王大专

(1.安徽省建筑科学研究设计院,安徽 合肥 230031;2.安徽省建筑工程质量第二监督检测站,安徽 合肥 230031)

0 前言

现浇构件开裂主要与混凝土自身收缩、温度应力、施工荷载作用、结构承载力不足、超载等因素有关。工程实践中现浇构件裂缝多数属于混凝土收缩应力裂缝、温度应力裂缝或收缩与温度应力相叠加作用裂缝,少数裂缝是与施工荷载作用有关,极少数裂缝为承载力不足或超载引起的结构受力裂缝。

现浇构件裂缝成因分析一般采用综合分析法,裂缝对结构安全影响一般根据裂缝宽度对照《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-2015)标准进行评定。作者以某框架结构现浇柱梁板构件开裂为例,对其进行检测鉴定。根据现浇构件裂缝分布及特征、施工质量抽样检测结果、承载力复核验算等进行裂缝成因分析以及安全性评价。

1 工程概况及检测原因

本工程设计为地下1层、地上5层框架结构,抗震设防烈度为7 度,设计使用年限为50 年,建筑结构安全等级为二级,本次检测范围内除1层~2层柱混凝土设计强度等级为C35,其余柱梁板混凝土设计强度等级均为C30。由于业主验房时发现主体结构柱、梁、板构件出现裂缝,为查明裂缝成因并为下一步处理提供依据,业主委托进行本次检测。

2 裂缝普查

根据现场普查,D2 栋楼一到五层委托检测范围内框架柱、梁及现浇板有裂缝产生,具体裂缝分布及特征见表1,采用钻芯法观测梁裂缝深度结果见表2。

裂缝分布及特征结果汇总表 表1

梁裂缝深度抽检结果汇总表 表2

经现场普查,1~5层委托检测范围内框架柱构件裂缝主要发生在5层,现场可检测范围内发现裂缝的框架柱构件轴线有:2/B、3/B、4/B、5/B、6/B、7/B、5/E、6/E 轴,裂缝均分布于柱头部位,其中2/B、3/B、4/B、5/B、6/B、7/B 轴框架柱柱头裂缝均发生在南侧面并延伸到相邻两个侧面呈水平开展,5/E、6/E轴框架柱柱头裂缝均发生在北侧面并延伸到相邻两个侧面呈水平开展,部分裂缝与箍筋位置重合且裂缝处有箍筋锈胀现象,实测裂缝宽度大部分在0.1~0.5mm,裂缝处箍筋保护层厚度大部分在5~18mm 之间。

被测1~5层顶板裂缝主要可分为两种类型:第一类裂缝主要分布在板跨中及附近部位,裂缝数量较多、出现较为集中,局部裂缝呈网状,分布无规则,裂缝基本贯穿板截面,局部板底裂缝部位有渗水痕迹,现场实测板底面最大裂缝宽度为0.38mm,板面最大裂缝宽度为2.00mm;第二类裂缝主要出现在板面支座处,裂缝沿板四周支座处分布,裂缝基本在板面发生,板底基本未见,板面裂缝宽度实测最大值约为0.78mm。

图1 5层框架柱典型裂缝

图2 梁与板底交接部位水平裂缝

图3 1层5-6/E轴顶梁典型裂缝

被测1~5层顶梁裂缝主要可分为四种类型:第一类裂缝主要为梁支座部位及主次梁交接部位斜向开裂,在梁侧面连续1道或几道分布,裂缝未延伸至梁底面且通过在该类裂缝处取芯发现该类型裂缝基本未贯穿梁截面,裂缝深度约为30~50mm,该类裂缝宽度多呈中间宽两端窄形态,少数为上宽下窄形态,测得梁侧面中间宽两端窄形态裂缝的最大裂缝宽度为0.40mm,少数上大下小形态的裂缝,测得上端最大宽度约为0.50mm,下端最大宽度约为0.24mm,该类裂缝在1~5层顶梁构件范围内普遍存在;第二类裂缝主要为梁与板底交接部位水平开裂,裂缝基本发生在梁侧面且在梁侧面断断续续分布,裂缝与板底距离约为5~25mm,测得梁侧面该类裂缝最大宽度为0.40mm,该类裂缝在1~5层顶梁构件范围内普遍存在;第三类裂缝主要出现在梁跨中附近位置,该类裂缝多数未延伸至梁顶及梁底面且通过在该类裂缝处取芯发现该类型裂缝基本未贯穿梁截面,少数裂缝(基本与箍筋位置重合)沿梁侧面、底面呈U 型开展,裂缝多呈中间宽两端窄形态,测得梁侧面最大裂缝宽度为0.20mm,该类裂缝在1~5层顶梁构件范围内普遍存在;第四类裂缝经现场普查主要出现在1层5-6/E 轴、6-7/E 轴顶梁构件,裂缝主要出现在梁跨中主次梁交接附近位置,该类型裂缝基本贯穿梁截面,沿梁侧面、底面呈U 型开展,裂缝多呈上窄下宽、梁侧窄梁底宽的形态,测得梁侧面最大裂缝宽度为0.76mm,梁底面最大裂缝宽度为0.78mm。

