現(xiàn)澆混凝土屋面板板底裂縫成因分析

程 偉 （安徽省水利科學(xué)研究院合肥分院，安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測站，安徽 合肥 230088）

1 引言

在新建混凝土工程質(zhì)量驗(yàn)收和既有建(構(gòu))筑物性能評定的過程中，混凝土抗壓強(qiáng)度、鋼筋配置、樓板厚度等是影響構(gòu)件產(chǎn)生裂縫的重要因素。回彈法檢測構(gòu)件混凝土強(qiáng)度，在需要試件表面設(shè)置10個(gè)回彈試驗(yàn)區(qū)，經(jīng)研磨和清洗后進(jìn)行回彈試驗(yàn)，在試驗(yàn)區(qū)開1個(gè)小孔，在孔內(nèi)噴入酚酞醇溶液后用碳化深度計(jì)測量碳化深度，試件表面試驗(yàn)區(qū)開孔一般不少于3個(gè)區(qū)。根據(jù)《回彈法檢測泵送混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（DB34/T5012-2015），計(jì)算混凝土強(qiáng)度換算值，并計(jì)算各組分混凝土強(qiáng)度的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和結(jié)構(gòu)推定値強(qiáng)度(fcu,e)[1]。用鋼筋定位儀和卷尺抽檢構(gòu)件的鋼筋配置情況，現(xiàn)場檢測時(shí)用鋼筋定位儀在構(gòu)件表面測量鋼筋位置，并記錄保護(hù)層厚度，然后用卷尺量測鋼筋間距[2]。并依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2015）及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行評價(jià)。用樓板測厚儀測量現(xiàn)澆板的厚度情況，板厚的檢驗(yàn)方法在同一對角線上量測中間以及距離兩端各0.1m處，取三點(diǎn)平均值[3]，并依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2015）及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行評價(jià)。鉆芯法是鉆取一定數(shù)量的混凝土芯樣，從結(jié)構(gòu)矩陣中進(jìn)行沸騰試驗(yàn)。通過對混凝土燒結(jié)后的外觀變化和強(qiáng)度損失率進(jìn)行檢測，分析評價(jià)了混凝土中有害成分對混凝土體積穩(wěn)定性的影響。沸騰試驗(yàn)的目的是使結(jié)構(gòu)混凝土中的不穩(wěn)定部分在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生充分反應(yīng)。這種不穩(wěn)定的成分會(huì)增加水泥石的固體體積，從而導(dǎo)致混凝土的體積膨脹、強(qiáng)度顯著降低甚至破壞的完整性，如表面開裂、坍塌等[4]。對現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)的采集來分析構(gòu)件出現(xiàn)裂縫成因，對日后相似構(gòu)件的分析有一定的幫助。

2 工程實(shí)例

安徽省阜陽市潁上縣某辦公樓為多層框架結(jié)構(gòu)，該辦公樓設(shè)計(jì)使用年限為筑后五層頂板大部分暴露在自然環(huán)境中，板上表面失水很快，且受環(huán)境溫濕度影響較大，另外，根據(jù)檢測結(jié)果，板面保護(hù)層厚度較大，鋼筋下沉，混凝土一旦開裂，沒有鋼筋參與受力，裂縫寬度加大；而板底的溫濕度變化較小且有模板的影響。在這種條件下，板體必然產(chǎn)生不均勻溫濕差和收縮變形。頂板混凝土澆筑后溫濕差變形和收縮變形將產(chǎn)生疊加，一旦澆筑的混凝土不足以克服這種溫濕差變形及收縮應(yīng)力，即產(chǎn)生的約束拉應(yīng)力大于混凝土早期抗拉強(qiáng)度時(shí)，極易產(chǎn)生裂縫。混凝土的體積安定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明其混凝土中的不安定性成份對混凝土體積安定性無顯著不良影響。如果后期養(yǎng)護(hù)工作跟不上，就會(huì)造成裂縫的進(jìn)一步的開展，最終會(huì)貫穿整個(gè)現(xiàn)澆板。現(xiàn)澆板比表面積較大，相對于梁柱，養(yǎng)護(hù)等工藝不到位對其裂縫的開展更為不利。這類裂縫一般尚未影響結(jié)構(gòu)安全，但由于裂縫開展較多，其對結(jié)構(gòu)的剛度、整體性50年，梁板柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C30，建筑面積合計(jì)約900㎡，目前屋面板板底發(fā)現(xiàn)大量裂縫，為了解該裂縫形成原因并為下一步處理提供依據(jù)。委托我站對其進(jìn)行檢測與分析。根據(jù)委托要求并結(jié)合現(xiàn)場情況，進(jìn)行如下內(nèi)容的檢測與分析工作：①結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度；②混凝土游離氧化鈣的危害性；③結(jié)構(gòu)鋼筋配置；④現(xiàn)澆板厚度；⑤構(gòu)件外觀質(zhì)量及裂縫成因分析檢測。

