某纪念碑主体结构安全鉴定与原因分析

史 超 赵贺清
　　（天津市房屋质量安全鉴定检测中心，天津 300060）
　　摘要：本文就该纪念碑存在的各种损坏现象进行了现场查勘、检测、变形观测及复核计算，对其主体结构进行了鉴定分析并提出了相应的安全处理措施，为日后修缮提供了可靠依据。
　　关键词：纪念碑;安全鉴定

　　1. 纪念碑概况
　　该纪念碑于1949年建立，自上而下由碑顶、碑身、碑座、月台等组成。碑身座西北朝东南，为矩形钢筋混凝土筒体结构，碑座内、外筒及月台侧壁均为石砌体结构，平面均呈圆形，月台及碑座外筒周边沿四面均设有台阶，月台地面距室外自然地坪高度为1.1m，碑座外筒地面距月台地面高度为2.2m。现根据现状情况，对该纪念碑进行改造前主体结构安全鉴定。

　　图1 纪念碑结构平面示意图

　　2. 主要检查情况
　　2.1. 碑身
　　经对碑身内侧混凝土墙体进行检查，结果显示，内侧墙面未进行装饰抹灰，混凝土表观质量较好，墙面光滑平整，除底部局部存在轻微潮碱现象以及碑身底部与混凝土梁梁顶交接处存在钢筋裸露及锈蚀现象外，未发现碑体存在其他明显开裂、较大变形等结构损坏现象。碑身外立面大理石贴面存在细小裂缝，同时，因年代久远，自然侵蚀作用，个别大理石表面出现了一定程度的风化及蚀损现象。
　　2.2. 碑座
　　2.2.1. 内筒
　　经对内筒毛石砌体内、外墙面进行检查，除高出外筒顶盖以上部分外侧墙面抹灰层局部存在开裂、脱落、轻微碱蚀现象以及墙面刮白普遍存在起皮现象外，未发现内筒毛石砌体存在其它明显开裂、整体变形等结构损坏现象。
　　2.2.2. 外筒
　　经检查，该纪念碑碑座外筒月台以上外立面墙面抹灰层普遍存在碱蚀、起皮现象，局部存在开裂现象；西侧墙面抹灰层于距月台地面约1.9m高度处存在一道通长水平裂缝。除上述现象外，未发现外筒毛石砌体存在其它开裂、变形等结构损坏现象。经检查，该纪念碑碑座外筒至月台台阶的踏步及两侧垂带抹灰层均存在不规则开裂现象。个别混凝土梯板存在混凝土保护层脱落、钢筋外露锈蚀等现象。
　　2.2.3. 外筒顶盖结构
　　经现场抽取2处钢筋混凝土梁进行剔凿检查，结果显示：2号梁梁底纵向受力钢筋直径约为18mm～20mm（共4根），箍筋直径约为6mm～8mm，其混凝土表观质量较差，颜色呈现为土黄色，石子中夹杂有淤泥土颗粒，所抽测该处梁段混凝土强度极差，用锤轻击即可敲落大块混凝土，取芯机无法钻取出完整芯样；经剔除混凝土保护层后检查其纵向受力钢筋及箍筋，所检查部位上述钢筋均出现锈蚀现象；经对1号钢筋混凝土梁构件所钻取2个芯样进行检查，其中1个芯样混凝土外观质量较为疏松不密实。经对1号混凝土梁进行剔凿检查，其混凝土表观质量较2号梁相对较好，但所钻取2 个芯样中的1个芯样仍呈现为混凝土疏松不密实，在后续强度试验中破碎。经对内筒3号混凝土梁进行剔凿检查，其混凝土表观质量好于1号及2号梁，但存在粗骨料级配较差及骨料粒径较大的现象，经对石子粒径进行测量，其尺寸约为65mm×75mm。

