【摘要】 本文對某剪力墻高層住宅在施工期間部分剪力墻墻體因施工原因產生的偏移和變形進行了檢測，對剪力墻偏移變形前后的內力變化進行了比較分析，對剪力墻偏移變形對主體結構及構件自身的影響進行了分析。
計算比較分析結果表明，剪力墻偏移變形前后平面內各項內力整體變化幅度較小，平面外各項內力整體變化幅度較大?？傮w上剪力墻偏移變形后，平面外各項內力均有不同程度的增加，雖然部分偏移變形較大的構件平面外各項內力增幅變化較大，但是增加的數值絕對值相對較小。剪力墻構件偏移變形后，在實際的平面內和平面外各項內力的作用下，結構主體及構件的承載力滿足規范要求。
1.檢測概述
某目前在建高層住宅，為鋼筋混凝土剪力墻結構，基礎形式采用鋼筋混凝土墻下筏板基礎，房屋設計為地下 2層，地上 18層，機房二層，地上主體建筑總高度為52.2m。地下室為住宅附屬儲藏室，地上部分為住宅樓。
房屋于 2012年 9月開工建設，至 2013年 5月施工至十層結構。經現場施工單位初步測量，已澆筑完剪力墻的軸線偏差數值和垂直度數值超過規范允許值，部分剪力墻偏差數值與規范允許值相差較大，對房屋的建筑功能使用、結構的受力性能和整體安全性存在一定的影響，目前，現場已經全面停止施工。為明確偏差對結構的安全使用及對后續施工的影響，業主方委托我站對該房屋結構進行安全檢測鑒定和分析，并出具安全檢測報告。
1.1檢測鑒定的范圍
本次檢測鑒定的范圍如下：根據業主委托要求，對負二層至八層施工完畢的剪力墻構件依照設計圖紙復核現有結構軸線定位尺寸，進行定位偏差、垂直度以及平整度測量。依照實測結構構件狀態，對整幢房屋按未來使用條件進行有限元計算分析，檢測范圍平面示意圖見圖1-1，房屋現狀整體概貌見圖1-2，房屋內部現狀見圖1-3。
1.2主要工作內容
本次檢測鑒定的主要工作內容包括：
(1)調查、了解房屋設計、施工等的相關資料和過程，對資料進行分析和判斷。
(2)比對結構現狀與原設計圖紙資料，并現場核對結構軸線定位尺寸。
(3)重點對負二層至八層施工完畢的剪力墻構件進行定位偏差、垂直度以及平整度測量。
(4)進行鑒定評估所需的其它的測量、測試，包括構件裂損檢查、材料強度測試、混凝土碳化深度檢測、鋼筋配置及保護層厚度檢查等。
(5)對檢測數據進行處理、分析，依照實測結構構件狀態，按未來使用條件進行有限元計算分析，并對典型構件進行復核驗算，根據綜合分析結果提出現有結構安全鑒定結論，并給出相應的加固處理意見。
(6)出具房屋安全鑒定報告。
1.3剪力墻偏移變形檢測方法
結合現場實際情況，采用全站儀、經緯儀、激光測距儀、紅外激光水平儀和鋼尺、靠尺等儀器設備對剪力墻進行變形、偏移測量。
現場采用全站儀、垂直儀根據底層的兩縱一橫控制線布設和復核了各層測量控制線和主要軸線，確?，F場測量測試的基準線是正確的。根據現場測量控制網，布設待測剪力墻構件的軸線，把待測剪力墻構件軸線向一側平移一定距離，利用紅外激光水平儀布設一個穿過該條平移軸線的鉛垂面，利用鋼尺分別測量待測剪力墻表面至該鉛垂面的垂直距離并記錄數據。
根據現場待測剪力墻實際布置和長度選擇剪力墻兩端或者兩端和中點作為測量點，分別測量每一測點處頂部、中部、底部到偏移軸線鉛垂面的垂直距離并記錄原始數據。
現場實測原始數據與軸線偏移值之差的絕對值即為測量點各部位的偏移值，昀終形成偏移變形數據成果時，規定向 X軸、Y軸正向偏移為正值，向 X軸、 Y軸負向偏移為負值。
對實測數據進行處理、分析即可判斷待測剪力墻相對原設計軸線水平偏移方向和偏移程度，并且也可知待測剪力墻豎向傾斜、彎曲的方向和程度。
