現澆混凝土結構的試驗檢測方法

陳相秀++陳小俊

摘 要：該文采用原位加載試驗方法，對有質量問題的屋面結構進行結構性試驗，以評估在正常使用極限狀態下結構的使用功能，并從荷載確定、加載及測量方法、結果判定等幾個方面加以描述，提出了合理的意見和建議。

關鍵詞：試驗 檢測 屋面結構 加載

中圖分類號：TU755 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（c）-0063-01

某小高層住宅工程屋面，為框架結構不上人屋面，混凝土強度等級為C25，板厚120mm，最大跨度3.8m，單體屋面層建筑面積約400m2，配筋為Ф10@200，雙向雙層，該屋面混凝土澆搗時間為春夏交替季節，拆模后板底出現較多的不規則裂縫，雨天后出現較普遍的滲漏水現象，后通過防水劑作防水處理后，滲漏水現象得以基本消除，同時，對同批次澆筑混凝土的梁、墻（柱）進行回彈儀及鉆芯取樣檢測，檢測結果混凝土強度均合格，但有少數人還是提出將整個屋面板敲掉重來，而大部分對此持反對意見，為統一處理意見，經建設單位牽頭組織，召開由建設、設計、監理、施工及商品混凝土廠等五方專家組成的研討會，最后大家統一意見為：除要求提供商品混凝土廠當天供應同類混凝土的所有工地記錄以及混凝土所需材料特別是能證明水泥安定性合格的原始憑證外，決定對現場現有屋面板結構做一次使用狀態試驗，以驗證或評估在正常使用極限狀態下結構的使用功能。

1 檢測方案

1.1 檢測數量和試驗位置確定

由于該屋面結構有多跨的雙向板，考慮多跨結構的連續性，根據結構力學原理，當加荷的多跨連續梁（板）超過5跨時，可近似采用5跨連續梁（板）代替，但考慮到試驗方便性，且設計荷載計劃采用上人屋面代替非上人屋面，因此，根據現場實際觀感質量情況，選取相對質量較差的三跨區間，同時，考慮到跨度及約束條件等因素，選取其中一個邊跨及相對跨度較大的相鄰二跨進行原位加載試驗，基本能保證該結構試驗結果的可靠性。

1.2 試驗荷載的確定

偏于安全考慮，盡管該工程屋面設計為非上人屋面（實際設計荷載為0.5kN/m2），試驗時按上人屋面考慮，設計荷載按2.0kN/m2計算，由于樓板自重已存在，不再考慮，僅考慮建筑找坡層平均厚度10cm及屋面活載，活荷載取Sg=2.0kN/m2，根據《混凝土結構試驗方法標準》GB/T50152關于檢驗構件在正常使用極限狀態下，其準永久組合設計值=恒載設計值+可變荷載×可變荷載準永久值系數，最大加載值為：S=1.35×0.10×20.0+2.0×0.4=3.5kN/m2，即試驗的最大加載限值取3.5kN/m2。

1.3 加載及測量方法

利用現場尚未進行屋面裝飾的有利條件，根據《混凝土結構試驗方法標準》GB/T50152第5.2.12條，采用流體（水）進行均布加載，在需要試驗的屋面周邊砌墻并涂刷防水涂料作為側向圍擋，再逐漸加水的加載方法（采取分級加載，每級加載量不大于0.2倍的加載值），使得荷載分布更加均勻，更接近于設計的荷載狀態。

（1）加荷方式1：三跨加載，采用逐級累加的方式，加載大小分別為0.7kN，1.4kN，2.0kN，2.4kN，2.8kN，3.1kN，3.5kN，即水位離屋面板面高度分別控制在7cm，14cm，20cm，24cm，28cm，31cm及35cm。卸荷大小分別為3.1kN，2.4kN，1.4kN，0kN，即水位分別降至31cm，24cm，14cm，0cm。

（2）加荷方式2：二跨加載，采用逐漸累加的方式，加載大小分別為0.7kN，1.4kN，2.0kN，2.4kN，2.8kN，3.1kN，3.5kN，即水位離屋面板面高度分別控制在7cm，14cm，20cm，24cm，28cm，31cm及35cm。卸荷大小分別為3.1kN，2.4kN，1.4kN， 0kN，即水位分別降至31cm，24cm，14cm，0cm。

（3）加載程序：先進行加荷方式1再進行加荷方式2，加載前，先用石灰膏填筑砌體內側周邊，高度約36cm，采用緩慢加水的方式。

（4）試驗儀表：每個加荷方式安裝5個撓度觀察點，分別沿雙向板對角線安裝在大間中間及梁邊位置各1個，鄰近小間中間1個，觀察儀器采用百分表（百分表用鋼管支架固定）；裂縫寬度可采用40倍讀數顯微鏡觀測。

（5）數據觀測：正常使用荷載前，即分別加水至7cm，14cm，20cm時，每級加（卸）荷維持時間10min，每級加（卸）荷后10min，20min，30min各讀一次百分表讀數并觀察一次裂縫開展情況；超過正常使用荷載后即加水至大于20cm高度后，每級加（卸）荷維持時間10min，每級加（卸）荷后5min，10min各讀一次百分表讀數并觀察一次裂縫開展情況。每次加載后注意樓板的裂縫擴展情況，當荷載加至正常使用極限狀態時，即加水至35cm高，持續時間12h以上。

2 實測結果及判定

2.1 結果判斷

如果加載至3.5kN/m2仍未見新展開的裂縫，舊裂縫未觀察到進一步擴展，根據《混凝土結構試驗方法標準》GB/T50152第9.3.2條，撓度檢驗允許值為[δs]=[δf]/θ，當lo<7m時，[δf]（受彎構件撓度設計限值）=lo/250，θ=1.6～2.0（荷載長期效應組合對撓度增大的影響系數）。取最不利考慮，[δs]=lo/250×2=l0/500，即實測的撓度允許值δs°，如滿足條件δs°≤lo/500（l0為板的計算跨度），且未見新舊裂縫的進一步產生或擴展，即各檢驗指標全部滿足要求，應判斷結構性能滿足正常使用極限狀態的要求。

2.2 結論判定

通過加荷方式1和加荷方式2的觀察記錄，從未觀察到新開展的裂縫產生，原有舊裂縫也未見擴展，且無滲漏水現象發生，記錄的撓度值為1.25mm～3.56mm，最大撓度小于1/500的板跨，據此判斷，該屋面結構性能滿足上人屋面條件下的正常使用極限狀態的要求。

3 結語

通過上述一系列試驗檢測，該工程屋面結構滿足正常使用極限狀態要求，經各參建方負責人簽認，原有結構不必敲掉重來，但由于原有屋面板底部不規則的舊裂縫較多，盡管已作防水處理并在原位加載試驗中，亦未發現滲漏水現象，為預防今后可能發生的屋面滲漏水現象，進而直接影響到室內的正常使用，有必要對原有的屋面防水做加強處理，增加3mm厚高分子防水涂料一道，以確保屋面結構的正常使用功能。

參考文獻

[1] 中國建筑科學研究院.GB/T 50152 -2012混凝土結構試驗方法標準[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.

[2] 中國建筑科學研究院.GB50010-2010混凝土結構設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2010.endprint