裝配式鋼筋桁架樓承板裂縫的檢測及分析

盧文浩 李健全 陳 煒

(浙江大合檢測有限公司，浙江 杭州 310000)

0 引言

裝配式鋼筋桁架樓承板是在工廠里將鋼筋加工成鋼筋桁架，在現(xiàn)場通過連接扣件將底模鋼板和鋼筋桁架組裝成一體的組合樓承板。這種樓承板主要有三個方面的優(yōu)勢：一是實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化生產(chǎn)，有利于鋼筋排列間距均勻、混凝土保護(hù)層厚度一致，提高了樓承板的施工質(zhì)量；二是可顯著減少現(xiàn)場鋼筋綁扎工程量，加快施工進(jìn)度，增加施工安全保證，實(shí)現(xiàn)文明施工；三是裝配式模板和連接件拆裝方便，可多次重復(fù)利用，節(jié)約鋼材，符合國家節(jié)能環(huán)保的要求。基于以上三個優(yōu)勢，裝配式鋼筋桁架樓承板被工程人員廣泛接受，但這種樓承板在使用過程中也出現(xiàn)了一些不完善的地方，其中樓承板裂縫問題是一個迫切需要探討和解決的問題。

1 工程概況

浙江省某辦公樓建造完工于2015年，地下1層，地上15層，建筑總高度62 m，主體結(jié)構(gòu)為鋼框架—鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)層平面布置為長方形，柱網(wǎng)尺寸主要為8.4 m×8.4 m，為了加快現(xiàn)場施工速度，樓承板采用裝配式鋼筋桁架樓承板(見圖1，圖2)，主梁截面尺寸為H500×250×8×14，次梁截面尺寸為H400×(150/180)×6×8，主梁、次梁材質(zhì)為Q345B，樓承板設(shè)計厚度120 mm，上弦鋼筋為φ10，下弦鋼筋為φ8，腹桿筋為φ4.5，此外，樓承板的上下弦分布鋼筋均為φ8@200，均垂直于鋼筋桁架模板設(shè)置，上層分布筋布置于鋼筋桁架上層鋼筋之下，下層分布筋布置于鋼筋桁架下層鋼筋之上。因竣工后發(fā)現(xiàn)該辦公樓多處樓承板存在貫穿裂縫，為分析這些裂縫產(chǎn)生的原因，對樓承板相關(guān)施工質(zhì)量進(jìn)行了檢測。

2 檢測情況

樓承板鋼筋布置情況：現(xiàn)場采用鋼筋位置測定儀、鋼卷尺對樓承板鋼筋布置情況進(jìn)行了抽檢，檢測結(jié)果表明樓承板上層鋼筋、下層鋼筋間距、鋼筋保護(hù)層厚度均符合設(shè)計要求。

構(gòu)件尺寸情況：采用鉆孔法，使用游標(biāo)卡尺對樓承板厚度進(jìn)行了抽檢，檢測結(jié)果符合設(shè)計厚度120 mm的要求；采用鋼板測厚儀、鋼卷尺對鋼構(gòu)件尺寸進(jìn)行抽檢，檢測結(jié)果表明主梁、次梁尺寸滿足設(shè)計要求。

材質(zhì)強(qiáng)度情況：采用回彈法，使用回彈儀對樓承板混凝土強(qiáng)度進(jìn)行了抽檢，檢測結(jié)果滿足設(shè)計要求的C30。

構(gòu)件變形情況：采用精密水準(zhǔn)儀對主梁和次梁的撓度進(jìn)行抽樣測試，測試結(jié)果表明主梁跨中最大下沉1.5 cm，撓度相對較??；次梁跨中最大下沉3 cm，接近L0/250，撓度相對較大。