2.房屋建筑結構概況
通過調查了解和查閱原設計圖紙資料，房屋基本情況見表4-1。房屋于 2012年9月3日開工建設，至 2013年5月8日施工至十層結構，發現結構存在明顯施工偏差，已澆筑完畢豎向構件出現垂直度、平整度不符合規范要求等現象，目前，現場已經全面停止施工。
3.現場檢測情況
在委托方及有關方面配合下，核查了圖紙資料并進行房屋建造施工情況、房屋現狀情況的調查，對兩幢房屋負二層至八層已經施工完畢結構部分進行了現場檢查檢測。
現場采用全站儀、經緯儀、垂直儀、紅外激光水平儀、手持式激光測距儀、鋼尺、混凝土回彈儀、鋼筋定位儀、試驗試劑等儀器設備對房屋結構及構件進行了綜合檢查測量及檢測試驗，主要包括復核軸線定位尺寸、復核構件布置和構件尺寸、測量剪力墻構件的偏移、傾斜、彎曲、扭轉等變形數據、構件裂損檢查、材料強度測試、混凝土碳化深度檢測、鋼筋配置及保護層厚度檢查測試?，F場檢測日期為 2013年5月20日~2013年5月25日、2013年8月26日。
3.1設計、施工程序調查
經現場調查了解，該項目建筑、結構等各專業圖紙資料完整，開工手續完備，地基驗槽和施工過程中的隱蔽工程驗收資料齊全，按照要求進行了施工過程中的沉降觀測記錄，結構施工中主要材料鋼筋和混凝土均按要求留樣送檢，并取得了合格的檢測報告，施工程序符合相關規范要求。
經了解，施工過程中由于施工隊伍技術水平參差不齊，部分施工隊伍墻體模板施工時未按要求設置斜撐和水平撐，未設置縱橫向掃地桿，并且模板拼縫處未加設背楞木方，導致剪力墻在澆筑混凝土時產生偏移變形。
3.2測量控制線復核
現場采用全站儀、垂直儀根據底層兩縱一橫控制線復核了各層的測量控制線和軸線，經復核測量測繪，房屋上部各層測量控制線基本與底層測量控制線一致，部分樓層測量控制線與底層測量控制線稍有偏差，測量昀大平移偏差為3mm。
現場采用激光測距儀和鋼尺根據各層的測量控制線對各層的軸線尺寸進行了復核，經復核測量，房屋各層軸線與原設計圖紙基本一致。房屋為現澆混凝土剪力墻結構，主要承重構件為現澆混凝土剪力墻、連梁和現澆板，經現場實測主要受力構件布置和截面尺寸與設計圖紙基本一致，剪力墻雖有偏移變形，但剪力墻厚度除局部脹模外基本與設計一致。
3.3 現場完損檢測
受委托檢測房屋主體結構施工至十層目前現場處于停工狀態，現場對該房屋的主要承重構件現澆板、剪力墻的裂損情況和施工質量進行了現場檢測。
經現場檢查、檢測，房屋構件平面布置及軸線尺寸與設計圖紙一致;房屋結構形式、構件布置及尺寸、配筋等與設計圖紙一致。
經現場檢查發現，房屋主要承重構件剪力墻、連梁和現澆板及連接節點整體質量較好，未發現與設計不符的地方。
經現場檢查發現，部分構件存在一些質量通病，現場未處理，主要表現如下。部分樓層局部構件混凝土澆筑時漏漿、振搗不密實，存在蜂窩、麻面現象。詳見圖3-1~圖3-2。部分樓層局部構件混凝土澆筑時漏振，構件混凝土表面存在顯著分層澆筑的分層線，此種構件混凝土可能存在不密實的缺陷詳見圖3-3。部分樓層局部構件澆筑時局部脹模，現場脹模構件大部分已經打磨處理，但處理完畢后部分構件鋼筋保護層厚度不足，鋼筋外露并存在少量銹蝕，詳見圖3-4~圖3-6。三層剪力墻安裝懸挑外墻腳手架開洞時切斷了剪力墻端部暗柱鋼筋詳見圖3-7~圖3-8。
通過現場檢測，總體上房屋主體結構布置和構件尺寸與原設計圖紙相符，構件基本完好, 主要承重構件梁、板、柱、剪力墻及連接節點整體質量較好，部分樓層局部構件存在施工質量通病，現場還未處理。
3.4 構件變形測量
