混凝土板裂縫事故及其處置

王瑩

【摘 要】某框架結構主體完工后發現主梁兩側板面在梁板交接處出現多道裂縫，經過現場踏勘并結合理論分析裂縫可能的成因，后經檢測印證，并采取相應加固措施。

【關鍵詞】板裂縫；檢測；加固

Crack accident of concrete slab and its disposal

Wang Ying

（Shaanxi Chenguang Architectural Design Research Co.， Ltd Xi'an Shaanxi 710075）

【Abstract】After the completion of the main structure of a frame structure， it is found that there are multiple cracks in the joints of the beam on both sides of the main girder. After the site reconfiguration and the theoretical analysis of the possible causes of the cracks， the test is confirmed and the corresponding reinforcement measures are taken.

【Key words】Plate cracks；Testing；Reinforcement

1. 工程概況

（1）陜西省咸陽市某建筑工程，主樓為地上15層地下1層，裙樓為地下1層，地上4層。其主樓梁、板混凝土強度等級均為C35，裙樓為C30。原先由前設計院按照酒店功能完成設計，工程己封頂多時。該工程主體完工后，部分梁板交接處板表面有裂縫產生。另行委托我院修改建筑功能，將其改造成為醫療建筑。

（2）經現場踏勘，將該工程裙房2層～4層梁板交接處附近灰塵掃除并仔細觀察后能發現明顯裂縫，裂縫長度多為梁的跨度，多分布在框架梁的兩側；現場未發現板底有裂縫產生。經現場描繪，發現裂縫主要分布在主梁兩側，多數位于梁板交接處；裂縫走向多數為沿著梁的方向，裂縫在靠近梁端時多數發生偏轉，向與該梁垂直的框架梁處延伸，在裂縫較多位置，沿縱橫框架梁形成近似封閉的橢圓形，如圖1所示。

現場在裂縫寬度較大位置開槽后倒水，一段時間后該板底面并未有滲水痕跡，說明裂縫深度并未貫通。

圖1

2. 事故實體兒檢測

（1）檢測單位重點對裙樓2～4層的裂縫寬度、深度及裂縫分布情況及走向等進行了檢測，檢測結果表明，裂縫深度多數集中在50mm～90mm之間，綜合裂縫深度檢測結果及滲水情況，裂縫在板厚度范圍內并未貫通；裂縫寬度最小為0.18mm，最大為0.84mm，裂縫寬度多數集中在0.45mm～0.70mm之間。

（2）檢測采用了非破損的回彈法對裂縫處現齡期混凝土抗壓強度進行了檢測，結果表明該工程混凝土構件現齡期抗壓強度滿足設計要求。

（3）現場對裂縫處混凝土板的鋼筋配置情況進行了檢測，檢測結果表明該工程混凝土板表面及底面的鋼筋間距滿足設計及規范要求。

（4）現場對裂縫附近板頂面及底面鋼筋的保護層厚度進行了檢測，檢測結果表明該工程板底面保護層厚度滿足設計及規范要求，但板表面鋼筋保護層厚度偏厚，不滿足規范要求，其表面所測6根連續鋼筋的保護層厚度平均值最小值為22mm，最大值為74mm。多數保護層厚度平均值集中在30mm～64mm區域。

（5）對裙樓2～4層樓板的板厚進行了檢測，檢測結果表明，所測測點混凝土板厚度均滿足設計要求（100mm、110）。

（6）現場對該工程的試塊報告、鋼筋復檢報告及施工日志等資料進行了核查。該工程施工日志不全，鋼筋復檢資料較為齊全，復檢結果合格；混凝土試塊檢驗報告不全。經對現有資料核查及調查了解，該工程混凝土拆模時間為15天左右，在本層澆筑完后10天左右開始澆筑上一層梁板混凝土。

（7）綜上所述其裂縫產生原因分析：其一，混凝土表面鋼筋保護層厚度較厚，表面鋼筋抵抗負彎矩的能力減弱；其二，上層混凝土澆筑4～5天后該層梁、板模板拆除，該建筑裙樓2015年11月開始施工，2015年元月主體完工，該時間段天氣相對較冷，此外，從同條件試塊可知多數試塊在45～60天后左右測試抗壓強度，可知混凝土強度增長較慢，上層混凝土、腳手架及模板作為荷載傳遞到該層混凝土板上，拆模較早時會導致裂縫進一步發展。

（8）因此，混凝土板表面鋼筋保護層厚度較厚，抵抗負彎矩的能力減弱是裂縫產生的主要原因；此外，混凝土板在強度較低時，承受上層施工荷載，也促進了裂縫的產生。

3. 加固處理

該工程混凝土板的裂縫寬度及深度均較大，首先對裂縫進行封閉處理。現狀下混凝土板的負彎矩承載力不滿足要求，本工程在裂縫板表面垂直于梁的方向采用粘貼碳纖維布的方法進行加固處理。碳纖維布寬度為200mm，軸線間距為400mm，碳纖維布長度為：梁寬加兩米。在粘貼碳纖維布前前應對粘貼處混凝土表面進行打磨去除浮漿，露出混凝土新界面。也可以采用粘貼鋼板加固法進行加固。

4. 事故認識

（1）受彎是混凝土結構中最為廣泛的受力形式，受彎裂縫也是混凝土結構中最為常見的受力裂縫形式。由混凝土結構的基本原理可知，受彎構件的截面由受拉區和受壓區構成。由于混凝土抗拉性能極差，混凝土基本不能承受拉應力而由鋼筋承擔全部拉力，除少數預應力構件外，一般構件的受拉區均存在裂縫。因此，即使在正常使用狀態下，受彎構件多半也是帶裂縫工作的。受拉區裂縫，受彎裂縫一般垂直于主拉應力跡線方向，即垂直于縱向受力鋼筋，即垂直裂縫。在正常使用狀態鋼筋應力受控的情況下，裂縫寬度不會太大。混凝土規范中對受彎裂縫寬度限值的要求綜合考慮了結構的觀感和耐久性要求。當構件裂縫寬度很大時，表明鋼筋的拉應力較高，構件承載抗力已消耗到了一定程度。裂縫寬度達到1.5mm時，則表明縱向受力鋼筋已經屈服，構件達到了承載力極限狀態（破壞）。在混凝土構件試驗檢驗標準中，通常將裂縫寬度達到1.5mm作為判斷混凝土構件承載力達到極限的標志。寬度過大的受彎裂縫，原因多為配筋不足、荷載超限、鋼筋移位、鋼筋強度不足等。由于裂縫寬度太大反映了構件受彎抗力不足，涉及結構安全問題，應引起注意。

（2）從設計的角度考慮，原設計板支座配筋10@200，鋼筋間距偏大。如何能盡量避免此類裂縫的產生或減小裂縫寬度，從裂縫的計算公式出發，ωmax=αcrΨσs/Es（1.9cs+0.08deq/ρte） 同樣的板支座配筋面積，采用不同的鋼筋直徑來做比較。由于直徑越小時板的有效高度越大，從而受拉鋼筋應力σs越小；裂縫間縱向受拉鋼筋不均勻系數Ψ=1.1-0.65ftk/ρteσs，可知當σs減小時Ψ值會隨之減小，因此代回到裂縫計算公式中ωmax值會隨之減小。本工程中板厚100mm時，經比較當分別采用直徑8mm和直徑10mm的鋼筋計算出支座裂縫值分別為0.21mm和0.26mm。可見，當板支座部位采用間距密、直徑小的配筋時，可以減小支座裂縫寬度，因此在工程中板支座處配置鋼筋盡量細而密。endprint