住宅工程樓板及陽(yáng)臺(tái)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(hào)～7號(hào)住宅樓及親水灣住宅小區(qū)9號(hào)，11號(hào)，13號(hào)住宅樓工程分別位于縣城東、西段，場(chǎng)地土為Ⅰ級(jí)非自重濕陷性黃土，建筑場(chǎng)地類(lèi)別Ⅱ類(lèi)，建筑設(shè)計(jì)等級(jí)為三級(jí)，抗震設(shè)防丙類(lèi)，設(shè)防烈度6度;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)丙級(jí)，混凝土構(gòu)件裂縫控制等級(jí)三級(jí)，建筑耐火等級(jí)二級(jí)，屋面防水等級(jí)三級(jí)，設(shè)計(jì)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(xiàng)工程均于2010年10月開(kāi)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(chǎng)施工。于2011年4月份組織復(fù)工，在拆除二層以下現(xiàn)澆頂板時(shí)發(fā)現(xiàn)該工程的現(xiàn)澆樓板、陽(yáng)臺(tái)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(jìn)行查勘、拍攝、調(diào)查了解并進(jìn)行實(shí)體檢測(cè)。經(jīng)核查復(fù)算圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、勘察報(bào)告及施工資料并根據(jù)有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果分析，提出如下技術(shù)鑒定。

2 現(xiàn)場(chǎng)查勘情況與檢測(cè)結(jié)果

1)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地查勘、實(shí)測(cè)這兩項(xiàng)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(jì)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(chǎng)主體二層以下部分裂縫主要分布位置為:a.大部分懸挑陽(yáng)臺(tái)板多處出現(xiàn)較規(guī)則的豎向裂縫，裂縫多已貫通陽(yáng)臺(tái)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(yán)重，北向房間裂縫輕(少)，裂縫開(kāi)展方向具有不規(guī)則性，少數(shù)裂縫已貫通整個(gè)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(cuò)明顯。

3)實(shí)體檢測(cè)情況:a.現(xiàn)場(chǎng)采用裂縫數(shù)顯觀測(cè)儀進(jìn)行裂縫檢測(cè)，裂縫表皮寬度達(dá)0.1mm～0.42mm，多數(shù)裂縫寬小于0.3mm，陽(yáng)臺(tái)個(gè)別點(diǎn)裂縫寬度達(dá)0.7mm。裂縫周邊混凝土表面光潔無(wú)疏松現(xiàn)象，有裂縫的樓板經(jīng)量測(cè)未發(fā)現(xiàn)有板底下?lián)献冃吻闆r。b.現(xiàn)場(chǎng)采用混凝土數(shù)顯回彈儀對(duì)七里河住宅小區(qū)3號(hào)，5號(hào)，6號(hào)住宅樓及親水灣住宅小區(qū)11號(hào)，13號(hào)住宅樓抽查檢測(cè)陽(yáng)臺(tái)板及房間樓板混凝土強(qiáng)度，平均達(dá)到39.48 MPa，絕大部分測(cè)值超過(guò)40 MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于C20(C25)級(jí)設(shè)計(jì)要求。c.現(xiàn)場(chǎng)采用數(shù)顯鋼筋保護(hù)層測(cè)定儀同時(shí)對(duì)上述樓號(hào)的樓板鋼筋保護(hù)層厚度(設(shè)計(jì)要求樓板鋼筋保護(hù)層厚度為20mm，驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定允許偏差為8mm～5mm)檢測(cè)，基本符合驗(yàn)收要求;懸挑陽(yáng)臺(tái)上表面保護(hù)層厚度都在30mm～42mm之間，平均厚度達(dá)33mm，均超過(guò)允許偏差值。d.現(xiàn)場(chǎng)采用數(shù)顯樓板測(cè)厚儀對(duì)房間現(xiàn)澆板整體厚度分別進(jìn)行檢測(cè)，平均值符合設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn);懸挑陽(yáng)臺(tái)根部厚度平均達(dá)到175mm(設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)是130mm)。

