某工業(yè)廠房混凝土樓板裂縫檢測(cè)及成因

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關(guān)鍵詞：混凝土樓板；裂縫；檢測(cè)方法；檢測(cè)內(nèi)容；分析成因

引言

裂縫是混凝土工程中最常見(jiàn)的一種缺陷。通常所說(shuō)的裂縫是指肉眼可見(jiàn)的宏觀裂縫，而不是微觀裂縫，其寬度應(yīng)在0.05mm以上。混凝土出現(xiàn)宏觀裂縫的原因多種多樣［1］，通常是因?yàn)榛炷涟l(fā)生體積變化時(shí)受到約束，或由于受到荷載作用，在混凝土內(nèi)引起過(guò)大拉應(yīng)力（或拉應(yīng)變）而產(chǎn)生裂縫。裂縫一般分為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫。結(jié)構(gòu)性裂縫與設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)受力有關(guān)，通常只占成因的20%；而大多數(shù)裂縫屬于非結(jié)構(gòu)性裂縫，非結(jié)構(gòu)性裂縫又分為塑性收縮裂縫、干縮裂縫、溫度裂縫、沉降裂縫、化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫［2］。

1工程概述

某煉鋼廠燒結(jié)冷卻廠房，于2016年10月建成并投產(chǎn)使用，廠房總長(zhǎng)160m，沿長(zhǎng)度方向設(shè)了二道伸縮縫將廠房分成三個(gè)結(jié)構(gòu)單元。采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。2017年7月，廠房運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)各層樓板板底均出現(xiàn)了大面積的開(kāi)裂（主要分布平臺(tái)標(biāo)高：19.500m、25.300m、34.950m、37.650m），局部區(qū)域還發(fā)現(xiàn)板底有大面積露筋現(xiàn)象。

2現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

2.1樓板裂縫檢查

現(xiàn)場(chǎng)利用高倍照相機(jī)，對(duì)冷卻室每層鋼筋混凝土樓板板底進(jìn)行了裂縫檢查。肉眼看見(jiàn)的明顯裂縫共有228條，并把這些裂縫走向在圖上標(biāo)注出來(lái)，不同走向的裂縫列表統(tǒng)計(jì)出來(lái)，詳見(jiàn)表1。另外抽測(cè)了10%裂縫用裂縫顯微鏡進(jìn)行了寬度測(cè)量，裂縫寬度為0.6~1.2mm。對(duì)裂縫區(qū)域混凝土樓板進(jìn)行鉆孔（鉆孔直徑為50mm），查看裂縫穿透深度，得出結(jié)論：大部分裂縫已貫穿板厚方向或接近貫穿板厚方向。各樓板裂縫穿透深度情況如表2所示。

2.2樓板保護(hù)層厚度及鋼筋布置復(fù)核

采用鑿除板面保護(hù)層用游標(biāo)卡尺及卷尺來(lái)檢測(cè)樓板的保護(hù)層厚度及鋼筋布置復(fù)核，如表3、4、5所示。

2.3樓板溫度檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)利用點(diǎn)溫計(jì)對(duì)裂縫區(qū)域每塊樓板板頂板底的溫度進(jìn)行了測(cè)量，測(cè)量時(shí)環(huán)境溫度為22℃，測(cè)量結(jié)果顯示從頭部（1軸）至尾部（22軸）溫度逐漸升高，最高可達(dá)40℃，同一塊樓板板頂板底最大溫差為5℃。另外現(xiàn)場(chǎng)利用溫濕度表對(duì)標(biāo)高19.500m、標(biāo)高25.300m、標(biāo)高34.950m、標(biāo)高37.650m環(huán)境溫濕度進(jìn)行了測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表6。另?yè)?jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，由于樓板及環(huán)境溫度偏高，生產(chǎn)人員經(jīng)常對(duì)樓板進(jìn)行沖水處理，以降低溫度。