樓承板裂縫情況：采用裂縫測寬儀、鋼卷尺，對存在的典型裂縫進(jìn)行檢測，裂縫形態(tài)分布圖見圖3，裂縫寬度情況見表1，其中1號裂縫發(fā)生在板中部，形態(tài)為平行于受力主筋方向，2號裂縫發(fā)生在板支座附近，形態(tài)為平行于受力主筋方向；3號裂縫形態(tài)為房屋角部斜裂縫；4號、5號形態(tài)為不規(guī)則裂縫，以上裂縫均為貫穿性裂縫。

表1 樓承板裂縫寬度

序號12345裂縫寬度/mm0．240．380．330．200．27

3 結(jié)果分析

樓承板相關(guān)的施工質(zhì)量檢測結(jié)果表明，樓承板的鋼筋布置情況、梁、板的構(gòu)件尺寸、板的材質(zhì)強(qiáng)度等均符合設(shè)計要求，主梁的變形相對較小，但次梁的變形相對較大，根據(jù)檢測結(jié)果和工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以下對樓承板出現(xiàn)的各類裂縫進(jìn)行分析。

1號、2號裂縫表現(xiàn)為垂直于次梁、平行于桁架筋方向且形狀較規(guī)則，裂縫產(chǎn)生的主要原因?yàn)槭┕r次梁下未設(shè)置剛度足夠的臨時支撐造成次梁下?lián)陷^大引起的。樓面采用的是鋼梁+裝配式鋼筋桁架樓承板，次梁設(shè)計為鋼—混凝土組合梁，通過在鋼梁和混凝土翼緣板之間設(shè)置栓釘，抵抗兩者在交界面處的掀起及相對滑移，使之成為一個整體而共同工作。在施工過程中，樓承板混凝土尚未達(dá)到一定強(qiáng)度前，次梁只是作為純鋼梁受力，其截面抗彎能力相對較弱，在次梁下未設(shè)置剛度足夠的臨時支撐時，次梁會產(chǎn)生相對較大的撓度，從而引起次梁上面支承的鋼筋桁架樓承板隨之下沉以及相鄰兩塊鋼筋桁架樓承板之間的相對轉(zhuǎn)動，而次梁中部和兩端處的樓承板之間的相對轉(zhuǎn)動幅度較大時，會造成樓承板混凝土出現(xiàn)直線型規(guī)則裂縫。

3號裂縫表現(xiàn)為在樓承板角部呈約45°延伸的斜裂縫。裂縫產(chǎn)生的主要原因?yàn)槭覂?nèi)外溫差較大引起的，特別在施工好以后使用前，沒有良好的通風(fēng)，導(dǎo)致室內(nèi)外溫差加劇，更易造成溫度裂縫。

4號、5號裂縫表現(xiàn)為縱橫交錯，呈龜裂狀，形狀沒有規(guī)律，裂縫產(chǎn)生的主要原因?yàn)榛炷了苄允湛s和縮水收縮引起的。塑性收縮發(fā)生在施工過程中，混凝土澆筑后的一段時間里，水泥水化反應(yīng)激烈，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，隨著表層水分逐步蒸發(fā)，濕度逐步降低，混凝土體積減小，因混凝土表層水分損失快，內(nèi)部損失慢，因此產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮，表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力，當(dāng)表面混凝土承受拉力超過其抗拉強(qiáng)度時，便產(chǎn)生收縮裂縫。

4 結(jié)語

混凝土裂縫問題，是一直困擾工程人員的老問題，裝配式鋼筋桁架樓承板作為一種新型的結(jié)構(gòu)形式同樣存在這種問題，從以上的檢測分析可知，樓承板裂縫的形成原因，同樣與設(shè)計因素、施工因素、材料因素等有關(guān)聯(lián)。需要綜合考慮多方因素，才能盡量減少裂縫的產(chǎn)生。

[1] GB 50017—2003,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[2] JG/T 368—2012，鋼筋桁架樓承板[S].

[3] CECS 293:2011,房屋裂縫檢測與處理技術(shù)規(guī)程[S].

[4] 王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.