3 設(shè)計(jì)文件與施工資料核查情況

3.1 圖紙結(jié)構(gòu)復(fù)核結(jié)果

對(duì)已審查合格的施工圖紙涉及裂縫部位進(jìn)行重點(diǎn)復(fù)核，陽(yáng)臺(tái)板設(shè)計(jì)配筋為 φ10@100，懸挑陽(yáng)臺(tái)根部厚度130mm，端部為80mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25，鋼筋保護(hù)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(qiáng)度等級(jí)C20，鋼筋保護(hù)層厚度20mm。經(jīng)復(fù)核該設(shè)計(jì)承載力、抗傾覆計(jì)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(jì)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(jiàn)證取樣試驗(yàn)合格，其中混凝土標(biāo)養(yǎng)試塊抗壓強(qiáng)度接近或超過(guò)C35級(jí)，個(gè)別高達(dá)48.75 MPa。

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

3)混凝土施工記錄詳細(xì)。混凝土澆筑記錄顯示:進(jìn)場(chǎng)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(yuǎn)。

4 懸挑陽(yáng)臺(tái)及樓板裂縫原因分析

1)商品混凝土進(jìn)場(chǎng)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(yàn)資料表明，當(dāng)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(dǎo)致混凝土開(kāi)裂的幾率大大增加。

2)經(jīng)核查混凝土試塊試驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)體檢測(cè)結(jié)果互相印證:混凝土抗壓強(qiáng)度均達(dá)C30級(jí)以上，分析原因是水泥用量過(guò)大所致。

從設(shè)計(jì)角度上講并非構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)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(qiáng)度越大，表面積越大失水越快的薄板類(lèi)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(guò)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(guò)混凝土樓板極限抗拉強(qiáng)度，引起樓板開(kāi)裂，進(jìn)而由于溫度差及收縮作用使樓板裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展。加之由于目前水泥細(xì)度增加(達(dá)400目以上)，強(qiáng)度增加，同時(shí)也增加了混凝土早期收縮量，使得越來(lái)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(lèi)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(qiáng)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(qiáng)度;E為彈性模量)，混凝土允許變形為1/10000，而實(shí)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(jì)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(jí)及限值規(guī)定如表1所示。

表1 混凝土裂縫控制等級(jí)及限值規(guī)定

4)懸挑陽(yáng)臺(tái)板、陽(yáng)面房間樓板、衛(wèi)生間裂縫較多的原因。檢查發(fā)現(xiàn)陽(yáng)臺(tái)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(yáng)臺(tái)與端部房間樓板直接受到環(huán)境影響(溫度變化、風(fēng)吹影響等)產(chǎn)生干燥收縮，且因陽(yáng)臺(tái)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(yáng)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(biāo)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(lèi)型。該部位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量均滿足規(guī)范規(guī)定，未違反強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，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(duì)寬度超0.2mm的裂縫應(yīng)采取封閉處理措施。

2)嚴(yán)格控制進(jìn)場(chǎng)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(qiáng)混凝土后期的養(yǎng)護(hù)管理。

6 裂縫補(bǔ)強(qiáng)處理方法與施工工藝

1)對(duì)裂縫的補(bǔ)強(qiáng)處理方法:根據(jù)裂縫寬度的大小，大于0.2mm的采用有機(jī)硅酸酮灌縫，外粘100mm寬200 g碳纖維布;0.1mm～0.2mm的采用有機(jī)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(jī)硅酸酮膠封閉，外粘100mm寬封縫帶。

2)施工工藝:a.預(yù)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(duì)裂縫上下表面進(jìn)行密封;c.檢測(cè)密封情況，待封閉膠固化后即進(jìn)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(jī)進(jìn)行注膠，在注膠壓力下，上部注膠嘴有膠液流出，即可確認(rèn)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(yǔ)

雖然商品混凝土在工程施工中經(jīng)常出現(xiàn)裂縫問(wèn)題是技術(shù)難題，該工程出現(xiàn)質(zhì)量裂縫問(wèn)題，已得到了相應(yīng)的鑒定與加固處理，但同時(shí)也暴露了現(xiàn)場(chǎng)施工管理存在諸多不足，應(yīng)加強(qiáng)商品混凝土配料、運(yùn)送、泵送、現(xiàn)場(chǎng)澆灌等工藝操作培訓(xùn)與管理，完善相應(yīng)的施工技術(shù)交底，采取有效預(yù)防混凝土裂縫的措施，相信裂縫問(wèn)題會(huì)克服的。同時(shí)希望上述鑒定與補(bǔ)強(qiáng)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(jì)規(guī)范［S］.

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

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

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

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

［8］ GB/T 14902-2003，預(yù)拌混凝土［S］.

［9］ DBJ 13-42-2007，預(yù)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(jī)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(jì)規(guī)范［S］.

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