某工程擺錘敲入法檢測砌筑砂漿強度實踐及墻體裂縫成因分析

劉玉龍，程建明，項炳泉，唐文棟

（1.安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230031；2.安徽省建筑工程質量第二監督檢測站，安徽 合肥 230031）

0 前言

框架結構填充墻體經常發生不同程度的開裂，裂縫類型主要為墻梁結合部位水平裂縫、墻柱結合部豎向裂縫、墻中水平和豎向（斜向）裂縫、門窗洞口邊角斜向裂縫等。導致填充墻體開裂的因素較復雜，主要與砌塊材料自身收縮、兩種材料變形不協調、溫度應力、結合部位處理不良及不均勻沉降等有關。

中建土木（北京）工程檢測鑒定中心袁海軍研發出擺錘敲入儀，該儀器是依靠錘頭自由下擺將測釘敲入受檢材料中，依據測釘的敲入深度來推定其抗壓強度或其他指標的檢測方法，是一種全新的檢測材料強度方法。擺錘敲入儀包括錘頭、擺桿、懸臂、豎板、測釘、測釘座、調節螺絲、水準泡、激發桿、把手等組件，且應符合下列技術要求：①錘頭質量應為（2±0.02）kg；②擺桿直徑應為（10±0.1）mm；③軸承中心到錘頭中心的距離應為（223±2）mm；④擺動角度應為（175±1）°；⑤當將擺錘敲入儀水平向固定于支架上時，錘頭自由擺動的最大速度不應小于1.94m/s。目前擺錘敲入儀已取得發明專利（專利類型：外觀設計，申請(專利)號：CN201930291656.7，申請 日 期：20190606，公 開/公 告 號：CN305696180S，公 開/公 告 日 期：20200410，申請(專利權)人：中建土木(北京)工程檢測鑒定中心，發明人：袁海軍，國省代號：CN110105）。擺錘敲入儀具有操作簡單、檢測快捷、檢測結果精度較高，受人為影響因素小，具有比較廣闊的應用前景。

目前蒸壓加氣塊混凝土砌塊已廣泛作為砌筑材料應用于框架結構填充墻體中，而此類填充墻體產生裂縫的工程實例也時有發生。作者以某框架結構填充墻開裂為例，依據《擺錘敲入法檢測蒸壓加氣混凝土砌塊與砂漿抗壓強度技術規程》（T/CECS 678-2020）相關標準，采用擺錘敲入法檢測蒸壓加氣混凝土砌塊墻體砌筑砂漿抗壓強度，并與貫入法檢測砂漿強度結果進行了比對。根據設計圖紙（含相關變更資料）、裂縫分布特征以及現場檢測結果，對該工程蒸壓加氣塊砌體填充墻裂縫進行成因分析。

1 工程設計概況

本工程系地下1 層，地上19 層框架-剪力墻結構，結構使用年限為50年，建筑結構安全等級為二級，地基基礎設計等級為甲級，抗震設防烈度為6 度，設計地震基本加速度值為0.05g，設計特征周期Ts=0.35s。基礎采用樁基-承臺筏板基礎。上部主要承重結構為框架柱（剪力墻）、框架梁、板。

工程在施工過程中存在設計變更，主要為立面變化，從而對結構各層平面周邊進行相應調整，其中2～5/C～D 軸區域在3～18 層增設夾層，未注明部位夾層板頂和梁頂標高均為H+2800mm（H為樓層結構基準標高），夾層頂板四周設有圈梁，圈梁兩端均與構造柱連接，其中在距2/C～D 軸、5/C～D 軸2150mm處圈梁上設有2 根吊柱與上部頂梁連接，圈梁、構造柱、吊柱混凝土強度等級均為C25，具體夾層平面示意圖見圖1所示。

圖1 夾層平面示意圖（陰影部位為后增夾層,圖紙①節點大樣,見圖2）

(1/2)/C～D 軸、(1/4)/C～D 軸夾層墻體采用A5.0 非承重加氣混凝土砌塊，M5專業砂漿砌筑，墻體設置在距2/C～D 軸、5/C～D 軸2800mm處外掛板上，外掛板與北側(1/4)/D 軸構造柱（GZ6）圖紙中未明確是否相連，但工程建設單位提供信息該部分應分開澆筑，且不連接，見圖2 所示。

圖2 ①節點大樣示意圖（夾層墻體砌筑在120mm寬的外掛板上,圖中標紅處）注：外掛梁與北側構造柱（GZ6）不連接

2 墻體裂縫分布及特征

該工程3～18 層(1/2)/C～D 軸、(1/4)/C～D 軸夾層墻體普遍存在墻體裂縫，裂縫主要為墻體與構造柱（頂梁）交接處的豎向（水平）裂縫以及墻體中部存在斜向裂縫，其中墻體中部斜向裂縫主要分布在11～18層夾層墻體。

現場對3層(1/4)/C～D 軸、15層(1/4)/C～D軸夾層墻體裂縫分布及特征進行檢測，其中被測3 層(1/4)/C～D 軸夾層墻體裂縫主要為墻體與(1/4)/D軸北外側構造柱以及頂梁交接處豎向、水平裂縫。現場鑿除部分裂縫處粉刷層，發現外掛板與北外側構造柱分兩次澆筑成型，夾層圈梁以及墻體與北外側構造柱之間存有縫隙，現場測得夾層圈梁以及墻體與構造柱之間最大間隙分別約為3.0mm、7.0mm；夾層墻體與頂梁交接處水平裂縫位于墻體頂部水泥砂漿與頂梁底部間隙處，最大間隙約3.0mm，墻體裂縫分布示意圖見圖3，墻體裂縫現狀見圖5～圖8。

