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某高層住宅樓樓板裂縫檢測

郭棟1 賈鵬2

（1陜西省建筑科學研究院  710082 西安；

2中交第二公路工程局第三工程有限公司710065西安）

1、前言

    裂縫是混凝土工程中常見的一種缺陷，建筑工程中的鋼筋混凝土及砌體結(jié)構(gòu)的破壞往往都與裂縫的發(fā)展有關(guān)，裂縫的存在會影響到結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性能，導(dǎo)致水分及有害物質(zhì)滲入，誘發(fā)鋼筋銹蝕或加速混凝土的自然老化，從而損害工程結(jié)構(gòu)的承載能力，對安全性產(chǎn)生影響。即使尚未直接影響到使用安全，也會影響適用性和耐久性。近年來，隨著我國大規(guī)模基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫問題越來越突出，在建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗部門每年檢驗鑒定工作中，涉及裂縫問題的項目超過總數(shù)的1/2。

2、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的類型和成因

    2.1裂縫定義

    混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫嚴格來講，可分為宏觀裂縫和微觀裂縫兩種。微觀裂縫是指與結(jié)構(gòu)材料的物質(zhì)有關(guān)的十分細微的裂縫，牽扯到結(jié)構(gòu)材料的組成結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝一系列的化學物理過程；宏觀裂縫是指一般人肉眼可以看見的裂縫。

    2.2裂縫的分類

    結(jié)構(gòu)裂縫主要分為：荷載裂縫、收縮-溫度裂縫和地基變形裂縫三類。

    2.2.1荷載裂縫

    荷載裂縫即是由荷載引起的裂縫，所謂的荷載在“建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范”中有明確的定義，指的是恒載、活載、風載、雪載、吊車荷載等幾項。不言而喻，荷載裂縫是受力裂縫，當然是由于結(jié)構(gòu)構(gòu)件在荷載作用下所受的應(yīng)力，超過了混凝土抗拉強度以后造成的。

    2.2.2收縮-溫度裂縫

    很顯然，這是一類由于混凝土內(nèi)部的收縮（由各種不同的因素造成的）及環(huán)境溫度變化所引起的結(jié)構(gòu)裂縫。收縮和溫度兩個因素，有時同時存在，有時單獨存在，無法區(qū)分。這種裂縫在工程中比較普遍，有的比較輕微，有的十分嚴重，是目前混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)普遍存在的一種裂縫。

    2.2.3地基變形裂縫

    地基變形裂縫主要是由于地基不均勻沉降（由各種原因引起的）產(chǎn)生的裂縫，這種裂縫在不同地區(qū)都有發(fā)生，有的十分嚴重必須進行處理。除了不均勻沉降外，還有地基膨脹引起的變形，這種變形不屬于不均勻沉降，但也是一種變形也可能引起結(jié)構(gòu)裂縫。

3、原材料及配合比對混凝土收縮的影響

    3.1砂

    砂的含量及粒徑對混凝土干縮有較大的影響，顆粒越細其水化、凝結(jié)硬化速度越快，早期和后期強度均較高。但水泥顆粒過細，其在空氣中收縮性也越大。

    3.2石子

    石子粒徑加大，混凝土配合比不變的情況下，其用水量或水泥用量相應(yīng)減少，混凝土收縮隨之減少，但泵送混凝土受輸送管徑和泵高的影響，粗骨料粒徑不宜過大。同樣石子含泥對其收縮極其不利。

    3.3水泥用量

    混凝土中水泥用量增加，其收縮隨之加大。

    3.4砂率

    混凝土中粗骨料是抵抗收縮的主要材料，在配合比完全相同的情況下，混凝土干縮隨砂率的增大而增大，砂率降低，即增加粗骨料用量，對混凝土裂縫控制有顯著效果。

    3.5水灰比

    水是影響混凝土收縮的主要因素，混凝土中用水量越大，坍落度越大，則干縮越大。

4、裂縫的檢測項目

    裂縫的性質(zhì)和危害程度是有其出現(xiàn)的位置和相關(guān)的數(shù)據(jù)指標所決定的，包括裂縫的形狀、走向、寬度、深度、密度等，裂縫的檢測可以為此提供量化的數(shù)據(jù)。目前結(jié)構(gòu)裂縫的檢測技術(shù)和檢測儀器與工程的需求還有差距，尤其對分時間段監(jiān)測或不同荷載等級作用下裂縫發(fā)展狀況的監(jiān)測，用手工記錄數(shù)據(jù)的方法提出的檢測報告在客觀性、準確性和權(quán)威性方面存在著相當?shù)娜毕荨６�且檢測手段的原始使得檢測工作強度大、測試精度底、效率底下。開發(fā)和應(yīng)用準確、有效、方便的裂縫檢測技術(shù)方法和檢測儀器對發(fā)現(xiàn)、控制、治理修復(fù)裂縫有重要的作用。

