某工程擺錘敲入法檢測(cè)砌筑砂漿強(qiáng)度實(shí)踐及墻體裂縫成因分析

劉玉龍，程建明，項(xiàng)炳泉，唐文棟

（1.安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230031；2.安徽省建筑工程質(zhì)量第二監(jiān)督檢測(cè)站，安徽 合肥 230031）

0 前言

框架結(jié)構(gòu)填充墻體經(jīng)常發(fā)生不同程度的開裂，裂縫類型主要為墻梁結(jié)合部位水平裂縫、墻柱結(jié)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(dǎo)致填充墻體開裂的因素較復(fù)雜，主要與砌塊材料自身收縮、兩種材料變形不協(xié)調(diào)、溫度應(yīng)力、結(jié)合部位處理不良及不均勻沉降等有關(guān)。

中建土木（北京）工程檢測(cè)鑒定中心袁海軍研發(fā)出擺錘敲入儀，該儀器是依靠錘頭自由下擺將測(cè)釘敲入受檢材料中，依據(jù)測(cè)釘?shù)那萌肷疃葋硗贫ㄆ淇箟簭?qiáng)度或其他指標(biāo)的檢測(cè)方法，是一種全新的檢測(cè)材料強(qiáng)度方法。擺錘敲入儀包括錘頭、擺桿、懸臂、豎板、測(cè)釘、測(cè)釘座、調(diào)節(jié)螺絲、水準(zhǔn)泡、激發(fā)桿、把手等組件，且應(yīng)符合下列技術(shù)要求：①錘頭質(zhì)量應(yīng)為（2±0.02）kg；②擺桿直徑應(yīng)為（10±0.1）mm；③軸承中心到錘頭中心的距離應(yīng)為（223±2）mm；④擺動(dòng)角度應(yīng)為（175±1）°；⑤當(dāng)將擺錘敲入儀水平向固定于支架上時(shí)，錘頭自由擺動(dòng)的最大速度不應(yīng)小于1.94m/s。目前擺錘敲入儀已取得發(fā)明專利（專利類型：外觀設(shè)計(jì)，申請(qǐng)(專利)號(hào)：CN201930291656.7，申請(qǐng) 日 期：20190606，公 開/公 告 號(hào)：CN305696180S，公 開/公 告 日 期：20200410，申請(qǐng)(專利權(quán))人：中建土木(北京)工程檢測(cè)鑒定中心，發(fā)明人：袁海軍，國(guó)省代號(hào)：CN110105）。擺錘敲入儀具有操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)快捷、檢測(cè)結(jié)果精度較高，受人為影響因素小，具有比較廣闊的應(yīng)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(yīng)用于框架結(jié)構(gòu)填充墻體中，而此類填充墻體產(chǎn)生裂縫的工程實(shí)例也時(shí)有發(fā)生。作者以某框架結(jié)構(gòu)填充墻開裂為例，依據(jù)《擺錘敲入法檢測(cè)蒸壓加氣混凝土砌塊與砂漿抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（T/CECS 678-2020）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，采用擺錘敲入法檢測(cè)蒸壓加氣混凝土砌塊墻體砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度，并與貫入法檢測(cè)砂漿強(qiáng)度結(jié)果進(jìn)行了比對(duì)。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙（含相關(guān)變更資料）、裂縫分布特征以及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果，對(duì)該工程蒸壓加氣塊砌體填充墻裂縫進(jìn)行成因分析。

1 工程設(shè)計(jì)概況

本工程系地下1 層，地上19 層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)使用年限為50年，建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)，抗震設(shè)防烈度為6 度，設(shè)計(jì)地震基本加速度值為0.05g，設(shè)計(jì)特征周期Ts=0.35s?；A(chǔ)采用樁基-承臺(tái)筏板基礎(chǔ)。上部主要承重結(jié)構(gòu)為框架柱（剪力墻）、框架梁、板。

工程在施工過程中存在設(shè)計(jì)變更，主要為立面變化，從而對(duì)結(jié)構(gòu)各層平面周邊進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，其中2～5/C～D 軸區(qū)域在3～18 層增設(shè)夾層，未注明部位夾層板頂和梁頂標(biāo)高均為H+2800mm（H為樓層結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)標(biāo)高），夾層頂板四周設(shè)有圈梁，圈梁兩端均與構(gòu)造柱連接，其中在距2/C～D 軸、5/C～D 軸2150mm處圈梁上設(shè)有2 根吊柱與上部頂梁連接，圈梁、構(gòu)造柱、吊柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)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(jié)點(diǎn)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(yè)砂漿砌筑，墻體設(shè)置在距2/C～D 軸、5/C～D 軸2800mm處外掛板上，外掛板與北側(cè)(1/4)/D 軸構(gòu)造柱（GZ6）圖紙中未明確是否相連，但工程建設(shè)單位提供信息該部分應(yīng)分開澆筑，且不連接，見圖2 所示。

