住宅工程樓板及陽臺懸挑板裂縫鑒定與處理

王治理

1 工程概況

左權(quán)縣七里河住宅小區(qū)1號～7號住宅樓及親水灣住宅小區(qū)9號，11號，13號住宅樓工程分別位于縣城東、西段，場地土為Ⅰ級非自重濕陷性黃土，建筑場地類別Ⅱ類，建筑設(shè)計等級為三級，抗震設(shè)防丙類，設(shè)防烈度6度;建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級丙級，混凝土構(gòu)件裂縫控制等級三級，建筑耐火等級二級，屋面防水等級三級，設(shè)計使用年限50年;建筑物均為磚混結(jié)構(gòu)，地下一層、地上六層帶屋頂閣樓層，總高度20.85 m，室內(nèi)外高差1.20 m，建筑面積分別是33992 m2，15719 m2。兩項工程均于2010年10月開工建設(shè)，地基處理采用整片換填3∶7灰土至地基持力層，工程主體施工至2010年12月20日，三層全部混凝土現(xiàn)澆封頂，現(xiàn)澆全部使用商品混凝土，因天氣變化降溫，全面停止現(xiàn)場施工。于2011年4月份組織復工，在拆除二層以下現(xiàn)澆頂板時發(fā)現(xiàn)該工程的現(xiàn)澆樓板、陽臺挑板不同程度出現(xiàn)質(zhì)量裂縫情況。據(jù)此我們組織技術(shù)人員進行查勘、拍攝、調(diào)查了解并進行實體檢測。經(jīng)核查復算圖紙設(shè)計、勘察報告及施工資料并根據(jù)有關(guān)技術(shù)標準和現(xiàn)場檢測結(jié)果分析，提出如下技術(shù)鑒定。

2 現(xiàn)場查勘情況與檢測結(jié)果

1)現(xiàn)場實地查勘、實測這兩項工程質(zhì)量，砌體及混凝土外觀質(zhì)量較好，施工操作工藝較規(guī)范，設(shè)計單位為保證使用安全，地基處理采用將濕陷性土層全部挖除后換填砂石墊層及3∶7灰土墊層至地基持力層，已消除了全部濕陷且地基承載力特征值均在200kPa以上。

2)現(xiàn)場主體二層以下部分裂縫主要分布位置為:a.大部分懸挑陽臺板多處出現(xiàn)較規(guī)則的豎向裂縫，裂縫多已貫通陽臺全寬。b.部分架空層頂板及一、二層樓板裂縫多為建筑物東端房間、靠南邊房間發(fā)生裂縫嚴重，北向房間裂縫輕(少)，裂縫開展方向具有不規(guī)則性，少數(shù)裂縫已貫通整個樓板厚度。向陰面(北向)客廳面積較大的現(xiàn)澆板卻很少出現(xiàn)裂縫。另外，部分衛(wèi)生間現(xiàn)澆板面積小裂縫卻較多，且縱橫交錯明顯。

3)實體檢測情況:a.現(xiàn)場采用裂縫數(shù)顯觀測儀進行裂縫檢測，裂縫表皮寬度達0.1mm～0.42mm，多數(shù)裂縫寬小于0.3mm，陽臺個別點裂縫寬度達0.7mm。裂縫周邊混凝土表面光潔無疏松現(xiàn)象，有裂縫的樓板經(jīng)量測未發(fā)現(xiàn)有板底下?lián)献冃吻闆r。b.現(xiàn)場采用混凝土數(shù)顯回彈儀對七里河住宅小區(qū)3號，5號，6號住宅樓及親水灣住宅小區(qū)11號，13號住宅樓抽查檢測陽臺板及房間樓板混凝土強度，平均達到39.48 MPa，絕大部分測值超過40 MPa，遠遠大于C20(C25)級設(shè)計要求。c.現(xiàn)場采用數(shù)顯鋼筋保護層測定儀同時對上述樓號的樓板鋼筋保護層厚度(設(shè)計要求樓板鋼筋保護層厚度為20mm，驗收規(guī)范規(guī)定允許偏差為8mm～5mm)檢測，基本符合驗收要求;懸挑陽臺上表面保護層厚度都在30mm～42mm之間，平均厚度達33mm，均超過允許偏差值。d.現(xiàn)場采用數(shù)顯樓板測厚儀對房間現(xiàn)澆板整體厚度分別進行檢測，平均值符合設(shè)計要求標準;懸挑陽臺根部厚度平均達到175mm(設(shè)計要求標準是130mm)。