　　2.3. 月台
　　经检查，该纪念碑月台石砌墙体高度范围内的水泥砂浆抹灰层普遍存在严重风化碱蚀、起皮、开裂现象，损坏程度为墙体上部靠近栏杆地伏处较为严重，开裂部位为距室外自然地面上约0.95m处。
　　经检查，该纪念碑月台方砖地面存在多处不同程度的开裂现象，较为明显的地面开裂共计8处，最大裂缝宽度约为45mm，最大裂缝长度约为5.8m；经现场测量相对标高整体呈现为东南侧较高，西北侧较低，所测量最大标高差约为374mm，详见4.观测情况。
　　经检查，该纪念碑月台台阶踏步及两侧垂带水泥砂浆抹灰层均存在不规则开裂现象。
　　2.4. 栏杆
　　经检查，该纪念碑栏板及圆形柱头表观均普遍存在蚀损、风化现象；部分栏板上部扶手及圆形柱头存在断裂、缺损或片状脱落等损坏现象，个别圆形柱头曾采用水泥砂浆进行修补。
　　3. 观测情况
　　3.1. 碑身偏斜观测
　　经采用高精度全站仪对该纪念碑碑身主体结构进行侧向偏斜观测，观测结果见表1及偏斜观测成果图。
　　3.2. 地面相对标高观测
　　经在月台及碑座外筒地面共设置77个（外筒23 个，月台54 个）观测点进行地面相对标高观测。根据地面相对标高观测数据，所设观测点（外筒23个，月台54个）均存在不同程度标高差异，碑座外筒地面最大相对标高差为118.72mm，月台地面最大相对标高差为374mm。相对标高观测基准点（±0.000）设置在西北（碑座外筒地面）、东南（月台地面）台阶处地面部位。上述数据显示：碑座外筒及月台地面均呈现为西北侧低东南侧高的趋势。
　　4. 构件检测情况
　　4.1. 钢筋混凝土梁构件
　　经对该纪念碑抽取1根钢筋混凝土梁构件采用钻芯法进行混凝土强度检测，结果显示：所抽测1根钢筋混凝土梁构件（共2个芯样），一个芯样的混凝土强度换算值为18.0MPa，另一个芯样破碎。
　　经采用钢筋探测仪对该纪念碑2根混凝土梁构件的钢筋配置情况及混凝土保护层厚度进行检测，结果显示：所抽测部位2根钢筋混凝土梁构件梁底排纵筋实测根数均为4根，所抽测部位相应梁底排纵筋混凝土保护层厚度实测平均值分别为35mm、43mm；梁箍筋间距实测平均值分别为236mm及209mm。
　　经采用钢卷尺对该纪念碑上述2根钢筋混凝土梁构件截面尺寸进行抽测，所抽测部位钢筋混凝土梁构件宽×净高截面尺寸实测值分别为：270mm×300mm、240mm×300mm。
　　4.2. 钢筋混凝土墙构件
　　经对该纪念碑碑身抽取1处钢筋混凝土墙体的钢筋配置情况及相应混凝土保护层厚度进行检测，结果显示：所抽测部位墙体一侧竖向钢筋间距实测平均值为192mm，其相应竖向钢筋混凝土保护层厚度实测平均值为31mm。
　　5. 鉴定分析
　　5.1. 碑身
　　该纪念碑碑身为现浇钢筋混凝土矩形筒体结构，现场直观检查显示，混凝土表观质量较好；经对碑身的侧向偏斜观测显示，碑身两相对面偏斜率均大致相等，说明该纪念碑碑身自建成后至今未出现侧向偏斜变形现象；考虑碑身结构形式及仅承受自重荷载、风荷载的因素且无明显结构性损坏现象，故认为碑身可以继续正常使用，但应对底部露筋部位进行钢筋除锈及保护层修复处理。
　　5.2. 碑座钢筋混凝土梁
　　经按实测混凝土强度等级C18、纵向受力钢筋强度等级HRB335、箍筋强度等级HPB235 对钢筋混凝土梁构件在竖向荷载作用下的承载力进行复核验算，结果表明，该支承碑身的钢筋混凝土梁构件承载能力满足实际荷载作用要求。但考虑现场检查及抽样检测结果，部分梁混凝土强度极低，应采用置换混凝土方法进行加固处理，同时考虑该类混凝土梁骨料级配较差会导致混凝土强度存在较大的离散性，为确保结构安全，故建议对内筒顶部支承碑身墙体的混凝土梁构件进行加固修复处理。