經與現場各方溝通，根據現場實際情況對一層、二層具備檢查、測量條件的剪力墻構件全數進行檢查、測量，對負二層、負一層和三層至八層東西兩端及中部樓梯、電梯位置偏移、傾斜變形較大的剪力墻構件全數進行檢查、測量。變形測量典型照片詳見圖3-9~圖3-14。
經現場檢查測量，對測量數據進行處理、分析，發現每堵剪力墻構件實測的幾組數據，每一個測量點的上中下三個數據基本都不相同，并且沒有規律性，這表明該堵剪力墻在該處豎向存在不同程度的傾斜、彎曲或翹曲;每堵剪力墻各測量點在同一高度的測量數據基本都不相同，并且沒有規律性，這表明該堵剪力墻在平面上存在偏移、扭轉或彎曲。剪力墻偏移變形典型測點布置見圖3-15。
經現場檢查測量，對測量數據進行處理、分析，共測得943 組樣本數據，其中剪力墻中心線相對于原設計軸線偏移小于15mm 的數據所占百分比為63.9%，剪力墻中心線相對于原設計軸線偏移在20±5mm 的數據所占百分比為25.2%，剪力墻中心線相對于原設計軸線偏移在35±10mm 的數據所占百分比為9.9%，剪力墻中心線相對于原設計軸線偏移大于45mm 的數據所占百分比為1.0%。本次測量樣本中偏移最大數據為64mm，該測量點位于五層D 軸25~26 線剪力墻。各樓層檢測數據分布詳見下表3-2。
3.5 混凝土保護層厚度和碳化深度檢測
現場隨機對構件混凝土保護層厚度和碳化情況進行抽查檢測，發現主要承重構件剪力墻構件混凝土碳化深度普遍在3~6mm 之間，主要承重構件混凝土保護層厚度范圍在20~46mm 之間。
分析認為，碳化深度小于保護層厚度，在后續一段時間的使用過程中，鋼筋仍能受到混凝土的保護。但現場檢查發現，部分構件打磨處理后表面無保護層，部分構件混凝土澆筑不密實，影響混凝土對鋼筋的保護。
3.6混凝土強度測試
根據房屋結構特點和現場測試條件，采用回彈法對房屋的混凝土構件強度進行隨機抽查測試。采用回彈法檢測剪力墻構件混凝土強度，并結合碳化檢測進行修正。經現場隨機抽查檢測，主要承重構件碳化深度在 3~6mm之間。經碳化修正后構件混凝土強度推定值昀大為 33.2MPa，昀小為 27.2MPa，平均值為 30.6MPa。房屋混凝土構件強度等級推定值為 C28，原設計 10層以下混凝土強度為 C30?？紤]到現場留置的混凝土試件的實驗室抗壓試驗報告均能達到設計強度，建議復核驗算時，按照原設計混凝土強度進行復核驗算。
3.7構件鋼筋核查
現場對剪力墻鋼筋進行了開鑿檢查，發現實際鋼筋直徑與間距與設計配筋一致，箍筋直徑和間距與設計配筋基本一致。由于混凝土保護層比較厚，鋼筋只有較小程度的銹蝕，鋼筋與混凝土的粘接力正常。
4.結構驗算分析
根據委托方提供的圖紙資料和現場檢查檢測結果，按照現行有關設計規范規程對該建筑上部結構進行整體驗算分析和構件復核驗算。計算軟件采用中國建筑科學研究院PKPM系列軟件之PMCAD、SATWE和 ETABS軟件進行有限元對比分析和驗算。
4.1結構計算條件
受委托檢測房屋設計使用功能為住宅樓，結構形式為鋼筋混凝土剪力墻結構，基礎形式采用鋼筋混凝土墻下筏板基礎，房屋設計為地下 2層，地上 18層，機房二層，地上主體建筑總高度為52.2m。建模驗算時混凝土強度等級、鋼筋規格、各層恒活荷載均按原設計條件進行設置。
根據《建筑抗震設計規范》GB50010-2010的規定和該高層房屋原設計說明，地震設防烈度為 6度，丙類建筑，二類場地，依據規范并結合設計圖紙說明確定該建筑剪力墻抗震等級均為四級，設計基本地震加速度值為0.05g，設計地震分組第二組。根據《建筑結構荷載規范》和原設計說明基本風壓為 0.44kN/m 2，體型系數1.30，地面粗糙度 B類。結構復核驗算時荷載效應和地震作用效應組合按照《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2010 J186-2010中第 5.6章節的相應要求進行組合。
