某工程現(xiàn)澆板裂縫成因檢測(cè)與分析

岳亮亮

（安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站，安徽合肥 230088）

1 工程概況

某工程設(shè)計(jì)為16 層框架剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑面積9739m2，平屋面，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50 年，建筑類別為丙類，安全等級(jí)為二級(jí)，抗震設(shè)防烈度為Ⅵ度，地震分組第一組。建筑物場(chǎng)地類別為Ⅱ類，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)，采用沉管灌注樁，持力層承載力特征值fak為3700kPa。框架柱、剪力墻混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30，框架梁、現(xiàn)澆板混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C25。

該工程八層頂板于2020 年4 月8 日澆筑完成，其層板澆筑完成進(jìn)行其他項(xiàng)目施工時(shí)，發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)不同程度的開裂。為了解八層頂板混凝土開裂原因并為下步裂縫處理提供相應(yīng)的技術(shù)資料，需對(duì)其裂縫成因進(jìn)行檢測(cè)與分析。

2 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

根據(jù)委托要求并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，2020 年5 月11 日—16 日對(duì)該工程八層頂板進(jìn)行實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目主要包括現(xiàn)澆板裂縫開展情況的普查、混凝土抗壓強(qiáng)度、現(xiàn)澆板厚度、鋼筋配置情況、f-CaO 對(duì)混凝土質(zhì)量的影響。

2.1 現(xiàn)澆板裂縫開展性態(tài)的普查

采用目測(cè)、裂縫觀察儀及描繪的方法，對(duì)現(xiàn)澆板裂縫開展性態(tài)進(jìn)行普查，裂縫分部特征如下：

（1）八層頂板各個(gè)區(qū)格間均有不同程度的裂縫分布，裂縫寬度呈板面寬、板底窄的特點(diǎn)，其板面縫寬一般為0.5～3.0mm，板底縫寬一般為0.05～0.25mm。

（2）裂縫多呈龜裂狀，沒有明顯的走向；裂縫中間寬兩端細(xì)，斷續(xù)開展；部分裂縫沿著板面鋼筋的走向開展；現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)裂縫主要集中在區(qū)格的中間，很少有裂縫開展至梁邊。

（3）板面經(jīng)澆水檢查，在板底可見到不同程度的水跡或滴水現(xiàn)象，說明現(xiàn)澆板裂縫基本為上下貫通，如圖1 所示。

2.2 現(xiàn)齡期混凝土抗壓強(qiáng)度的檢測(cè)

依據(jù)《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 23—2011）和《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 384—2016），現(xiàn)場(chǎng)采用回彈兼鉆芯綜合法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度，現(xiàn)場(chǎng)抽檢了8塊板，混凝土抗壓強(qiáng)度推定值為26.3~33.2MPa，均符合足設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C25 的要求。

圖1 板面裂縫開展情況

2.3 現(xiàn)澆板板底鋼筋配置情況的抽檢

依據(jù)《混凝土中鋼筋檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T 152—2019），現(xiàn)場(chǎng)采用鋼筋測(cè)定儀隨機(jī)抽檢8 塊現(xiàn)澆板板底鋼筋配置情況，檢測(cè)結(jié)果表明抽檢的8 塊現(xiàn)澆板板底鋼筋設(shè)置間距平均值均符合設(shè)計(jì)要求及規(guī)范允許偏差值要求，板底鋼筋保護(hù)層厚度合格率為98%，符合規(guī)范要求。

2.4 現(xiàn)澆板厚度的抽檢

依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50784—2013），現(xiàn)場(chǎng)采用樓板厚度檢測(cè)儀隨機(jī)抽檢8 塊現(xiàn)澆板的厚度，抽檢的8塊現(xiàn)澆板設(shè)計(jì)厚度為120mm，其實(shí)測(cè)厚度平均值為115~124mm，現(xiàn)澆板厚度平均值為115～124mm，均符合設(shè)計(jì)和規(guī)范允許偏差要求。

表1 現(xiàn)澆板芯樣抗壓強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果匯總

2.5 f-CaO 對(duì)混凝土質(zhì)量影響的檢測(cè)

依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50344—2004），采用沸煮法檢測(cè)f-CaO 對(duì)混凝土質(zhì)量影響。現(xiàn)場(chǎng)采用工程鉆機(jī)在抽取的構(gòu)件上鉆取1 組2 個(gè)芯樣，均加工成高徑比為1:1 的試件，一個(gè)兩端用硫磺膠泥補(bǔ)平后自然養(yǎng)護(hù)，另一個(gè)以及混凝土薄片一起放到蒸壓釜中進(jìn)行沸煮，沸煮6h，冷卻至室溫，打開蒸壓釜，觀察芯樣和薄片有無裂縫，然后將芯樣用硫磺膠泥補(bǔ)平后進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，比較1 組兩個(gè)芯樣的強(qiáng)度差異，綜合沸煮試驗(yàn)和抗壓試驗(yàn)的結(jié)果，判斷游離CaO 和MgO 對(duì)混凝土的影響。現(xiàn)場(chǎng)共鉆取了3 組芯樣，檢測(cè)結(jié)果見表1。

試驗(yàn)結(jié)果表明，抽檢的3 塊區(qū)格板混凝土抗壓強(qiáng)度損失率平均值為13.8%，滿足《標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50344—2004）第B.0.7 條的規(guī)定。抽檢部位的試件經(jīng)沸煮試驗(yàn)后，各試件外觀完好，無異常表現(xiàn)；沸煮后的芯樣混凝土抗壓強(qiáng)度比自然養(yǎng)護(hù)條件下的混凝土抗壓強(qiáng)度普遍降低。