3 設(shè)計文件與施工資料核查情況

3.1 圖紙結(jié)構(gòu)復核結(jié)果

對已審查合格的施工圖紙涉及裂縫部位進行重點復核，陽臺板設(shè)計配筋為 φ10@100，懸挑陽臺根部厚度130mm，端部為80mm，混凝土強度等級C25，鋼筋保護層厚度20mm;樓板受力配筋為φ8@150～200，樓板結(jié)構(gòu)厚度100mm～120mm，混凝土強度等級C20，鋼筋保護層厚度20mm。經(jīng)復核該設(shè)計承載力、抗傾覆計算、撓曲變形控制、構(gòu)造要求等均滿足規(guī)范要求，符合GB 50010-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。

3.2 施工質(zhì)量控制資料核查情況

1)所有鋼材、水泥、紅磚以及施工試件混凝土試塊、砂漿試塊、鋼筋焊件以及砂石墊層、灰土墊層等均經(jīng)見證取樣試驗合格，其中混凝土標養(yǎng)試塊抗壓強度接近或超過C35級，個別高達48.75 MPa。

2)地基驗槽、地基處理、基礎(chǔ)驗收資料基本齊全并經(jīng)責任方主體共同驗收合格，鋼筋隱蔽驗收記錄齊全，經(jīng)監(jiān)理驗收合格。

3)混凝土施工記錄詳細。混凝土澆筑記錄顯示:進場混凝土坍落度抽查大部分在220mm～250mm之間，與配合比規(guī)定值180mm±20mm相差甚遠。

4 懸挑陽臺及樓板裂縫原因分析

1)商品混凝土進場坍落度偏大即可滿足泵送混凝土和易性要求。根據(jù)相關(guān)試驗資料表明，當坍落度每增加20mm，其立方用水量即增加5 kg～20 kg;在同一水泥用量條件下，混凝土干燥收縮與用水量成正比，混凝土的干燥收縮隨用水量增加急劇增大，因而導致混凝土開裂的幾率大大增加。

2)經(jīng)核查混凝土試塊試驗結(jié)果與現(xiàn)場實體檢測結(jié)果互相印證:混凝土抗壓強度均達C30級以上，分析原因是水泥用量過大所致。

從設(shè)計角度上講并非構(gòu)件混凝土抗壓強度越大結(jié)構(gòu)越安全。出現(xiàn)裂縫的原因就是水泥用量越多，混凝土強度越大，表面積越大失水越快的薄板類構(gòu)件越容易出現(xiàn)干燥收縮裂縫。

3)混凝土構(gòu)件允許出現(xiàn)裂縫及其限值規(guī)定。a.在施工過程中，由于混凝土溫度應(yīng)力及收縮變形影響，樓板混凝土被剛度較大的墻身混凝土圈梁約束產(chǎn)生的拉應(yīng)變超過混凝土樓板極限抗拉強度，引起樓板開裂，進而由于溫度差及收縮作用使樓板裂縫進一步擴展。加之由于目前水泥細度增加(達400目以上)，強度增加，同時也增加了混凝土早期收縮量，使得越來越多的混凝土構(gòu)件特別是摻入大量礦物合料及外加劑的泵送混凝土板類結(jié)構(gòu)裂縫增多。b.作為混凝土構(gòu)件其收縮值為(4～8)×10－4，混凝土抗拉強度值約為2 MPa～3 MPa，其彈性模量為(2～4)×10－4MPa，則ε=σ/E(ε為應(yīng)變;σ為混凝土抗拉強度;E為彈性模量)，混凝土允許變形為1/10000，而實際收縮變形為4/10000，為此混凝土收縮變形裂縫不可避免產(chǎn)生，但裂縫應(yīng)控制在GB 50010-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范第3.3.4條規(guī)定的范圍之內(nèi)，混凝土裂縫控制等級及限值規(guī)定如表1所示。

