关于某大厦外墙空鼓专项检测技术及损坏原因分析研究

1 建筑物概况
1.1 建筑结构概况
该大厦主体采用框架剪力墙结构，建筑平面近似呈三角形，南北向总长约63.20m，东西向总长约25.90m，总建筑面积约为8730.1m²，总外墙面积约为11583.6m²。地下一层为停车场，一层和三层~十六层为办公楼，二楼为公寓。地下一层层高3.65m，一层层高4.2m，二层~四层层高4.1m，五层层高3.7m，六层~十六层层高均为3.65m，总建筑高度为65.0m（至主屋面）。
1.2 外墙面层实际构造情况
经现场调查，该大厦外墙面层系统由内而外基层墙体（钢筋混凝土墙或填充墙体）、约35mm厚水泥混合砂浆、饰面砖组成，面砖尺寸为45mm×100mm。
2 检测仪器
本次检测所使用的仪器设备如表2.1所示。
表2.1 本次检测使用仪器设备一览表

设备名称	规格型号	用途	编号
红外热像仪	TIS45	红外热像检测空鼓损伤	JC－039
钢卷尺	5m	测量外墙面层厚度	JC－093
游标卡尺	0-150mm	测量构造层厚度	SF-005
空鼓锤	/	对开启的门窗洞口周边外墙面及低楼层区域外墙面进行敲击	/
无人机	/	搭载数码相机，辅助外墙损伤调查	/

3 现场检测    
3.1 外墙饰面层表面损伤观测
现场对该大厦外墙饰面层的表面损伤等状况进行全面调查，采用目测的方法并辅以无人机进行空中观测，检测结果见表3.1。
检测结果表明：北立面局部存在饰面层起鼓、开裂现象，一层局部饰面层与基层墙体脱离；西立面局部存在饰面层起鼓、开裂现象，局部有修补痕迹；东立面局部存在饰面砖脱落，局部饰面层起鼓、开裂现象；南立面局部存在饰面砖脱落，局部饰面层起鼓、开裂现象。
表3.1 外墙饰面层损伤检测结构

位置	轴线	损坏描述	附照片 编号
北立面	D~E轴/十五~十六层	墙面饰面层起鼓，存在掉落伤人的安全隐患。	7
	D~E轴/一层	窗边墙面存在竖向裂缝，长约1.2m，缝宽δ=15mm。	8
	D~E轴/一层	靠近地面处，饰面层与基层墙体分离；饰面层存在数道裂缝。	9
西立面	8~9轴/七层	饰面砖脱落。	10
	8~9轴/十二层	西立面窗下有空调架拆除后锈蚀痕迹。	11
	8~9轴/十五层	窗户斜上方外墙饰面起鼓。	12
	8~9轴/十六层	窗周边墙面修补痕迹。	13
	8~9轴/十六层	窗户斜上方墙面修补痕迹。	14
	7~8轴/ 十六层	上部有饰面砖脱落。	15
	7~8轴/十六层	窗户周围墙面修补痕迹。	16
	7~8轴/十二层	窗下侧饰面砖脱落。	17
	7~8轴/十层	窗上方墙面修补痕迹。	18
	7~8轴/七层	窗上方墙面修补痕迹，七~八层窗间有空调架拆除后锈蚀痕迹。	19
	7~8轴/五~六层	窗上方破损。	20
	7~8轴/二层	窗上方墙面修补痕迹。	21
	6~7轴/四层	窗下饰面层起鼓，3层饰面层开裂，饰面砖脱落。	22
	5~7轴/四~五层	窗上方饰面层起鼓，存在掉落伤人隐患。	23
	5~7轴/十~十一层	窗上方饰面砖脱落、起鼓，存在掉落伤人隐患。	24
	5~7轴/十三~十四层	窗四周墙面修补痕迹。	25
	4~5轴/十三层	窗上方饰面层起鼓，存在掉落伤人隐患。	26
	4~5轴/十一~十二层	窗上方饰面层起鼓，存在掉落伤人隐患。	27
	4~5轴/十层	窗上方饰面砖脱落。	28
	4~5轴/五层	窗上方饰面层起鼓，存在掉落伤人隐患；窗下方饰面砖脱落。	29
	4~5轴/三~四层	饰面层开裂，饰面砖脱落。	30
	4~5轴/二层	墙面修补痕迹。	31
	3~5轴/ 三层	墙面修补痕迹。	32
	3~5轴/十三~十六层	饰面层破损。	33
	1~3轴/五层	窗上方饰面层起鼓，存在掉落伤人隐患；七层下方饰面砖脱落。	34
	2~3轴/二层	墙面修补痕迹。	35
东立面	1~3轴/八层	饰面砖脱落。	36
	1~3轴/九层	窗上方饰面砖脱落。	37
	1~3轴/十四层	窗上方饰面砖脱落。	38
	4~5轴/十六层	上方饰面层起鼓，存在掉落伤人隐患；饰面砖脱落。	39
	4~6轴/十一层	窗上方饰面砖脱落；十二层饰面砖破损，饰面层开裂。	40
	6~8 轴/十六层	上方饰面砖脱落。	41
	7~9轴/ 一层	饰面层开裂。	42
	7~9轴/九层	上方饰面层起鼓，存在掉落伤人隐患。	43
	7~9轴/十六层	窗斜上方饰面层开裂。	44
南立面	B~C轴/三层	窗上方饰面层起鼓，存在掉落伤人隐患。	45
	B~C轴/六层	窗上方饰面砖脱落。	46
	B~C轴/七层	窗上方饰面砖脱落。	47
	B~C轴/八层	窗上方饰面砖脱落。	48
	B~C轴/十层	窗上方饰面砖脱落。	49
	B~C轴/十二层	窗上方饰面砖脱落；窗左侧饰面层起鼓，存在掉落伤人隐患。	50
	A~B/十六层	窗左侧饰面砖脱落。	51
	A~B/十四层	窗上方饰面砖脱落。	52
	A~B/十三层	窗上方饰面砖脱落。	53

