[分享]数据分析！锚栓为何使连廊坍塌？

    该工程位于某市人流密集的商业街区，主楼为框架钢筋混凝土结构五层商业建筑，设计在环形内街二层钢筋混凝土框架梁柱上采用化学锚栓的方式挑出钢结构连廊，挑出宽度为 2 600 mm，连廊高度为 4 120 mm，钢梁根部高度为 450 mm，端部高度为 300 mm（见图 1）。框架梁柱设计混凝土强度等级为 C 25，框架梁柱与钢梁的连接方式设计为 4 M 24、4 M 22、4 M 20、6 M 16、8 M 16 不等（见图 2），均采用化学锚栓，化学锚栓设计钻孔深度为 15 d，连廊设计为 100 mm 厚混凝土面层。

2.1　基本情况及初步判断

    该工程已竣工并交付使用，在没有特殊附加荷载的情况下，发生了坍塌，钢梁完好无损，化学锚栓连根拔起，化学锚栓并未破坏，但化学锚栓明显长度不一，钢筋混凝土梁外侧边缘局部破坏，钢筋混凝土梁柱并无异常情况。初步判断，钢结构连廊坍塌主要是由于悬挑梁端部与混凝土构件锚固基材之间发生锚固失效导致失稳所致（见图 3、图 4）。

2.2　锚栓外观检查

    现场观察化学锚栓锚入端的截面特征，化学锚栓并未破坏，化学锚拴的失效不属于锚栓钢材破坏。

2.3　混凝土外观检查

    柱外侧连接的破坏特点主要涉及到混凝土锥体破坏、混合型破坏（混凝土锥体及锚栓黏结拔出之组合破坏形式）与混凝土边缘破坏等。

2.4　混凝土强度检测

    现场采用取芯法对设计 锚固的钢筋混 凝土梁柱混凝土强度进行抽检，实际检测混凝土强度推定值为 27.4 MPa、28.3 MPa（见表 1），符合设计要求，符合 GB  50376－2013《混凝土结构加固设计规范》的 15.1.2 条的当新增构件为悬挑结构构件时，其原构件混凝土强度等级不得低于  C 25  的规定。

2.5　钢梁端部锚栓连接节点检测

    1）H型钢梁的截面高度为 440 mm，翼缘宽度为200 mm，腹板厚度为 7.75 mm，翼缘板厚度为11.76 mm、11.88 mm。

    2）现场实测化学锚栓的实际锚入深度 M 24（设计锚入深度为 360 mm）的分别为 185、196 、130、147、213、187 mm；M 18（设计锚入深度为 270 mm）的分别为 70 、120、110、119、120、97、127、76、97、74、85 mm。

    3）现场实测化学锚栓的直径均符合设计要求，且在允许偏差范围内。

    4）悬挑钢梁与混凝土基层之间采用化学锚栓连接时混凝土外表的抹灰层没有清理（厚度约 13～18 mm）。

    5）部分设计固定在钢筋混凝土柱上的化学锚栓不是直接固定在钢筋混凝土柱上，而是固定在外挑的梁端或梁向外拓宽的侧面。

2.6　钢结构连廊面层厚度检测

    1）素 混 凝 土板 及 水 泥 砂 浆 面 层，素 混 凝 土板 厚 度 抽检结果为 106 mm，水泥砂浆面层厚度抽检为 14    mm。

    2）素混凝土板及上面的水泥砂浆与大理石面层，素混凝土板厚度抽检结果为 93、94 、96 mm，水泥砂浆与大理石面层厚度抽检结果为 66、68 、79 mm。

    1）GB 50376－2013《混凝土结构加固设计规范》第 15.2.6 条规定，承重结构植筋的锚固深度必须经过设计计算确定；不得按短期拉拔试验值或厂商技术手册的推荐值采用。设计文件未提供钢筋锚固拉拔力设计值，设计文件给出的化学锚栓锚入深度 15 d  严重不满足现行规范要求。

    2）部分钢梁与混凝土柱的连接位置不符合设计要求。

    3）化学锚栓的锚入深度严重不符合设计要求，且未清除抹灰层。

    4）钢结构连廊面层超过设计厚度，使得钢结构连廊的实际恒载大大超过设计计算值。

    5）依据 GB 50205－2001《钢结构施工质量验收规范》 [3] 8.2.2 及附录 C.0.1 条规定，当截面高度小于 500 mm 时，焊接 H 型钢截面高度的允许偏差为 ± 2.0 mm，实测的 H 型钢梁根部截面高度为 440 mm，实际误差达到了 ± 10 mm，不满足现行规范要求。

    综合以上分析，该质量事故属于典型的责任事故，设计人员没有按照设计规范设计，关键节点没有做好设计交底工作，施工单位没有按照设计文件施工，监理单位没有履行好旁站、隐蔽工程验收等相关职责。