表1 混凝土裂縫控制等級及限值規(guī)定

4)懸挑陽臺板、陽面房間樓板、衛(wèi)生間裂縫較多的原因。檢查發(fā)現(xiàn)陽臺板裂縫較普遍且明顯，裂縫寬度約0.2mm～0.4mm左右，裂縫均在構(gòu)件短方向出現(xiàn);端部房間與南向房間的樓板裂縫明顯多于北向房間;衛(wèi)生間樓板裂縫多于其他部位。分析其原因:陽臺與端部房間樓板直接受到環(huán)境影響(溫度變化、風吹影響等)產(chǎn)生干燥收縮，且因陽臺板受到混凝土自生收縮變形的影響而產(chǎn)生豎向裂縫。南向房間樓板也因受到陽光照射失水較快而較北向房間樓板裂縫明顯增多，衛(wèi)生間地面標高低于其他房間，大量混凝土表明多余水分積聚，致使衛(wèi)生間樓板混凝土初凝階段的含水率大大增加而產(chǎn)生了大量塑性收縮裂縫。

5 技術(shù)鑒定結(jié)果與施工管理建議

1)根據(jù)上面的現(xiàn)象分析表明:裂縫具有塑性收縮裂縫、干燥收縮裂縫及自生性收縮裂縫的表征及基本成因，屬于非結(jié)構(gòu)性裂縫類型。該部位結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工質(zhì)量均滿足規(guī)范規(guī)定，未違反強制性標準，結(jié)構(gòu)安全可靠。但為保證結(jié)構(gòu)使用的耐久性要求，防止地面滲漏，對寬度超0.2mm的裂縫應(yīng)采取封閉處理措施。

2)嚴格控制進場泵送混凝土坍落度大小;調(diào)整水泥用量，控制水灰比大小;根據(jù)施工季節(jié)環(huán)境因素狀況，合理采取相應(yīng)的操作措施，加強混凝土后期的養(yǎng)護管理。

6 裂縫補強處理方法與施工工藝

1)對裂縫的補強處理方法:根據(jù)裂縫寬度的大小，大于0.2mm的采用有機硅酸酮灌縫，外粘100mm寬200 g碳纖維布;0.1mm～0.2mm的采用有機硅酸酮封縫，外粘100mm寬200 g碳纖維布;0.1mm以下的裂縫采用有機硅酸酮膠封閉，外粘100mm寬封縫帶。

2)施工工藝:a.預埋注膠管，沿裂縫走向按一定間距設(shè)置注膠管;b.封縫，用封縫膠對裂縫上下表面進行密封;c.檢測密封情況，待封閉膠固化后即進行氣壓檢查，從注膠嘴壓入與注膠同壓力的壓縮空氣，觀察是否漏氣;d.注膠，采用注膠機進行注膠，在注膠壓力下，上部注膠嘴有膠液流出，即可確認裂縫腔內(nèi)已注滿膠液;e.混凝土表面處理;f.粘結(jié)劑配置;g.外粘碳纖維布。

7 結(jié)語

雖然商品混凝土在工程施工中經(jīng)常出現(xiàn)裂縫問題是技術(shù)難題，該工程出現(xiàn)質(zhì)量裂縫問題，已得到了相應(yīng)的鑒定與加固處理，但同時也暴露了現(xiàn)場施工管理存在諸多不足，應(yīng)加強商品混凝土配料、運送、泵送、現(xiàn)場澆灌等工藝操作培訓與管理，完善相應(yīng)的施工技術(shù)交底，采取有效預防混凝土裂縫的措施，相信裂縫問題會克服的。同時希望上述鑒定與補強處理案例從方法上、內(nèi)容上為工程技術(shù)同仁提供借鑒。

［1］ GB 50003-2001，砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［S］.

［2］ GB 50010-2002，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［S］.

［3］ GB 50025-2004，濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范［S］.

［4］ GB 50202-2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范［S］.

［5］ GB 50204-2002，混凝土工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范［S］.

［6］ GB 50203-2002，砌體工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范［S］.

［7］ JGJ 55-2000，普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程［S］.

［8］ GB/T 14902-2003，預拌混凝土［S］.

［9］ DBJ 13-42-2007，預拌混凝土生產(chǎn)施工技術(shù)規(guī)程［S］.

［10］ GB 50119-2003，混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)程［S］.

［11］ DB 05/5030-2004，機制砂混合砂應(yīng)用技術(shù)規(guī)程［S］.

［12］ GB 50367-2006，混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范［S］.

［13］ GB 50550-2010，建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范［S］.