2.4樓板混凝土強(qiáng)度檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)按照《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》對(duì)混凝土樓板進(jìn)行取芯試驗(yàn)得出混凝土抗壓強(qiáng)度值。取直徑100的芯樣送實(shí)驗(yàn)室試壓，取芯均避開(kāi)了開(kāi)裂區(qū)域。試壓結(jié)果得出芯樣強(qiáng)度值在35.0~39.5MPa之間。設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度為C40，實(shí)際混凝土強(qiáng)度不符合設(shè)計(jì)要求。

3竣工資料查閱

相關(guān)工作人員向施工單位借閱了冷卻室的竣工資料進(jìn)行了查閱，查閱范圍為樓板開(kāi)裂區(qū)域，查閱內(nèi)容主要是施工氣象環(huán)境、養(yǎng)護(hù)、塌落度、拆模時(shí)間，所以主要查閱資料為：（1）模板拆除工程檢驗(yàn)批質(zhì)量驗(yàn)收記錄；（2）混凝土試塊抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)報(bào)告匯總表；（3）混凝土同條件養(yǎng)護(hù)試塊抗壓報(bào)告匯總表；（4）混凝土配合比通知匯總表；（5）混凝土配合比報(bào)告；（6）預(yù)拌（商品）混凝土出廠質(zhì)量證明書(shū)。樓板混凝土澆筑施工氣象環(huán)境及試壓強(qiáng)度如表7所示。2、表中澆筑日期氣溫和天氣狀況是在網(wǎng)上查閱了歷史天氣查閱資料過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)資料相互有矛盾的地方：第一，1-3軸標(biāo)高19.500m“混凝土同條件養(yǎng)護(hù)試塊抗壓報(bào)告匯總表”中試塊制作日期為2015.10.10，而“預(yù)拌（商品）混凝土出廠質(zhì)量證明書(shū)”中供應(yīng)日期為2015.10.22，比試樣制作日期晚了12天。第二，1-3軸標(biāo)高37.650m“混凝土試塊抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)報(bào)告匯總表”中試塊制作日期為2015.12.25，而“預(yù)拌（商品）混凝土出廠質(zhì)量證明書(shū)”中供應(yīng)日期為2016.1.10，比試樣制作日期晚了15天。第三，14-19軸標(biāo)高25.300m“混凝土試塊抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)報(bào)告匯總表”中試塊設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C40，而“預(yù)拌（商品）混凝土出廠質(zhì)量證明書(shū)”中強(qiáng)度等級(jí)為C30。

