現(xiàn)澆板裂縫成因檢測與分析
時(shí)間:2023-02-15 09:23:51
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摘要:隨著國內(nèi)建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大,鋼筋混凝土民用建筑物中,現(xiàn)澆混凝土樓板常出現(xiàn)收縮形裂縫的現(xiàn)象,這已成為商品房質(zhì)量糾紛、投訴的熱點(diǎn)問題。不僅有損外觀,對使用功能也造成一定影響,而且還對結(jié)構(gòu)的整體性和剛度造成不利影響,且易引起鋼筋腐蝕,影響結(jié)構(gòu)的耐久性。由于外部環(huán)境變化和內(nèi)部影響因素增多,導(dǎo)致裂縫問題的出現(xiàn),影響了工程質(zhì)量和美觀。文章以某房屋建筑工程為例,針對某工程鋼筋混凝土現(xiàn)澆板裂縫開展情況,根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果,結(jié)合材料、設(shè)計(jì)、施工等情況對其開裂原因進(jìn)行分析,可為同類現(xiàn)澆板裂縫的成因分析提供參考。
關(guān)鍵詞:現(xiàn)澆板;裂縫;成因分析
1工程概況
某農(nóng)貿(mào)大市場,為二層框架結(jié)構(gòu),主體高度10.2m,設(shè)計(jì)使用年限為50年。該工程于2016年8月開工,目前部分房屋已交付使用。業(yè)主在交房驗(yàn)收時(shí)發(fā)現(xiàn)一層頂板1-/A-B存在裂縫,為了解該現(xiàn)澆板裂縫成因,壽縣某房地產(chǎn)開發(fā)有限公司委托安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測站對該現(xiàn)澆板裂縫成因進(jìn)行現(xiàn)場檢測及原因分析。
2現(xiàn)場檢測
根據(jù)委托要求并結(jié)合現(xiàn)場情況,現(xiàn)場檢測工作于2018年9月10日進(jìn)行,檢測項(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、鋼筋保護(hù)層以及f-CaO情況對混凝土質(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、裂縫觀察儀及尺量、拍照與描繪的方法,現(xiàn)場對一層頂板1-/A-B裂縫開展性態(tài)進(jìn)行檢查。檢查結(jié)果見表1及圖1、圖2、圖3所示。
2.2現(xiàn)齡期混凝土抗壓強(qiáng)度的檢測依據(jù)《鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T384-2016),現(xiàn)場采用鉆芯法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度。實(shí)施檢測時(shí)根據(jù)現(xiàn)場具體情況在現(xiàn)澆板上隨機(jī)鉆取3個(gè)混凝土芯樣,并加工成高徑比1:1的試件,經(jīng)自然干燥后進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表2所示。檢測的一層頂板1-/A-B現(xiàn)齡期混凝土抗壓強(qiáng)度推定為41.4MPa,符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級C30的要求。
2.3現(xiàn)澆板板底鋼筋配置情況的抽檢依據(jù)《混凝土中鋼筋檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ/T152-2019),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,然后用直尺量測鋼筋間距。檢測結(jié)果見表3所示?!痘炷两Y(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-2015)第5.5.3條規(guī)定:縱向受力間距允許偏差為±10mm,綁扎箍筋、橫向鋼筋間距允許偏差為±20mm。檢測的該現(xiàn)澆板板面縱向鋼筋設(shè)置間距平均值為200mm,橫向鋼筋設(shè)置間距平均值為199mm,符合設(shè)計(jì)和規(guī)范允許偏差值的要求。檢測的該現(xiàn)澆板板底縱向鋼筋間距平均值為184mm,橫向鋼筋設(shè)置間距平均值為209mm,符合設(shè)計(jì)和規(guī)范允許偏差值的要求。
2.4鋼筋保護(hù)層厚度檢測現(xiàn)場檢測時(shí)用鋼筋定位儀檢測現(xiàn)澆板板底及板面鋼筋保護(hù)層厚度。檢測結(jié)果見表4所示?!痘炷两Y(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-2015)第E.0.4條規(guī)定:結(jié)構(gòu)實(shí)體縱向受力鋼筋保護(hù)層厚度的允許偏差,現(xiàn)澆板為+8mm、-5mm。檢測的該現(xiàn)澆板板面縱、橫向鋼筋保護(hù)層厚度平均值分別為37mm和35mm,保護(hù)層厚度均偏大。檢測的該現(xiàn)澆板板板底鋼筋保護(hù)層厚度平均值為19mm,符合設(shè)計(jì)和規(guī)范允許偏差值的要求。
2.5混凝土碳化深度由于混凝土是一種多孔結(jié)構(gòu),長期暴露在大氣中的CO2中,只要濕度適宜便可與已水化的水泥礦物發(fā)生反應(yīng),混凝土在碳化過程中逐漸由堿性轉(zhuǎn)化成中性。當(dāng)混凝土碳化后,混凝土中PH值降至9以下時(shí),保護(hù)鋼筋的鈍化膜就處于活化狀態(tài),在氧和水的作用下,鋼筋產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。鋼筋一旦銹蝕,由于鐵銹體積比原鐵體積大2~3倍,膨脹將使混凝土保護(hù)層開裂、剝落。根據(jù)酚酞試劑在強(qiáng)堿中呈現(xiàn)紫紅色,弱堿中為無色的特性,用濃度為1%~2%的酚酞溶液噴在所打小孔洞內(nèi)壁,然后用游標(biāo)卡尺測量表面到內(nèi)部變色的深度,即為混凝土的碳化深度。利用小型鋼筋保護(hù)層測定儀測量鋼筋保護(hù)層厚度。具體見表5所示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,一層頂板1-/A-B板底對應(yīng)10點(diǎn)鋼筋混凝土保護(hù)層厚度平均值分別為19mm;相應(yīng)部位檢測的混凝土碳化深度平均值為4.5mm。結(jié)果表明,一層頂板1-/A-B測點(diǎn)混凝土碳化深度均小于鋼筋混凝土保護(hù)層厚度,鋼筋沒有失去混凝土的堿性保護(hù),處于完好狀態(tài)