圖2 ①節(jié)點(diǎn)大樣示意圖（夾層墻體砌筑在120mm寬的外掛板上,圖中標(biāo)紅處）注：外掛梁與北側(cè)構(gòu)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(gòu)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(xiàn)場(chǎng)對(duì)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(jìn)行檢測(cè)，其中被測(cè)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(cè)構(gòu)造柱以及頂梁交接處豎向、水平裂縫?，F(xiàn)場(chǎng)鑿除部分裂縫處粉刷層，發(fā)現(xiàn)外掛板與北外側(cè)構(gòu)造柱分兩次澆筑成型，夾層圈梁以及墻體與北外側(cè)構(gòu)造柱之間存有縫隙，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得夾層圈梁以及墻體與構(gòu)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(xiàn)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(cè)得數(shù)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(cè)得數(shù)值,單位：mm）

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

圖6 3層(1/4)/C～D軸夾層墻體與構(gòu)造柱交接處現(xiàn)狀（構(gòu)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(wǎng)）

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(cè)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(cè)構(gòu)造柱交接處斷續(xù)開展的豎向裂縫，裂縫部位粉刷層存在大面積空鼓現(xiàn)象。現(xiàn)場(chǎng)鑿除部分裂縫處粉刷層，發(fā)現(xiàn)外掛板與北外側(cè)構(gòu)造一次性澆筑成型，且外掛板與構(gòu)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(shí)，存在疏松、斷裂缺陷，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得墻體與構(gòu)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(xiàn)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(xiàn)狀（墻體頂部與頂梁交接處水泥砂漿疏松、斷裂、不密實(shí)）

圖10 15層(1/4)/C～D軸夾層墻體與構(gòu)造柱交接處現(xiàn)狀（構(gòu)造柱與夾層墻體不連接,但是構(gòu)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(qiáng)度抽檢

現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)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(duì)應(yīng)混合砂漿）對(duì)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(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表1。

墻體砌筑砂漿強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果 表1

從以上檢測(cè)結(jié)果看，抽檢墻體砌筑砂漿強(qiáng)度均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)M5 要求。擺錘敲入法檢測(cè)砂漿抗壓強(qiáng)度與貫入法檢測(cè)抗壓強(qiáng)度的相對(duì)誤差僅5.4%、5.8%。

4 墻體拉結(jié)鋼筋抽檢

采用鋼筋定位儀對(duì)夾層墻體與(1/4)/C～D 軸北外側(cè)構(gòu)造連接部位進(jìn)行檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)該部位設(shè)有拉結(jié)鋼筋。

5 墻體與柱、梁交接處連接情況

現(xiàn)場(chǎng)局部鑿除墻體裂縫處粉刷層，發(fā)現(xiàn)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(shè)有鋼絲網(wǎng)進(jìn)行加強(qiáng)處理；15 層墻體與(1/4)/C～D 軸北外側(cè)構(gòu)造交接部位設(shè)有鋼絲網(wǎng)進(jìn)行加強(qiáng)處理，但3 層夾層墻體該部位未見鋼絲網(wǎng)。

6 墻體裂縫成因分析

根據(jù)本工程設(shè)計(jì)圖紙、裂縫分布特征以及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果綜合分析：被測(cè)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(xié)調(diào)、溫度應(yīng)力作用等因素有關(guān)，與3層構(gòu)造柱與墻體交界處未掛鋼絲網(wǎng)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(shí)、存在疏松、斷裂缺陷等，對(duì)該部位墻體裂縫產(chǎn)生有不利影響。

7 結(jié)語

擺錘敲入儀操作簡(jiǎn)便、穩(wěn)定耐用，擺錘敲入法檢測(cè)蒸壓加氣混凝土砌塊與砂漿抗壓強(qiáng)度是一項(xiàng)自主創(chuàng)新的技術(shù)，為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)提供了一種全新的方法。《擺錘敲入法檢測(cè)蒸壓加氣混凝土砌塊與砂漿抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》規(guī)范了擺錘敲入法檢測(cè)蒸壓加氣混凝土砌塊與砂漿抗壓強(qiáng)度的檢測(cè)方法，內(nèi)容全面，指標(biāo)合理，可操作性強(qiáng)，與相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)調(diào)。該規(guī)程填補(bǔ)了蒸壓加氣混凝土砌塊砌體結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)的空白，達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

擺錘敲入法檢測(cè)強(qiáng)度用途廣，適用于燒結(jié)普通磚砌體工程中磚與砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，砌體工程中蒸壓加氣混凝土砌塊與砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，工程結(jié)構(gòu)中混凝土抗壓強(qiáng)度的現(xiàn)場(chǎng)無損檢測(cè)，還適用于工程結(jié)構(gòu)中木材弦向靜曲強(qiáng)度的現(xiàn)場(chǎng)無損檢測(cè)。目前中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)兩部擺錘敲入法檢測(cè)強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程已頒布實(shí)施，另有多部擺錘敲入法檢測(cè)強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程正在陸續(xù)發(fā)布中。