回彈法檢測構(gòu)件的強(qiáng)度值 表1

電磁感應(yīng)法檢測構(gòu)件的鋼筋配置 表2

超聲法檢測構(gòu)件的樓板厚度值 表3

圖1

圖2

芯樣抗壓強(qiáng)度對比試驗(yàn)結(jié)果匯總表 表4

3 檢測成果

根據(jù)《回彈法檢測泵送混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（DB34/T5012-2015），結(jié)合現(xiàn)場檢測混凝土抗壓強(qiáng)度，采用回彈法。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場檢測，本工程屋面樓板采用現(xiàn)澆混凝土，現(xiàn)澆樓板混凝土設(shè)計(jì)均為C30，根據(jù)規(guī)范，計(jì)算構(gòu)件各測區(qū)的混凝土強(qiáng)度換算值詳見表1；根據(jù)委托要求及現(xiàn)場情況抽檢板的配筋情況，結(jié)果詳見表2；用樓板測厚儀測量現(xiàn)澆板的厚度情況，結(jié)果詳見表3；分析比較結(jié)構(gòu)混凝土體積安定性的變化情況，結(jié)果詳見表4；現(xiàn)場采用觀測、尺量、描繪、拍照等方式對五層混凝土構(gòu)件外觀進(jìn)行檢測，經(jīng)普查，框架梁柱構(gòu)件上及梁柱節(jié)點(diǎn)均未發(fā)現(xiàn)較明顯的受力裂縫，五層頂板均不同程度的存在裂縫，板面裂縫呈龜裂狀且大多不連續(xù)，板底有滲水及析白現(xiàn)象，表明裂縫已貫通板厚，板底裂縫大部分呈龜裂狀，典型裂縫圖1；部分板底裂縫呈十字型或一字型，現(xiàn)場檢測十字型或一字型裂縫大多順鋼筋排列方向開展，裂縫在板底寬度較小，一般為 0.02mm～0.20mm，最大為0.30mm，板面裂縫相對較大，寬度為0.08mm～0.60mm。騎縫鉆芯檢查，裂縫從板面至板底逐漸變窄，即裂縫在板厚方向呈“V”字型開展，芯樣沒因裂縫貫通而散成兩半，見圖2。

4 結(jié)論

①從委托方所提供的資料上看，工程實(shí)際采用泵送混凝土，坍落度要求較大，含砂率較高，粉煤灰摻合料及水泥用量較大，在混凝土結(jié)硬過程中發(fā)生的體積變形（收縮）較大。五層頂板的澆筑日期是2017年1月，澆筑時(shí)溫度較低，澆和耐久性有一定的影響，故應(yīng)進(jìn)行妥善處理。

②本文中只是采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范結(jié)合實(shí)際工程分析混凝土產(chǎn)生裂縫可能因素，通過現(xiàn)場檢測收集的數(shù)據(jù)來作裂縫成因的參考，現(xiàn)場未考慮檢測檢測作業(yè)面處理以及實(shí)驗(yàn)過程的誤差，檢測前應(yīng)確定好執(zhí)行何種規(guī)范，遵守儀器操作規(guī)范及安全保護(hù)措施。

③本文只是委托方對工程現(xiàn)場檢測構(gòu)件的選取，未進(jìn)行有規(guī)律、大批次的現(xiàn)場成規(guī)模的數(shù)據(jù)采集，希望對日后工程產(chǎn)生類似裂縫成因有借鑒幫助。