    混凝土裂縫檢測主要包括裂縫外觀形態(tài)與分布描述、裂縫寬度檢測、裂縫深度檢測。裂縫外觀形態(tài)與分布描述是觀察構(gòu)件表面裂縫部位，目測并繪制裂縫分布圖，準確記錄裂縫形態(tài)、條數(shù)、位置、長度和走向，裂縫寬度與深度的檢測則需要使用相應(yīng)的儀器。

5、某工程樓板裂縫檢測鑒定

    5.1工程概況

    西安某高層住宅樓，工程設(shè)計為地下一層，地上三十一的框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑總面積約65700m2 ，建筑物抗震設(shè)防烈度為8度，建筑場地類別為Ⅲ類。工程采用西安市某混凝土有限公司提供的商品混凝土澆筑。該樓七、八層樓面板在拆模后出現(xiàn)不同程度裂縫，其混凝土設(shè)計強度等級為C40。

    5.2檢測的內(nèi)容和方法

    5.2.1混凝土強度檢測

    使用標定的ZC3-A型砼回彈儀，對其七、八層現(xiàn)澆樓面板采用回彈法進行混凝土強度檢測，并鉆取芯樣，經(jīng)加工后用混凝土芯樣抗壓強度對其回彈法測試結(jié)果進行修正。

    5.2.2水泥安定性檢測

    考慮到裂縫產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜，如果材料中水泥安定性不符合規(guī)范要求，將引發(fā)裂縫的產(chǎn)生，為了解混凝土中所用水泥是否存在安定性問題，擬鉆取2個七、八層板芯樣，同時在未見異常的六層樓板鉆取2個混凝土芯樣，將上述4個芯樣各切割成兩段，其中一段進行蒸煮試驗，試驗后將試件晾干，再通過強度抗壓試驗進行強度對比。

    如果樓板厚度較薄，不滿足設(shè)計要求，也會誘發(fā)裂縫的產(chǎn)生。為此，使用混凝土鉆機在該樓七、八層裂縫處鉆取2個ф70的混凝土芯樣，檢查樓板厚度及裂縫形態(tài)，并使用裂縫尺檢查其裂縫寬度。

    5.2.3現(xiàn)澆板主筋配置情況檢測

    采用標定的英國產(chǎn)1.4型鋼筋位置探測儀檢測現(xiàn)澆板主筋間距及主筋保護層厚度。

    5.2.4相關(guān)資料的核查

    由委托方提供經(jīng)監(jiān)理簽字的相關(guān)檢測資料。如：施工質(zhì)量管理資料、分項工程檢驗批驗收資料、工程質(zhì)量控制資料（含送檢）。

    5.2.5

    通過對該樓七、八層現(xiàn)澆板裂縫的調(diào)查、檢測，并結(jié)合委托方提供的相資料，分析裂縫產(chǎn)生的原因，并提出處理意見。

    5.3檢測結(jié)果

    5.3.1混凝土強度檢測結(jié)果

    在該樓七、八層現(xiàn)澆板布置共5個測區(qū)，采用回彈法進行混凝土強度檢測，并鉆取芯樣，經(jīng)加工后用混凝土芯樣抗壓強度對其回彈法測試結(jié)果進行修正。檢測結(jié)果見表1

表1

    表1注： ①、砼測試齡期約4個月;②、砼設(shè)計強度等級為C40。

    由表1可知：該樓七、八層所測現(xiàn)澆板現(xiàn)齡期砼抗壓強度推定值滿足原設(shè)計要求（C40）。

    5.3.2水泥安定性檢測

    考慮到裂縫產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜，如果材料中水泥安定性不符合規(guī)范要求，將引發(fā)裂縫的產(chǎn)生，為了解混凝土中所用水泥是否存在安定性問題，擬鉆取2個七、八層板芯樣，同時在未見異常的六層樓板鉆取2個混凝土芯樣，將上述4個芯樣各切割成兩段，其中一段進行蒸煮試驗，試驗后將試件晾干，再通過強度抗壓試驗進行強度對比。檢測結(jié)果見表2

表2

構(gòu)件名稱軸線編號	未蒸壓強度 （MPa）	蒸壓強度 （MPa）	蒸壓強度/ 未蒸壓強度
六層3-4/C-D板	40.0	40.2	1.01
六層7-8/C-D板	43.0	41.5	0.97
七層5-6/C-D板	40.9	42.6	1.04
八層7-8/B-C板	43.3	42.8	0.99