现场局部现浇板板底及梁构件裂缝处已初步处理;1层5/E 轴、6/B 轴柱等构件存在露筋、蜂窝、孔洞等施工质量缺陷,另外少数1~5层顶梁构件梁底箍筋位置存在锈胀现象。

3 施工质量抽检

3.1 混凝土强度

回弹法结合钻芯修正检测1 层柱构件检验批现龄期混凝土强度推定值为37.4MPa,1 层顶梁构件检验批现龄期混凝土强度推定值为34.2MPa;2 层柱构件检验批现龄期混凝土强度推定值为36.0MPa,2 层顶梁构件检验批现龄期混凝土强度推定值为34.0MPa;3 层柱构件检验批现龄期混凝土强度推定值为30.8MPa,3 层顶梁构件检验批现龄期混凝土强度推定值为26.5MPa;4 层柱构件检验批现龄期混凝土强度推定值为33.8MPa,4 层顶梁构件检验批现龄期混凝土强度推定值为32.3MPa;5 层柱构件检验批现龄期混凝土强度推定值为30.6MPa,5 层顶梁构件检验批现龄期混凝土强度推定值为30.9MPa。上述检验批强度推定值除3 层顶梁构件检验批未达到设计强度等级(C30)要求,其余均达到设计强度等级C30或C35要求。

3.2 构件钢筋及截面尺寸

抽检柱构件钢筋配置及截面尺寸基本满足设计及规范要求;抽检梁构件钢筋配置、保护层厚度及截面尺寸基本满足设计及施工验收规范要求;抽检现浇板正、负弯矩钢筋间距实测平均值偏差基本符合验收规范要求,抽检板底排纵向受力钢筋、板面负筋直径均符合设计要求;抽检现浇板板底排纵向受力钢筋保护层厚度平均值基本满足施工验收规范要求;抽检现浇板板面负弯矩钢筋保护层厚度平均值基本偏大,超出施工验收规范要求;抽检现浇板部分板厚实测平均值偏大,其余现浇板板厚实测平均值满足验收规范允许偏差要求。

4 结构复核验算

依据本工程设计图纸以及现场实测结果,经结构复核(不考虑裂缝对结构的影响):被测框架柱承载能力符合标准要求,被测框架梁承载能力符合标准要求,被测部分现浇板承载能力不符合标准要求。

5 结论

根据被测柱裂缝分布特征、施工质量抽检结果、工程设计图纸及结构复核结果综合分析:被测柱裂缝主要为早期施工荷载引起的结构性受力裂缝,混凝土收缩和温度应力等因素对裂缝开展起不利影响,且部分裂缝开展宽度较大,超出《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-2015)标准允许限值,因此被测柱裂缝的产生对原结构安全有一定影响,应进行有效加固处理。

根据现浇板裂缝分布特征、施工质量抽检结果及设计图纸综合分析:被测现浇板第一类不规则裂缝主要由混凝土早期塑性收缩作用引起;第二类支座部位裂缝主要是支座负弯矩作用引起的受力裂缝,板面负弯矩钢筋位置下移对裂缝的产生与发展起不利影响;部分现浇板裂缝开展宽度较大,超出《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-2015)标准允许限值,裂缝的产生对原结构安全有一定影响,应进行有效加固处理。

根据被测梁裂缝分布特征、施工质量抽检结果、工程设计图纸及结构复核结果综合分析:第一类支座附近部位单侧面分布的斜向裂缝主要系剪切作用引起,第四类型梁中上窄下宽直裂缝系施工荷载引起的受力裂缝,其中混凝土收缩和温度应力等因素对以上两类裂缝开展起不利影响,且部分裂缝开展宽度较大,超出《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-2015)标准允许限值,因此裂缝的产生对原结构安全有一定影响,应进行有效加固处理。第二类型梁裂缝主要由于混凝土早期塑性收缩作用引起;第三类型梁裂缝主要由于混凝土收缩作用引起,以上两种类型裂缝的产生尚不影响原结构安全,但应进行有效处理,经可靠处理后可满足结构耐久性及正常使用要求。