4結(jié)構(gòu)分析

從現(xiàn)場(chǎng)檢查裂縫走向來(lái)看，主要是垂直于樓板長(zhǎng)度方向裂縫和斜向裂縫，均為向板長(zhǎng)邊梁方向延伸（梁未見(jiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象），個(gè)別是平行于樓板長(zhǎng)度方向裂縫；大多裂縫已貫穿或接近貫穿板厚方向。（1）該廠房縱向長(zhǎng)度方向160m，沿長(zhǎng)度方向設(shè)了二道伸縮縫將廠房分成三個(gè)結(jié)構(gòu)單元，分開(kāi)后長(zhǎng)度方向最長(zhǎng)約為72m，已超過(guò)了現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距的上限值55m，廠房多為長(zhǎng)寬比>2形狀細(xì)長(zhǎng)的混凝土樓板，樓板厚度多為120mm。由于結(jié)構(gòu)單體超長(zhǎng)、樓板細(xì)長(zhǎng)，使收縮變形積聚過(guò)多而不能釋放，可能就會(huì)在拉應(yīng)變?nèi)菀追e聚的薄弱部位。（2）根據(jù)竣工資料調(diào)查結(jié)果：混凝土強(qiáng)度，坍落度等均滿足現(xiàn)行規(guī)范要求［4］。在查找資料過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有2處地方，資料顯示供應(yīng)日期與試樣制作日期不吻合，相差日期超過(guò)10天；有1處地方，資料顯示“混凝土試塊抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)報(bào)告匯總表”與“預(yù)拌（商品）混凝土出廠質(zhì)量證明書(shū)”中同標(biāo)高同區(qū)域的混凝土強(qiáng)度不吻合。（3）根據(jù)竣工氣象資料調(diào)查結(jié)果：澆筑混凝土?xí)r溫度絕大部分在5℃以上，風(fēng)力絕大部分為微風(fēng)，澆筑時(shí)多為不下雨的天氣。（4）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫濕度調(diào)查結(jié)果：從頭部（1軸）至尾部（22軸）溫度逐漸升高，最高可達(dá)40℃，樓板板頂與板底溫差最大為5℃。靠近爐側(cè)樓板由于爐子產(chǎn)生溫濕度可能加劇樓板裂縫的發(fā)展。（5）根據(jù)使用環(huán)境調(diào)查結(jié)果：對(duì)樓板進(jìn)行反復(fù)沖水處與不沖水處樓板都有明顯裂縫。（6）鑿除混凝土樓板面表層，鋼筋保護(hù)層厚度、間距均不滿足設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》要求?；炷翗前灏宓装l(fā)現(xiàn)多處大面露筋現(xiàn)象，不滿足現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》要求。（7）依據(jù)芯樣檢測(cè)報(bào)告，混凝土樓板芯樣強(qiáng)度值均略低于設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度值。從以上調(diào)查結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，該廠房施工竣工資料數(shù)據(jù)相互間存在矛盾，所檢部位混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并且，所檢部位樓板存在鋼筋保護(hù)層厚度、鋼筋間距超標(biāo)以及多處露筋等施工質(zhì)量缺陷；綜合樓板裂縫的形態(tài)、產(chǎn)生時(shí)間、走向及分布情況等特征，分析后認(rèn)為該廠房樓板裂縫屬于收縮裂縫，主要是由于施工作業(yè)時(shí)支模、振搗及養(yǎng)護(hù)等原因造成的?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果表明：樓板上表面沖水不是產(chǎn)生樓板裂縫的直接原因，但會(huì)加劇內(nèi)部縫隙的貫通，帶走樓板內(nèi)部的堿性物質(zhì)，形成不利于鋼筋混凝土耐久性的開(kāi)放環(huán)境，從而加速樓板裂縫的發(fā)展。

5結(jié)論

（1）廠房樓板裂縫屬于收縮裂縫，主要是由于施工作業(yè)時(shí)支模、振搗及養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)仍蛟斐傻?，影響混凝土耐久性。?）樓板多處存在鋼筋保護(hù)層厚度、鋼筋間距超標(biāo)以及露筋現(xiàn)象，不滿足圖紙及施工規(guī)范要求，抽檢部位混凝土強(qiáng)度略低于設(shè)計(jì)要求。

6結(jié)語(yǔ)

混凝土裂縫是常見(jiàn)的一種缺陷，尤其以非結(jié)構(gòu)性收縮裂縫居多，特別對(duì)工業(yè)廠房，混凝土開(kāi)裂引起滲水等不良問(wèn)題，影響生產(chǎn)安全，造成公司財(cái)產(chǎn)損失。本文通過(guò)一個(gè)實(shí)例檢測(cè)流程、分析成因、得出結(jié)論，目的是如何精準(zhǔn)高效找出混凝土開(kāi)裂成因，了解樓板裂縫對(duì)樓板結(jié)構(gòu)安全的影響，為后續(xù)加固提供可靠依據(jù)。希望能對(duì)類(lèi)似檢測(cè)項(xiàng)目提供參考和借鑒價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

［1］陳雁群.混凝土裂縫檢測(cè)文獻(xiàn)綜述［J］.江西建材.2015（23）：73-74.

［2］費(fèi)偉，陳煒張茂剛.某工業(yè)廠房混凝土頂板裂縫原因分析與處理方法［J］.河南科技，2018（32）：80-82.

［3］王鐵夢(mèng)，工程結(jié)構(gòu)裂縫控制［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1987.

［4］中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50204-2015混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2015.

作者：王繼勝 單位：寶武裝備智能科技有限公司