鋼框架結構廠房組合樓板安全性檢測及裂縫分析

余 彬

（廣東穩固檢測鑒定有限公司，廣東廣州 510000）

在某三層鋼框架結構廠房建設過程中，第二、三層組合樓板在混凝土澆搗完工約4 d后，鋼柱之間、梁頂上等支座部位出現通長裂縫，部分樓板出現不規則裂縫，沿長短向出現通長裂縫。為明確樓板裂縫的開裂原因、了解組合樓板現時的安全程度，對廠房進行檢測鑒定，根據《建筑結構檢測技術標準》（GB/T 50344—2019）及委托方要求，本次鑒定抽檢樣本最小容量按檢測類別B進行抽檢。

1 廠房資料

廠房由某設計院設計于2020年，2021年封頂，三層鋼框架結構，預制樁基礎，主體結構采用方鋼柱承重，焊接H型鋼梁支承壓型鋼板混凝土組合樓板，焊接H型鋼梁、槽鋼檁條支承保溫彩鋼瓦屋面，四周外墻采用彩鋼瓦覆蓋圍護，室內隔墻采用加氣混凝土砌塊，廠房平面呈矩形狀，大門向北，建筑面積約48 222.00 m2。

2 裂縫檢查

對裂縫檢查結果進行統計，按照不同裂縫所處的位置及分布特征，對廠房首層地面及二、三層樓板板面中不同位置存在的裂縫進行歸類。

（1）首層地面。

地面沿施工縫出現的開裂現象，裂縫方向與施工縫走向相同，一般長度較長、縫寬較大；現場選取代表性的裂縫位置進行鉆芯取樣，由鉆取的芯樣可知，施工縫接搓面垂直平整、完全分離。地面非施工縫處局部出現的開裂現象，縫寬約0.5～1.1 mm，縫長約0.6～10 m。

（2）二、三層樓板面。

樓板板面在支座處沿主梁邊出現通長裂縫，現場選取代表性的裂縫位置進行鉆芯取樣，由鉆取的芯樣可知，裂縫已貫穿樓板。

樓板裂縫貫通如圖1所示。

圖1 樓板裂縫貫通

樓板板面在鋼柱角位、洞口角位處出現開裂現象。樓板板面在樓板中部出現縫寬約0.2～0.4 mm的不規則開裂現象。樓板板面出現大面積不規則的細微裂縫，屬于表面裂縫，裂縫寬度較細，且縱橫交錯，呈龜裂狀，形狀沒有任何規律。

第二層樓板面裂縫分布及形狀如圖2所示。

圖2 第二層樓板面裂縫分別及形狀

3 檢測情況

3.1 結構布置、構件截面尺寸檢查

現場對廠房的結構平面布置情況進行檢查、量測，其平面布置及柱網尺寸與設計圖紙基本相符。采用鋼尺、卷尺、超聲波測厚儀對部分方鋼柱、鋼梁截面尺寸、組合樓板厚度進行檢測，抽檢的鋼柱、鋼梁構件截面尺寸及組合樓板厚度均滿足圖紙設計要求。

3.2 鋼結構安裝工程施工質量檢測

（1）鋼柱垂直度檢測。

現場使用全站儀對部分鋼柱垂直度進行檢測，檢測結果表明，抽檢鋼柱共32個，其中5個構件滿足規范允許偏差要求，27個構件不滿足規范允許的偏差要求，合格率為15.6%，不滿足《鋼結構工程施工質量驗收標準》（GB 50205—2020）中“合格率大于或等于80%，最大值不超過允許偏差值1.2倍”的要求。

（2）鋼梁撓度檢測。

現場采用全站儀對部分鋼梁撓度進行檢測，檢測結果顯示，撓度最大的構件為三層B×3～C×3位置處梁，撓度為構件計算跨度的1/433（規范限值1/400），抽檢32個構件撓度均符合《鋼結構設計標準》（GB 50017—2017）限值要求。

3.3 組合樓板檢測

（1）混凝土強度檢測。

現場采用鉆芯法對部分組合樓板混凝土進行鉆芯取樣，共計抽檢32個芯樣，芯樣在自然干燥狀態下進行混凝土抗壓強度檢測，按《鉆芯法檢測混凝土強度技術規程》（JGJ/T 384—2016）評定，結果顯示抽檢實測混凝土強度為26.5～36.4 MPa，32個構件數據平均值為30.6 MPa，最大值與最小值相差9.9 MPa，抽檢的19個構件混凝土抗壓強度滿足設計要求，13個構件混凝土抗壓強度不滿足設計要求，但其抗壓強度與設計強度差均在5 MPa之內。