    經(jīng)有關(guān)試驗研究表明,如果材料中水泥安定性不符合規(guī)范要求,經(jīng)過蒸煮試驗后，混凝土強度降低值在30%以上。所以本次檢測的樓板混凝土中所用的水泥安定性符合規(guī)范要求。

    5.3.3現(xiàn)澆板厚度及裂縫形態(tài)的檢查結(jié)果

    本次檢查中所發(fā)現(xiàn)的七層、八層現(xiàn)澆板裂縫，大部分屬不規(guī)則、不完全連續(xù)的人字形或網(wǎng)狀裂縫，裂縫深度大多貫穿板厚。裂縫最大寬度：板面為1.0mm，板底為0.20mm，其現(xiàn)澆板厚度符合設(shè)計要求。

裂縫具體形態(tài)見圖1和圖2。

 

    5.3.4現(xiàn)澆板主筋配置情況檢測結(jié)果

    根據(jù)GB50204-2002規(guī)范，現(xiàn)澆板主筋間距允許偏差±10mm，根據(jù)設(shè)計圖紙現(xiàn)澆板主筋保護層厚度設(shè)計值為15mm、（允許偏差+8mm ，-5mm）。檢測結(jié)果見表2

表2

    由表2可知：該樓七、八層所測現(xiàn)澆板主筋間距、主筋保護層厚度均滿足設(shè)計和現(xiàn)行規(guī)范要求。

    5.3.5相關(guān)資料核查

    經(jīng)核查，該樓施工質(zhì)量管理資料、分項工程檢驗批驗收資料、工程質(zhì)量控制資料（含送檢）均符合相關(guān)要求。

    5.3.6現(xiàn)澆板裂縫原因分析

    根據(jù)本次和本次調(diào)查、檢查和檢測結(jié)果，經(jīng)綜合分析認為：

    該樓七、八層現(xiàn)澆板裂縫與結(jié)構(gòu)實體質(zhì)量、構(gòu)造措施及地基基礎(chǔ)的不均勻沉降無關(guān)，應(yīng)屬其它因素所致。該樓七、八層現(xiàn)澆板裂縫產(chǎn)生在混凝土澆筑不久，即初凝至終凝階段，應(yīng)屬常見的商品砼早期收縮裂縫。該類裂縫的開裂程度，除與商品混凝土配合比（石子小、砂率大等）有關(guān)外，也與施工環(huán)境溫、濕度以及現(xiàn)澆板壁薄面大的結(jié)構(gòu)特點有關(guān)。由此可見，該類裂縫應(yīng)屬結(jié)構(gòu)非受力裂縫。

    5.4結(jié)論及建議

    根據(jù)以上調(diào)查、檢查、檢測結(jié)果和GB50292-1999標準：

    （1）、該樓現(xiàn)澆板結(jié)構(gòu)實體質(zhì)量（如砼強度、鋼筋配置情況等）、構(gòu)造措施等滿足設(shè)計和現(xiàn)行規(guī)范要求，也未發(fā)現(xiàn)構(gòu)件存在明顯的撓度變形。

    （2）、該樓七、八層現(xiàn)澆板裂縫屬砼早期收縮裂縫，即屬結(jié)構(gòu)非受力裂縫。但部分現(xiàn)澆板，板面裂縫最大寬度可達0.50mm~1.0mm，超出構(gòu)件彎曲裂縫允許寬度（0.30mm）的150%，故將對現(xiàn)澆板整體受力、繼續(xù)承載和耐久性帶來一定影響，故視為不適于繼續(xù)承載裂縫。

    建議對該樓七、八層現(xiàn)澆板所有裂縫進行灌漿封閉處理，同時考慮對較寬的裂縫（寬度≥0.30mm）進行補強處理。

6、結(jié)語

    造成混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的因素很多，很復(fù)雜。從某高層住宅樓樓板裂縫成因看，混凝土結(jié)構(gòu)工程的事前，事中控制及各項施工隱蔽控制是非常重要的，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因很復(fù)雜，必須正確掌握各種裂縫的形成機理，才能得出裂縫成因，才能提出較為合理的裂縫處理方案。

參考文獻:

1.國家標準《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292-1999)

2.國家標準《砼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB 50204-2002〈2011版〉)

3.國家標準《砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2010)

4.國家標準《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標準》(GB/T 50344-2004)

5.標準委員會標準《鉆芯法檢測砼抗壓強度技術(shù)規(guī)程》 (CECS 03:2007)

6.國家標準《水泥壓蒸安定性試驗方法》(GB/T 750-92)

7.建筑結(jié)構(gòu)檢測鑒定與加固手冊   袁海軍等

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)