泥砂漿抹灰層均存在不規則開裂現象。
　　2.4. 欄桿
　　經檢查，該紀念碑欄板及圓形柱頭表觀均普遍存在蝕損、風化現象；部分欄板上部扶手及圓形柱頭存在斷裂、缺損或片狀脫落等損壞現象，個別圓形柱頭曾采用水泥砂漿進行修補。
　　3. 觀測情況
　　3.1. 碑身偏斜觀測
　　經采用高精度全站儀對該紀念碑碑身主體結構進行側向偏斜觀測，觀測結果見表1及偏斜觀測成果圖。
　　3.2. 地面相對標高觀測
　　經在月臺及碑座外筒地面共設置77個（外筒23 個，月臺54 個）觀測點進行地面相對標高觀測。根據地面相對標高觀測數據，所設觀測點（外筒23個，月臺54個）均存在不同程度標高差異，碑座外筒地面最大相對標高差為118.72mm，月臺地面最大相對標高差為374mm。相對標高觀測基準點（±0.000）設置在西北（碑座外筒地面）、東南（月臺地面）臺階處地面部位。上述數據顯示：碑座外筒及月臺地面均呈現為西北側低東南側高的趨勢。
　　4. 構件檢測情況
　　4.1. 鋼筋混凝土梁構件
　　經對該紀念碑抽取1根鋼筋混凝土梁構件采用鉆芯法進行混凝土強度檢測，結果顯示：所抽測1根鋼筋混凝土梁構件（共2個芯樣），一個芯樣的混凝土強度換算值為18.0MPa，另一個芯樣破碎。
　　經采用鋼筋探測儀對該紀念碑2根混凝土梁構件的鋼筋配置情況及混凝土保護層厚度進行檢測，結果顯示：所抽測部位2根鋼筋混凝土梁構件梁底排縱筋實測根數均為4根，所抽測部位相應梁底排縱筋混凝土保護層厚度實測平均值分別為35mm、43mm；梁箍筋間距實測平均值分別為236mm及209mm。
　　經采用鋼卷尺對該紀念碑上述2根鋼筋混凝土梁構件截面尺寸進行抽測，所抽測部位鋼筋混凝土梁構件寬×凈高截面尺寸實測值分別為：270mm×300mm、240mm×300mm。
　　4.2. 鋼筋混凝土墻構件
　　經對該紀念碑碑身抽取1處鋼筋混凝土墻體的鋼筋配置情況及相應混凝土保護層厚度進行檢測，結果顯示：所抽測部位墻體一側豎向鋼筋間距實測平均值為192mm，其相應豎向鋼筋混凝土保護層厚度實測平均值為31mm。
　　5. 鑒定分析
　　5.1. 碑身
　　該紀念碑碑身為現澆鋼筋混凝土矩形筒體結構，現場直觀檢查顯示，混凝土表觀質量較好；經對碑身的側向偏斜觀測顯示，碑身兩相對面偏斜率均大致相等，說明該紀念碑碑身自建成后至今未出現側向偏斜變形現象；考慮碑身結構形式及僅承受自重荷載、風荷載的因素且無明顯結構性損壞現象，故認為碑身可以繼續正常使用，但應對底部露筋部位進行鋼筋除銹及保護層修復處理。
　　5.2. 碑座鋼筋混凝土梁
　　經按實測混凝土強度等級C18、縱向受力鋼筋強度等級HRB335、箍筋強度等級HPB235 對鋼筋混凝土梁構件在豎向荷載作用下的承載力進行復核驗算，結果表明，該支承碑身的鋼筋混凝土梁構件承載能力滿足實際荷載作用要求。但考慮現場檢查及抽樣檢測結果，部分梁混凝土強度極低，應采用置換混凝土方法進行加固處理，同時考慮該類混凝土梁骨料級配較差會導致混凝土強度存在較大的離散性，為確保結構安全，故建議對內筒頂部支承碑身墻體的混凝土梁構件進行加固修復處理。
　　5.3. 碑座內筒及外筒