2.6現(xiàn)澆板厚度的抽檢現(xiàn)場采樣局部鉆通后量測的方法檢測現(xiàn)澆板厚度,檢測結(jié)果見表6所示?!痘炷两Y(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-2015)第8.3.2條:現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸允許偏差為+8mm,-5mm。檢測現(xiàn)澆板厚度平均值為117mm,符合設(shè)計(jì)及規(guī)范允許偏差值的要求。
2.7f-CaO對混凝土質(zhì)量影響的檢測依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50344-2004),采用沸煮法檢測f-CaO對混凝土質(zhì)量影響?,F(xiàn)場采用工程鉆機(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對混凝土的影響?,F(xiàn)場共鉆取了1組芯樣,檢測結(jié)果見表7所示。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《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50344-2004)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。
2.8承載力驗(yàn)算根據(jù)檢測結(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》(GB50010-2010)(2015年版)和《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算,以確定正常使用條件下該工程二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)行國家規(guī)范及檢測資料,對二層頂板進(jìn)行驗(yàn)算,經(jīng)驗(yàn)算,正常使用條件下,該層現(xiàn)澆板承載力符合規(guī)范要求。
2.9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330kg:746kg:1088kg:175kg:6.2kg:54kg(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2017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。
3現(xiàn)澆板裂縫原因分析
3.1裂縫開展性態(tài)
該現(xiàn)澆板共有兩條斜向裂縫,裂縫①為板角斜裂縫,裂縫兩端距A軸分別為1.1m和4.8m。經(jīng)對板面找平層局部剝除后并注水后發(fā)現(xiàn),板面兩條裂縫寬度分別為0.1mm~0.25mm、0.1mm~0.3mm,注水部位板底局部存在滲水現(xiàn)象。經(jīng)對裂縫騎縫取芯后發(fā)現(xiàn),裂縫沿管線開裂。
3.2混凝土抗壓強(qiáng)度檢測
檢測的一層頂板1-/A-B現(xiàn)齡期混凝土抗壓強(qiáng)度推定為41.4MPa,符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級C30的要求。
3.3鋼筋配置情況檢測
檢測的該現(xiàn)澆板板面縱向鋼筋設(shè)置間距平均值為200mm,橫向鋼筋設(shè)置間距平均值為199mm,符合設(shè)計(jì)和規(guī)范允許偏差值的要求。檢測的該現(xiàn)澆板板板底縱向鋼筋間距平均值為184mm,橫向鋼筋設(shè)置間距平均值為209mm,符合設(shè)計(jì)和規(guī)范允許偏差值的要求。
3.4鋼筋保護(hù)層厚度及碳化深度檢測
檢測的該現(xiàn)澆板板面縱、橫向鋼筋保護(hù)層厚度平均值分別為37mm和35mm,保護(hù)層厚度均偏大。檢測的該現(xiàn)澆板板板底鋼筋保護(hù)層厚度平均值為19mm,符合設(shè)計(jì)和規(guī)范允許偏差值的要求。檢測的該現(xiàn)澆板板板底碳化深度平均值為4.5mm小于鋼筋保護(hù)層厚,鋼筋沒有失去混凝土的堿性保護(hù),處于完好狀態(tài)。
3.5現(xiàn)澆板厚度檢測
檢測現(xiàn)澆板厚度平均值為117mm,符合設(shè)計(jì)及規(guī)范允許偏差值的要求。
3.6裂縫成因分析
裂縫①為現(xiàn)澆板角部斜裂縫,主要由于混凝土收縮與溫度應(yīng)力相疊加作用引起,這類裂縫通常貫通板厚。板面負(fù)彎矩鋼筋保護(hù)層過大、施工養(yǎng)護(hù)措施不到位會導(dǎo)致或加劇裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。裂縫②為沿預(yù)埋管線開裂裂縫,這類裂縫主要由現(xiàn)澆板薄弱部位在混凝土的早期收縮作用下形成。
4總結(jié)
該裂縫為混凝土早期收縮裂縫,結(jié)構(gòu)層預(yù)埋線管形成的薄弱斷面易于此類裂縫的形成,溫度變化促進(jìn)了裂縫的開展。此類裂縫屬變形裂縫,尚不影響構(gòu)件的承載能力,但需采取有效措施進(jìn)行封閉處理,以確保構(gòu)件的使用性和耐久性符合要求。
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作者:馬飛 單位:安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測站皖北分站