1. 项目简介
华融时代广场项目位于珠海城市主干道拱北迎宾路与粤海路交汇,距离拱北口岸仅600米,占地面积1.4万平方米,总建筑面积约13.1万平方米。主塔最高193米、54层,规划时为珠海第一高楼。项目于1992年启动,是珠海拍出的首块商业用地,原设计为中南院,次年开始动工;30年期间,该项目停工、复工数次,设计方案多次修改。2006年项目重启时设计院变更为建研建筑设计研究院有限公司,2008年封顶后再次停工;2010年,该项目确定了最终建筑方案,并获得二级央企华融置业的资金支持,于2012年2月启动、2017年停工。
为恢复项目建设,2022年,清华大学土木工程系受委托开展华融时代广场结构服役性态诊断技术服务,评价结构当前的性能与状态。前后工作历时6月有余,完成了基本情况调查、现场检查与检测、混凝土数字化检测、结构整体动测、结构分析与验算、耐久性评估等多项专业工作,本文简要讨论诊断服务中的耐久性评估。
图1 建成效果图
2. 结构参数
华融时代广场项目建筑基础采用桩基础,桩为冲孔桩结合人工挖孔桩,桩端置于强风化及微风化花岗岩上。主楼平面呈切边三角形,结构体系为全现浇钢筋砼结构体系,即利用楼、电梯间墙体形成内筒。周边利用柱网4.1m的壁式框架及三角部墙体形成外筒。其中八层框架柱在2006年项目重启时进行了设计变更。八层框架柱采用1.5mx3m大梁进行托换,八层以下取消了九根柱使柱网跨度由4.1m变为8.2m。附楼为全现浇钢筋砼剪力墙结构。裙房为全现浇钢筋砼框架结构。主楼与附楼在地上设置了一道抗震缝,将其分为两个独立的结构单元。
3.结构建造历史
本项目历史情况十分复杂,历经多次停工、改造,甚至变更设计单位和建设单位,众多设计资料缺失。经过对现场残留的工程资料翻阅整理,分析得出本结构的建造历史如下:
(1)本项目大约于1992年开始动工,2000年左右完成地下工程施工;
(2)2002年左右施工至地上八层后停工;
(3)2006年以后复工,2008年结构封顶后停工;
(4)2013年复工后结构改造施工、装修施工。大约于2017年前后因故停工。
图2 图纸整理现场
图3 图纸归类
4.耐久性分析
混凝土结构耐久性影响因素众多,耐久性劣化通常是环境与荷载等多种因素共同作用的结果。对于一般大气环境,钢筋锈蚀程度往往决定了结构构件承载力及剩余服役寿命研究表明,钢筋锈蚀导致的混凝土结构耐久性劣化可以分为三个阶段:
(1)钢筋开始锈蚀;
(2)混凝土保护层锈胀开裂;
(3)结构承载性能劣化-构件局部破坏或承载力下降。
对于氯盐侵蚀环境,保护层开裂后结构性能退化明显加快,锈胀开裂至裂缝宽度达到限值所需时间较短、将混凝土保护层锈胀开裂作为耐久性寿命终结标志。本工程结构目前所处环境为氯盐侵蚀环境。
图4 钢筋混凝土结构耐久性失效过程示意图(引自:罗大明,牛荻涛. 基于钢筋锈蚀的混凝土结构耐久性评定[J]. 工业建筑, 2022, 52(10): 1-8,70)
5.耐久性损伤原因
根据现场检查发现,本项目结构构件存在较多耐久性损伤,梁、板、墙、柱构件存在锈蚀露筋现象。
图5 混凝土中钢筋锈蚀严重
对耐久性损伤的原因进行分析:
(1) 结构实际使用环境与设计出现偏差 :本工程的混凝土结构在设计过程中按照环境类别一类(室内环境)来进行耐久性设计。然而本工程在30年中历经多次停工与停用,实际的使用环境与设计时所考虑的环境类别出现了明显的偏差,长期处理烂尾状态,幕墙维护构件缺失,导致部分本应处于室内环境的构件长期暴露在近乎露天的环境之中。此外,本工程地处海滨,距海直线距离仅为900m左右,按照《混凝土结构设计规范》GB50010-2010,这种近海且近乎露天的环境应当为三a(海风环境)或三b(海岸环境)类环境,与设计时所考虑的一类环境差别较大。
图6 本工程地理位置
(2) 雨水侵蚀
:本工程在长期停工期间,幕墙维护构件破损导致雨水经常灌入,室内经常积水或漏水。检测期间即发现多处积水,这也一定程度上加重了耐久性损伤。
:不少构件的钢筋保护层厚度不足,对钢筋的保护作用削弱,从而导致耐久性损伤更容易发生。
6.分析结论
基于以上分析,本项目结构的耐久性损伤主要是由结构所处海风(海岸)环境的侵蚀和雨水侵蚀的影响导致的。同时,由于钢筋保护层厚度不足,这些因素相互叠加,导致部分构件提前达到了耐久性极限。