　　該紀念碑碑座內筒及外筒筒壁毛石砌體厚度均較大，現場檢查結果未發現其出現開裂、變形等結構損壞現象；同時，經按最低材料強度等級對其承載力進行計算，結果顯示：構件承載力相對于實際荷載作用仍有較大的安全儲備，故認為該碑座內、外筒體可繼續安全使用。
　　5.4. 月臺及外筒頂蓋地面
　　月臺地面及外筒頂蓋地面均出現了不同程度的開裂現象，其月臺地面開裂情況較為嚴重?？紤]月臺東南側地面為原有地下人防設施，不具備詳細查勘條件，不清楚其結構形式，故不得隨意加大地面荷載。
　　5.5. 其它
　　對于查勘過程中發現的其它損壞現象，如：臺階梯板板底鋼筋外露銹蝕、碑座內筒及外筒外立面抹灰層開裂脫落、臺階踏步抹灰層開裂、欄桿開裂等損壞情況均應進行修復處理。
　　6. 鑒定結論
　　1）該紀念碑碑身及與碑身相關的主體結構構件基本完好，除碑身混凝土墻體底部與支承混凝土梁梁頂交接處存在鋼筋外露銹蝕現象外，其它主體結構構件均未出現明顯開裂、較大變形等結構損壞現象。但內筒頂部支承上部碑身的混凝土梁構件存在混凝土粗骨料粒徑大、級配差的建造材料缺陷，現狀混凝土較為酥松、顏色呈土黃色，抽測構件混凝土強度較低等缺陷，使得部分支承梁構件承載力較低，存在安全隱患。
　　2）該紀念碑自重建后近四十年的使用過程中，由于日常維護較差，現存在多處自然損壞現象，主要為：月臺及碑座外筒頂蓋地面均存在開裂現象，碑座內筒及外筒外側墻面抹灰層存在不同程度的開裂、脫落及堿蝕現象，部分臺階踏步、兩側垂帶存在抹灰層開裂現象，月臺及碑座外筒周邊欄桿存在開裂現象。
　　3）故應對該紀念碑碑身下部支承梁構件進行加固處理，并對上述所有存在自然損壞的構件或部位進行全面修繕，結合加固修繕工程對該紀念碑碑身及與碑身相關的主體結構構件及其隱蔽部位進一步詳細檢查，如發現損壞須結合加固修繕工程一并予以修復。
　　4）紀念碑所有存在上述安全隱患或自然損壞的構件及部位經加固修復并確認質量合格且不增大月臺及外筒頂蓋地面荷載情況下，該紀念碑碑身、碑座（內、外筒）、月臺均可按使用要求進行后續改造并繼續正常使用。
　　7.建議措施
　　1）對該紀念碑碑身下部支承的鋼筋混凝土梁構件，應全部剔除表面抹灰層后進一步檢查構件混凝土質量缺陷情況，凡存在酥松、表觀質量明顯較差的梁構件，應采用置換混凝土法進行加固處理，其它混凝土梁構件可采取粘貼碳纖維方法或其他有效方法進行補強處理。
　　2）對于存在板底鋼筋外露銹蝕的臺階梯板，建議委托單位根據實際情況可以對該臺階采取拆除重做處理。
　　3）由于現場條件限制，未對月臺地面開裂較嚴重的部位進行開挖檢查，其下部結構形式亦未明確，建議委托單位結合改造施工對該處地面做法進行進一步詳細檢查，同時，考慮東南側月臺地面為原有地下人防設施，故委托單位不得隨意加大地面荷載。
　　4）加固及改造施工時，應遵循“先支頂，后拆除，先卸載，后加固”的原則，同時，改造施工時應避免采用沖擊振動較大機具且不得隨意拆改及損壞原主體結構構件。
　　5）應定期對加固修復及改造后紀念碑碑身及與碑身相關的主體結構構件及圍護構件進行修繕維護，以保證紀念碑后續使用期的安全性、耐久性要求。
　　參考文獻
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