計算軟件采用中國建筑科學研究院 PKPM系列軟件和 ETABS軟件進行有限元對比分析和驗算。
4.2結構承載能力驗算分析結果
按照構件未偏移、變形、扭曲的情況分別采用 ETABS有限元軟件和 PKPM軟件進行復核驗算和對比。對兩種驗算結果進行對比分析發現，ETABS與 PKPM兩種計算軟件在計算條件一致的情況下，整體內力數據和彈性變形數據等主要計算結果基本一致。
采用 ETABS軟件分別按照構件發生偏移、變形、扭轉的實際狀況進行建模計算和按照構件未發生偏移、變形、扭轉的原設計狀況進行建模計算，根據兩種狀況條件的計算結果分別從剪力墻軸力、剪力墻平面內外剪力、剪力墻平面內外彎矩等方面進行對比分析。計算分析結果見表4-1。
計算比較分析結果表明，剪力墻偏移變形前后平面內各項內力整體變化幅度較小，平面外各項內力整體變化幅度較大?？傮w上剪力墻偏移變形后，平面外各項內力均有不同程度的增加，雖然部分偏移變形較大的構件平面外各項內力增幅變化較大，但是增加的數值絕對值相對較小。各項內力具體對比分析結果如下。
剪力墻構件軸力：復核驗算時考慮構件的偏移、變形之后，與原設計計算結果相比，計算的構件軸力整體變化不大，檢測樣本復核驗算構件中約90%的構件計算軸力與原設計相比變化幅度在±8%左右，僅10%的構件軸力變化幅度大于±8%，實際昀大值為原設計軸力的 1.25倍，實際昀小值為原設計軸力的0.84。
剪力墻構件平面內剪力：復核驗算時考慮構件的偏移、變形之后，與原設計計算結果相比，檢測樣本復核驗算構件中約85%的構件計算平面內剪力與原設計相比變化幅度在 0.64~3.2倍之間，僅15%的構件平面內剪力變化幅度較大，實際昀大值為原設計剪力的 30.87倍，實際昀小值為原設計剪力的0.01。
剪力墻構件平面內彎矩：復核驗算時考慮構件的偏移、變形之后，與原設計計算結果相比，檢測樣本復核驗算構件中約85%的構件計算平面內彎矩與原設計相比變化幅度在 0.6~10.85倍之間，僅15%的構件平面內彎矩變化幅度較大，實際昀大值為原設計彎矩的 14.49倍，實際昀小值為原設計彎矩的0.15。
剪力墻構件平面外剪力：復核驗算時考慮構件的偏移、變形之后，與原設計計算結果相比，檢測樣本復核驗算構件計算的構件平面外剪力增幅變化較大，增減變化幅度比較分散，總體上平面外剪力均有不同程度的增加。雖然增幅變化很大，但是增加的數值絕對值相對較小，昀大數值為 33.21kN。
剪力墻構件平面外彎矩：復核驗算時考慮構件的偏移、變形之后，與原設計計算結果相比，檢測樣本復核驗算構件計算的構件平面外彎矩增幅變化較大，增減變化幅度比較分散，總體上平面外彎矩均有不同程度的增加。雖然增幅變化很大，但是增加的數值絕對值相對較小，昀大數值為 27.96 kN·m。
根據計算和分析結果，在考慮構件偏移、變形的實際狀況計算條件下，經驗算分析，房屋整體結構的彈性變形滿足規范要求。
4.3典型構件承載力驗算分析
根據上節內力計算和分析結果，采用 PKPM軟件鋼筋混凝土基本構件截面計算模塊中的剪力墻截面承載力計算工具對內力變化較大的偏移變形剪力墻構件進行承載力復核。