3 承載力驗(yàn)算

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果和委托單位提供的設(shè)計(jì)圖紙，依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010—2010）（2015 年版）和《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009—2012）進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算，以確定正常使用條件下該工程八層頂板的承載力是否符合規(guī)范要求。

板底鋼筋間距、混凝土強(qiáng)度實(shí)測(cè)結(jié)果、厚度均滿足設(shè)計(jì)要求，驗(yàn)算時(shí)采用設(shè)計(jì)值。經(jīng)調(diào)查，該層現(xiàn)澆板施工完成后未發(fā)生堆載超過正常使用荷載的情況，荷載及樓面做法按設(shè)計(jì)圖紙取值計(jì)算。采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院研發(fā)的PKPM 系列結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件，依據(jù)現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范及檢測(cè)資料，對(duì)八層頂板進(jìn)行驗(yàn)算，經(jīng)驗(yàn)算，在正常使用條件下，該層現(xiàn)澆板承載力符合規(guī)范要求。

4 施工及試驗(yàn)資料的調(diào)查

根據(jù)委托單位提供的試驗(yàn)資料，每立方米混凝土各項(xiàng)材料的用量為330:746:1088:175:6.2:54（水泥:砂:石子:水:外加劑:摻合料）。水泥凝結(jié)時(shí)間、安定性、抗壓強(qiáng)度（3d）、抗折強(qiáng)度（3d）均合格。細(xì)集料各項(xiàng)指標(biāo)均合格。粗集料各項(xiàng)指標(biāo)均合格。

根據(jù)施工日志和監(jiān)理日志看，該層現(xiàn)澆板板混凝土澆筑日期為2020 年4 月8 日，當(dāng)日天氣晴朗，最高氣溫21.6℃，最低氣溫3℃，平均氣溫13.2℃，風(fēng)力3~5 級(jí)。

5 現(xiàn)澆板裂縫原因分析

依據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果，經(jīng)復(fù)核驗(yàn)算，該層現(xiàn)澆板的承載力可滿足規(guī)范要求，該類裂縫為非荷載裂縫。由現(xiàn)澆板的裂縫形態(tài)、位置、出現(xiàn)時(shí)間等情況分析，該層現(xiàn)澆板裂縫主要是混凝土塑性裂縫，即混凝土澆注成型后還未硬化，處于可塑狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的裂縫。

現(xiàn)從當(dāng)時(shí)環(huán)境氣候、施工情況及混凝土原材料等分析產(chǎn)生裂縫的主要原因：

（1）水泥石在硬化階段自身體積由于硬化失水會(huì)產(chǎn)生較大收縮，當(dāng)收縮受到約束就會(huì)在板內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力。再則水泥石硬化時(shí)會(huì)釋放大量的熱量，表層降溫較快時(shí)，內(nèi)外溫差較大，在板內(nèi)會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)二者疊加后的主拉應(yīng)力大于混凝土極限抗拉強(qiáng)度時(shí)混凝土就會(huì)出現(xiàn)裂縫。現(xiàn)澆板比表面積大，較其他類型構(gòu)件更易失水降溫而導(dǎo)致開裂；板面暴露在空氣中，板底有模板保護(hù)，板面更易失水降溫，易產(chǎn)生裂縫，所以該工程現(xiàn)澆板普遍存在裂縫，且板面裂縫較板底裂縫多且寬。

（2）根據(jù)施工資料，該層現(xiàn)澆板澆筑當(dāng)天并無嚴(yán)重的惡劣天氣情況發(fā)生，但澆筑當(dāng)天晝夜溫差較大，再加上風(fēng)力的影響，且保水養(yǎng)護(hù)措施不到位，拆模時(shí)間過早，均會(huì)加劇塑性裂縫的開展。

（3）因?yàn)榘宓诪橥ㄩL(zhǎng)雙向配筋，對(duì)抵抗混凝土收縮起到有利作用，而板面只在支座四周分布負(fù)彎矩鋼筋，混凝土一旦開裂，板中部區(qū)域沒有鋼筋參與受力，裂縫自由開展且縫寬較大。所以裂縫呈現(xiàn)出板面寬而板底窄的特點(diǎn)。

綜上所述，該層現(xiàn)澆板裂縫主要是混凝土的早期硬化時(shí)的收縮裂縫，再加上施工期間保水養(yǎng)護(hù)不及時(shí)等缺陷，拆模時(shí)間較早，加劇了裂縫的開展，最終導(dǎo)致了這種不規(guī)則裂縫的普遍開展。

6 總結(jié)

隨著國(guó)內(nèi)建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，鋼筋混凝土民用建筑物中，現(xiàn)澆混凝土樓板出現(xiàn)收縮形裂縫的現(xiàn)象也較為常見，已成為商品房質(zhì)量糾紛、投訴的熱點(diǎn)問題，它不僅有損外觀，對(duì)使用功能造成一定影響，而且還對(duì)結(jié)構(gòu)的整體性和剛度造成不利影響，而且易引起鋼筋腐蝕，影響結(jié)構(gòu)的耐久性。但混凝土現(xiàn)澆板裂縫問題并不可怕，大可不必談虎色變，只要平時(shí)多分析總結(jié)其裂縫產(chǎn)生原因，采取合理有效的防治措施和切實(shí)可行的處理方法，就可以減少現(xiàn)澆板裂縫的產(chǎn)生。