　　5.3. 碑座内筒及外筒
　　该纪念碑碑座内筒及外筒筒壁毛石砌体厚度均较大，现场检查结果未发现其出现开裂、变形等结构损坏现象；同时，经按最低材料强度等级对其承载力进行计算，结果显示：构件承载力相对于实际荷载作用仍有较大的安全储备，故认为该碑座内、外筒体可继续安全使用。
　　5.4. 月台及外筒顶盖地面
　　月台地面及外筒顶盖地面均出现了不同程度的开裂现象，其月台地面开裂情况较为严重。考虑月台东南侧地面为原有地下人防设施，不具备详细查勘条件，不清楚其结构形式，故不得随意加大地面荷载。
　　5.5. 其它
　　对于查勘过程中发现的其它损坏现象，如：台阶梯板板底钢筋外露锈蚀、碑座内筒及外筒外立面抹灰层开裂脱落、台阶踏步抹灰层开裂、栏杆开裂等损坏情况均应进行修复处理。
　　6. 鉴定结论
　　1）该纪念碑碑身及与碑身相关的主体结构构件基本完好，除碑身混凝土墙体底部与支承混凝土梁梁顶交接处存在钢筋外露锈蚀现象外，其它主体结构构件均未出现明显开裂、较大变形等结构损坏现象。但内筒顶部支承上部碑身的混凝土梁构件存在混凝土粗骨料粒径大、级配差的建造材料缺陷，现状混凝土较为酥松、颜色呈土黄色，抽测构件混凝土强度较低等缺陷，使得部分支承梁构件承载力较低，存在安全隐患。
　　2）该纪念碑自重建后近四十年的使用过程中，由于日常维护较差，现存在多处自然损坏现象，主要为：月台及碑座外筒顶盖地面均存在开裂现象，碑座内筒及外筒外侧墙面抹灰层存在不同程度的开裂、脱落及碱蚀现象，部分台阶踏步、两侧垂带存在抹灰层开裂现象，月台及碑座外筒周边栏杆存在开裂现象。
　　3）故应对该纪念碑碑身下部支承梁构件进行加固处理，并对上述所有存在自然损坏的构件或部位进行全面修缮，结合加固修缮工程对该纪念碑碑身及与碑身相关的主体结构构件及其隐蔽部位进一步详细检查，如发现损坏须结合加固修缮工程一并予以修复。
　　4）纪念碑所有存在上述安全隐患或自然损坏的构件及部位经加固修复并确认质量合格且不增大月台及外筒顶盖地面荷载情况下，该纪念碑碑身、碑座（内、外筒）、月台均可按使用要求进行后续改造并继续正常使用。
　　7.建议措施
　　1）对该纪念碑碑身下部支承的钢筋混凝土梁构件，应全部剔除表面抹灰层后进一步检查构件混凝土质量缺陷情况，凡存在酥松、表观质量明显较差的梁构件，应采用置换混凝土法进行加固处理，其它混凝土梁构件可采取粘贴碳纤维方法或其他有效方法进行补强处理。
　　2）对于存在板底钢筋外露锈蚀的台阶梯板，建议委托单位根据实际情况可以对该台阶采取拆除重做处理。
　　3）由于现场条件限制，未对月台地面开裂较严重的部位进行开挖检查，其下部结构形式亦未明确，建议委托单位结合改造施工对该处地面做法进行进一步详细检查，同时，考虑东南侧月台地面为原有地下人防设施，故委托单位不得随意加大地面荷载。
　　4）加固及改造施工时，应遵循“先支顶，后拆除，先卸载，后加固”的原则，同时，改造施工时应避免采用冲击振动较大机具且不得随意拆改及损坏原主体结构构件。
　　5）应定期对加固修复及改造后纪念碑碑身及与碑身相关的主体结构构件及围护构件进行修缮维护，以保证纪念碑后续使用期的安全性、耐久性要求。
　　参考文献
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