根據內力分析結果，對典型剪力墻構件在變形、偏移情況下產生的實際的軸力、平面內剪力及彎矩和平面外剪力及彎矩的共同作用下進行復核驗算。經復核驗算，在以上內力綜合作用下剪力墻及邊緣構件的承載能力滿足規范要求。
綜上所述，由于偏移、變形后剪力墻產生了平面外的剪力和彎矩，特別是對建筑物四角的剪力墻和無兩端翼墻或端柱的剪力墻影響較大，可認為此部分剪力墻構件為偏心受壓構件。經復核地下兩層剪力墻豎向鋼筋總的配筋率為 0.616%，滿足《混凝土結構設計規范》中對單側受拉鋼筋昀小配筋率的要求。經復核一層至八層剪力墻豎向鋼筋總的配筋率為 0.251%，上述重點部位和薄弱部位豎向鋼筋配筋率偏低，不滿足《混凝土結構設計規范》中對單側受拉鋼筋昀小配筋率的要求。
5.檢測鑒定結論
根據原設計圖紙資料，結合現場實際檢測數據，對負二層至八層進行檢測鑒定，并根據檢測結果進行房屋整體驗算分析后，鑒定主要結論如下：
(1)經現場測量復核，房屋上部各層測量控制線基本與底層測量控制線一致，部分樓層測量控制線與底層測量控制線稍有偏差，測量昀大平移偏差為3mm。
(2)經現場檢查、檢測，房屋構件平面布置及軸線尺寸與設計圖紙一致;房屋結構形式、構件布置及尺寸、配筋等與設計圖紙一致。
(3)經現場檢查、檢測，總體上房屋主體結構布置和構件尺寸與原設計圖紙相符，構件基本完好, 主要承重構件板、剪力墻及連接節點整體質量較好，部分樓層局部構件存在施工質量通病。
(4)經現場檢查、檢測，部分剪力墻在豎向平面均存在不同程度的傾斜、彎曲或翹曲，在水平平面上存在偏移、扭轉或彎曲。檢測樣本中剪力墻中心線相對于原設計軸線偏移小于 15mm的數據所占百分比為63.9%，剪力墻中心線相對于原設計軸線偏移在 20±5mm的數據所占百分比為25.2%，剪力墻中心線相對于原設計軸線偏移在 35±10mm的數據所占百分比為9.9%，剪力墻中心線相對于原設計軸線偏移大于 45mm的數據所占百分比為1.0%。
(5)現場檢測，房屋混凝土構件強度等級推定值為 C28，原設計 10層以下混凝土強度為 C30?？紤]到現場留置的混凝土試件的實驗室抗壓試驗報告均能達到設計強度，建議復核驗算時，按照原設計混凝土強度進行復核驗算。
(6)現場檢測，主要承重構件剪力墻構件混凝土碳化深度普遍在 3~6mm之間，主要承重構件混凝土保護層厚度范圍在 20~46mm之間。
(7)經復核驗算，考慮構件變形情況下，整體結構的彈性變形滿足規范要求。
(8)綜合分析認為，由于偏移、變形后剪力墻產生了平面外的剪力和彎矩，特別是對建筑物四角的剪力墻和無兩端翼墻或端柱的剪力墻影響較大，可認為此部分剪力墻構件為偏心受壓構件。經復核地下兩層剪力墻豎向鋼筋總的配筋率為0.616%，滿足規范對昀小配筋率的要求。經復核一層至八層剪力墻豎向鋼筋總的配筋率為0.251%，上述重點部位和薄弱部位豎向鋼筋配筋率偏低，不滿足規范對昀小配筋率的要求，建議進行加固處理。
(9)現有結構根據實際情況可安排一邊恢復施工，一邊進行墻體加固處理。
6.處理意見及建議
依據檢測和計算分析結果，提出以下處理意見及建議：
(1)后續繼續建設時，請考慮控制線的偏差影響，并提請注意控制線的引設和軸線的布設精度。
(2)對建筑物四角的剪力墻和無兩端翼墻或端柱的剪力墻并且偏移、變形大于 15mm以上的剪力墻構件，建議采用粘貼碳纖維或者擴大截面修補平齊的方式進行加固處理。
(3)對偏移、變形較大的其它部位的墻體，建議根據現場實際情況進行裝修處理，但處理原則不得減小截面尺寸和損傷受力鋼筋，對有一定彎曲的墻體采取修補砂漿修補平
齊。
(4)加固設計應有由相應資質的設計單位完成，加固工程應由具有相應資質的施工單位完成。