（2）樓板板面鋼筋配置檢測。

現場采用無損和局部破損結合的方法對部分組合樓板面的鋼筋配置進行檢測，共計抽檢32個板構件，其中8個板構件板面鋼筋間距符合設計要求，24個板構件板面鋼筋間距不符合設計要求，且不符合設計要求的構件其偏差值均為正偏差（實測鋼筋間距比原設計間距偏大），偏差值為12～31 mm；檢測還發現樓板板面未按設計圖紙要求配置抗裂鋼筋。

（3）樓板板面鋼筋保護層厚度檢測。

現場采用電磁波感應法對部分樓板面的鋼筋保護層厚度進行檢測，共抽檢32個板構件，測點數192個，保護層厚度為11～87 mm，其中12個測點符合《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（GB 50204—2015）要求，合格率為6.3%，180個測點不符合規范要求，不符合規范要求測點的偏差值均為正偏差（實測鋼筋保護層比原設計保護層偏厚），偏差值為9～72 mm，大部分板面鋼筋保護層厚度遠大于原設計要求，推斷樓板面筋已下移至板中部或底部，導致板面實際無鋼筋。

4 結構復核驗算

4.1 原設計圖紙復核

采用PKPM系列計算軟件對二、三層樓板的原設計圖紙進行復核（按照原設計圖紙的板厚、保護層厚度、混凝土強度及荷載），其承載力均滿足國家現行相關規范要求。

4.2 現狀復核

采用PKPM系列計算軟件對二、三層樓板的現狀進行復核（按照實測的板厚、保護層厚度、混凝土強度及荷載），抽檢的個別鋼筋混凝土板構件板面支座負筋承載力不滿足規范要求。

5 構件安全性等級評定

依據《工業建筑可靠性鑒定標準》（GB 50144—2019），混凝土構件安全性等級按承載能力、構造和連接兩個項目評定，取其中較低等級作為構件的安全性等級。

（1）承載能力。

該房屋二、三層抽檢的個別鋼筋混凝土板構件板面支座負筋承載力不滿足規范要求。

（2）構件構造。

檢測的大部分板構件板面受力鋼筋的保護層厚度遠大于原設計要求，抽檢的部分板構件混凝土抗壓強度稍低于原設計要求，較多樓板構件板面鋼筋間距不符合設計要求，樓板板面未按設計圖紙設置抗裂鋼筋。

綜合現場檢查和檢測情況結果，依據《工業建筑可靠性鑒定標準》（GB 50144—2019），房屋抽檢的32個板構件中，2個板構件的安全性等級評定為d級，極不符合國家現行標準的安全性要求，已嚴重影響安全；其余30個板構件安全性等級均評定為c級，不符合國家現行標準的安全性要求，影響安全。

6 原因分析

根據以上檢測結果及計算復核結果，結合樓板出現裂縫的時間、部位、形狀、特征進行綜合分析。

（1）樓板板面沿主梁出現通長裂縫的主要原因是樓板施工過程未按圖紙設置附加抗裂鋼筋；施工操作不當造成樓板面筋間距變大、下沉，樓板板面鋼筋保護層增大、承載力降低；抗拉鋼筋不能充分發揮作用，砼無法承受拉力，混凝土凝固硬化后，在砼自重作用下，主鋼梁處樓板主要受負彎矩作用，導致樓板出現開裂現象。

（2）樓板板面在鋼柱角位、洞口角位處出現開裂現象或板中出現不規則開裂現象的主要原因是在邊角位處，混凝土容易產生應力集中現象，日常溫度變化導致此處樓板在溫度應力作用下收縮變形產生裂縫；樓板板面未設置抗裂鋼筋、通長鋼筋又下移、保護層嚴重偏厚，致使其不能有效抵抗應力作用，也是導致樓板出現上述裂縫的原因之一。

（3）樓板板面有大面積不規則細微裂縫，主要是樓板混凝土成型后，養護不當，受環境影響表面水分散失快而產生的干縮裂縫。

（4）首層地面施工縫開裂的原因主要是施工縫接槎未采取相應措施，新舊混凝土銜接不緊密，施工縫位置成為溫度、收縮、荷載作用下的應力、應變釋放點，導致施工縫形成一定寬度的裂縫；首層地面非施工縫處局部出現的開裂現象主要是地面下方土層局部有不均勻沉降所致。

7 處理意見

（1）建議聘請有資質的設計單位及施工單位按規范要求對房屋損壞部位進行修繕處理。

（2）對樓板裂縫采用高壓灌注改性環氧樹脂合縫處理。

（3）對施工質量不滿足規范或圖集要求的部位，應當給予加固、維修處理。

（4）對承載力不滿足規范要求的構件應加固處理。

8 結語

組合樓板在鋼結構建筑中被廣泛應用，具有強度高、剛度大、施工方便快捷等特征。但鋼筋混凝土的部分施工質量亦應嚴格把控，現場必須嚴格按設計、規范要求進行施工，確保壓型鋼板及鋼筋混凝土共同受力。樓板出現的裂縫應及時查明原因，對存在隱患部位進行有效處理，確保構件安全。