某工程現(xiàn)澆板裂縫成因檢測(cè)與分析

馬 飛 （安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站皖北分站，安徽 蚌埠 233000）

1 工程概況

某農(nóng)貿(mào)大市場(chǎng)，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(kāi)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(kāi)發(fā)有限公司委托安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站對(duì)該現(xiàn)澆板裂縫成因進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及原因分析。

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，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作于2018年9月10日進(jìn)行，檢測(cè)項(xiàng)目主要包括現(xiàn)澆板裂縫開(kāi)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(duì)混凝土質(zhì)量的影響。

2.1 現(xiàn)澆板裂縫開(kāi)展性態(tài)的普查

采用目測(cè)、裂縫觀察儀及尺量、拍照與描繪的方法，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)一層頂板1-/A-B裂縫開(kāi)展性態(tài)進(jìn)行檢查。檢查結(jié)果見(jiàn)表1及圖1、圖2、圖3所示。

圖1 一層頂板1-/A-B裂縫

圖2 板底滲水痕跡

圖3 裂縫檢查描繪

裂縫開(kāi)展性態(tài)檢查結(jié)果匯總表 表1

2.2 現(xiàn)齡期混凝土抗壓強(qiáng)度的檢測(cè)

依據(jù)《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)采用鉆芯法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度。實(shí)施檢測(cè)時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(jiàn)表2所示。

混凝土芯樣抗壓強(qiáng)度結(jié)果匯總表 表2

檢測(cè)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(jí)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(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T 152-2019），現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)用鋼筋定位儀在構(gòu)件表面測(cè)量鋼筋位置，然后用直尺量測(cè)鋼筋間距。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3所示。

配筋配置情況檢測(cè)結(jié)果匯總表 表3

《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50204-2015）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(cè)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(cè)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(cè)

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)用鋼筋定位儀檢測(cè)現(xiàn)澆板板底及板面鋼筋保護(hù)層厚度。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4所示。

配筋配置情況檢測(cè)結(jié)果匯總表 表4

《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50204-2015）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(cè)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(cè)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(zhǎng)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(guò)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(kāi)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(wú)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(cè)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(cè)定儀測(cè)量鋼筋保護(hù)層厚度。具體見(jiàn)表5所示。

混凝土碳化深度和保護(hù)層厚度匯總表 表5

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，一層頂板1-/A-B板底對(duì)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(cè)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(cè)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(méi)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(chǎng)采樣局部鉆通后量測(cè)的方法檢測(cè)現(xiàn)澆板厚度，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表6所示。

現(xiàn)澆板厚度檢測(cè)結(jié)果匯總表 表6

《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50204-2015）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(cè)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。

2.7 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?，F(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(kāi)蒸壓釜，觀察芯樣和薄片有無(wú)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?，F(xiàn)場(chǎng)共鉆取了1組芯樣，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表7所示。

現(xiàn)澆板芯樣抗壓強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果匯總表 表7

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(cè)技術(shù)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(wú)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(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(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(guò)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)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：746 kg：1088 kg：175 kg：6.2 kg：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(jí)。

3 現(xiàn)澆板裂縫原因分析

3.1 裂縫開(kāi)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(duì)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(duì)裂縫騎縫取芯后發(fā)現(xiàn)，裂縫沿管線開(kāi)裂。

3.2 混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)

檢測(cè)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(jí)C30的要求。

3.3 鋼筋配置情況檢測(cè)

檢測(cè)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(cè)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(cè)

檢測(cè)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(cè)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(cè)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(méi)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(cè)

檢測(cè)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(guò)大、施工養(yǎng)護(hù)措施不到位會(huì)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(kāi)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(kāi)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。