3.2 外墙饰面层空鼓检测
为进一步了解该大厦外墙饰面层的空鼓情况，根据中国工程建设标准化协会标准《红外热像法检测建筑外墙饰面层粘结缺陷技术规程》CECS 204:2006，采用红外热像仪对检测范围内该大厦外墙饰面层进行了全面检测。现场检测时，天气晴朗、日照充分，气温为（10~15）℃，符合红外检测技术要求。该大厦红外热像检测结果见表 3.2。检测结果表明，该大厦外墙饰面层局部存在温度异常部位。结合现场检测条件，采用敲击法对可开启的门窗洞口周边外墙面及低楼层区域外墙面进行敲击验证，红外检测显示温度异常部位多存在空鼓现象。
表3.2 饰面层红外缺陷检测结果

位置	轴线	损坏描述	附照片 编号
东立面	7~9轴/ 十一~十三层	十二层局部存在温度异常	54
	7~8轴/七~十层	八层局部存在温度异常	55
	7~8轴/五~六层	五~六层局部存在温度异常	56
	5~7轴/七~十层	七层局部存在温度异常	57
北立面	D~E轴/八~十层	八层局部存在温度异常	58
南立面	A~B轴/三~五层	四层局部存在温度异常	59
	A~B轴/三~四层	三层局部存在温度异常	60
西立面	8~9轴/二~三层	二~三层局部存在温度异常	61
	8~9轴/八~九层	八、九层局部存在温度异常	62
	6~7轴/十六层	十六层局部存在温度异常	63
	5~6轴/八~九层	八~九层窗间	64
	5~6轴/二~三层	二~三层局部存在温度异常	65
	2~3轴/十六层	十六层局部存在温度异常	66
	2~3轴/十层	十层局部存在温度异常	67
	1~2轴/二层	二层局部存在温度异常	68

4 分析评估
4.1 现场小结
外墙饰面层表面损伤观测结果表明，该大厦外墙局部存在饰面砖脱落，局部饰面层起鼓、开裂的现象，存在掉落伤人的安全隐患，构成高坠危险点。红外热像检测结果表明，该大厦外墙饰面层存在局部温度异常部位，其中东立面相对较多，采用敲击法对可开启的门窗洞口周边外墙面及低楼层区域外墙面进行敲击验证，红外检测显示温度异常部位多存在空鼓现象。
4.2 外墙面层损坏原因分析
该大厦外墙面层采用普通水泥砂浆粘结面砖及勾缝。参考上海市建设工程安全质量监督总站《上海民用建筑外墙保温工程应用导则》（沪建安质监〔2007〕第 020号），外墙面层系统不宜采用粘结饰面砖做饰面层。当采用时，应由设计单位对饰面砖粘结高度、保温材料密度、粘结面积作出具体规定。饰面砖应采用轻质功能性面砖，重量不大于20kg/m²，单块面积不宜大于0.01m²，面砖吸水率不大于6%。应采用与系统材料相匹配的柔性粘结剂及勾缝剂，严禁使用普通水泥砂浆粘结面砖及勾缝。外墙外保温粘贴饰面砖系统应结合立面设计合理设置分格缝。由此可见，当外墙面层统采用饰面砖作为饰面层时，对材料、构造及施工的要求非常严格。
设计图纸中未见对外墙面层粘贴饰面砖系统的技术要求。根据现场检测结果，该大厦外墙面层存在局部饰面砖脱落、局部饰面层起鼓、开裂和空鼓的问题，主要分布在窗口四周、楼顶等处。楼层越高，饰面砖空鼓、开裂的现象越多。雨水通过饰面砖局部缺陷的孔道渗透到饰面砖背面，也会对饰面砖与粘结层的粘结强度造成严重削弱、并产生空鼓、开裂、脱落的问题。此外，该大厦为高层建筑，风荷载作用较大，在饰面层与粘结层粘结强度退化的情况下，由于风的吸力作用也会引起饰面砖空鼓、脱落。
参考上海市住房和城乡建设管理委员会 2017年12 月发布的《上海市民用建筑墙体节能工程质量安全管理规定》（沪建质安〔2017〕1101 号）要求，外墙外保温工程粘贴饰面砖的最大应用高度不得超过40m。该大厦实际高度为68m，超过现行相关管理规定要求。考虑到该大厦较高，目前局部已经出现了饰面层空鼓、脱落现象，随着时间的推移，面层损坏的范围和程度可能会有进一步加大的趋势。总体上，该大厦外墙面层的安全隐患较大。
5结论和处理建议
（1）该大厦外墙面层局部已出现饰面砖开裂、空鼓、脱落的问题，存在掉落伤人的安全隐患，局部构成高坠危险点，应尽快采取可靠维修措施。
（2）外墙面层维修应满足本市相关行政管理和技术规定的要求。在后续使用过程中，应对外墙面层进行安全检查，发现问题及时处理。
（3）该大厦高度较高，外墙采用饰面砖作为饰面层存在构造缺陷，且已经出现了空鼓、脱落现象，总体来说外墙面层存在较大安全隐患，建议在条件允许时更换外墙面层做法。