圖3 3層墻體裂縫示意圖（未注明為鑿除粉刷層后測得數值,單位：mm）

圖4 15層墻體裂縫示意圖（未注明為鑿除粉刷層后測得數值,單位：mm）

圖5 3層(1/4)/C～D軸夾層墻體裂縫現狀（墻體與頂梁交接處水平裂縫以及與構造柱交接處豎向裂縫）

圖6 3層(1/4)/C～D軸夾層墻體與構造柱交接處現狀（構造柱與夾層墻體以及墻體下方外掛梁斷開不連接,粉刷層中未見鋼絲網）

圖7 3層(1/4)/C～D軸夾層墻體與頂梁交接處水平裂縫

圖8 3層(1/4)/C～D軸夾層墻體與頂梁交接處水平裂縫

被測15 層(1/4)/C～D 軸夾層墻體裂縫主要為墻體中部斜向、水平裂縫以及與(1/4)/D軸北外側構造柱交接處斷續開展的豎向裂縫，裂縫部位粉刷層存在大面積空鼓現象。現場鑿除部分裂縫處粉刷層，發現外掛板與北外側構造一次性澆筑成型，且外掛板與構造柱連接處存在裂縫；夾層墻體與頂梁交接處水泥砂漿填塞不密實，存在疏松、斷裂缺陷，現場測得墻體與構造柱之間最大間隙約為4.0mm，粉刷層表面最大裂縫寬度約為0.28mm，墻體裂縫分布示意圖見圖4，墻體裂縫處現狀見圖9～圖10。

圖9 15層 (1/4)/C～D軸夾層墻體中部斜向裂縫以及頂部水平裂縫現狀（墻體頂部與頂梁交接處水泥砂漿疏松、斷裂、不密實）

圖10 15層(1/4)/C～D軸夾層墻體與構造柱交接處現狀（構造柱與夾層墻體不連接,但是構造柱與墻體下方外掛梁一次性澆筑成型）

3 墻體砌筑砂漿強度抽檢

現場根據T/CECS678-2020 以及參考JGJ/T136-2017，采用擺錘敲入法及貫入法（僅供參照，對應混合砂漿）對3 層(1/4)/C～D 軸、15 層(1/4)/C～D 軸夾層墻體加氣混凝土砌塊專用砂漿強度進行檢測，檢測結果見表1。

墻體砌筑砂漿強度檢測結果 表1

從以上檢測結果看，抽檢墻體砌筑砂漿強度均達到設計強度等級M5 要求。擺錘敲入法檢測砂漿抗壓強度與貫入法檢測抗壓強度的相對誤差僅5.4%、5.8%。

4 墻體拉結鋼筋抽檢

采用鋼筋定位儀對夾層墻體與(1/4)/C～D 軸北外側構造連接部位進行檢測，未發現該部位設有拉結鋼筋。

5 墻體與柱、梁交接處連接情況

現場局部鑿除墻體裂縫處粉刷層，發現3層(1/4)/C～D 軸、15層(1/4)/C～D 軸夾層墻體在與上方頂梁交接處粉刷層中均設有鋼絲網進行加強處理；15 層墻體與(1/4)/C～D 軸北外側構造交接部位設有鋼絲網進行加強處理，但3 層夾層墻體該部位未見鋼絲網。

6 墻體裂縫成因分析

根據本工程設計圖紙、裂縫分布特征以及現場檢測結果綜合分析：被測裂縫主要與砌墻磚自身收縮變形、兩種不同材料（混凝土和加氣混凝土砌塊）變形不協調、溫度應力作用等因素有關，與3層構造柱與墻體交界處未掛鋼絲網以及15 層夾層墻體頂部與頂梁交接處水泥砂漿填縫不密實、存在疏松、斷裂缺陷等，對該部位墻體裂縫產生有不利影響。

7 結語

擺錘敲入儀操作簡便、穩定耐用，擺錘敲入法檢測蒸壓加氣混凝土砌塊與砂漿抗壓強度是一項自主創新的技術，為現場檢測提供了一種全新的方法。《擺錘敲入法檢測蒸壓加氣混凝土砌塊與砂漿抗壓強度技術規程》規范了擺錘敲入法檢測蒸壓加氣混凝土砌塊與砂漿抗壓強度的檢測方法，內容全面，指標合理，可操作性強，與相關技術標準相協調。該規程填補了蒸壓加氣混凝土砌塊砌體結構現場檢測技術的空白，達到了國內領先水平。

擺錘敲入法檢測強度用途廣，適用于燒結普通磚砌體工程中磚與砌筑砂漿抗壓強度的現場檢測，砌體工程中蒸壓加氣混凝土砌塊與砌筑砂漿抗壓強度的現場檢測，工程結構中混凝土抗壓強度的現場無損檢測，還適用于工程結構中木材弦向靜曲強度的現場無損檢測。目前中國工程建設標準化協會兩部擺錘敲入法檢測強度技術規程已頒布實施，另有多部擺錘敲入法檢測強度技術規程正在陸續發布中。