某工程現(xiàn)澆板裂縫成因檢測與分析

馬 飛 （安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測站皖北分站，安徽 蚌埠 233000）

1 工程概況

某農(nóng)貿(mào)大市場，為二層框架結(jié)構(gòu)，主體高度10.2m，設(shè)計使用年限為50年。該工程于2016年8月開工，目前部分房屋已交付使用。

業(yè)主在交房驗收時發(fā)現(xiàn)一層頂板1-/A-B存在裂縫，為了解該現(xiàn)澆板裂縫成因，壽縣某房地產(chǎn)開發(fā)有限公司委托安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測站對該現(xiàn)澆板裂縫成因進行現(xiàn)場檢測及原因分析。

2 現(xiàn)場檢測

根據(jù)委托要求并結(jié)合現(xiàn)場情況，現(xiàn)場檢測工作于2018年9月10日進行，檢測項目主要包括現(xiàn)澆板裂縫開展情況的普查、混凝土抗壓強度、現(xiàn)澆板厚度、鋼筋配置、鋼筋保護層以及f-CaO情況對混凝土質(zhì)量的影響。

2.1 現(xiàn)澆板裂縫開展性態(tài)的普查

采用目測、裂縫觀察儀及尺量、拍照與描繪的方法，現(xiàn)場對一層頂板1-/A-B裂縫開展性態(tài)進行檢查。檢查結(jié)果見表1及圖1、圖2、圖3所示。

圖1 一層頂板1-/A-B裂縫

圖2 板底滲水痕跡

圖3 裂縫檢查描繪

裂縫開展性態(tài)檢查結(jié)果匯總表 表1

2.2 現(xiàn)齡期混凝土抗壓強度的檢測

依據(jù)《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 384-2016），現(xiàn)場采用鉆芯法檢測混凝土抗壓強度。實施檢測時根據(jù)現(xiàn)場具體情況在現(xiàn)澆板上隨機鉆取3個混凝土芯樣，并加工成高徑比1:1的試件，經(jīng)自然干燥后進行抗壓試驗。試驗結(jié)果見表2所示。

混凝土芯樣抗壓強度結(jié)果匯總表 表2

檢測的一層頂板1-/A-B現(xiàn)齡期混凝土抗壓強度推定為41.4MPa，符合設(shè)計強度等級C30的要求。

2.3 現(xiàn)澆板板底鋼筋配置情況的抽檢

依據(jù)《混凝土中鋼筋檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T 152-2019），現(xiàn)場檢測時用鋼筋定位儀在構(gòu)件表面測量鋼筋位置，然后用直尺量測鋼筋間距。檢測結(jié)果見表3所示。

配筋配置情況檢測結(jié)果匯總表 表3

《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB 50204-2015）第5.5.3條規(guī)定：縱向受力間距允許偏差為±10mm，綁扎箍筋、橫向鋼筋間距允許偏差為±20mm。

檢測的該現(xiàn)澆板板面縱向鋼筋設(shè)置間距平均值為200mm，橫向鋼筋設(shè)置間距平均值為199mm，符合設(shè)計和規(guī)范允許偏差值的要求。

檢測的該現(xiàn)澆板板底縱向鋼筋間距平均值為184mm，橫向鋼筋設(shè)置間距平均值為209mm，符合設(shè)計和規(guī)范允許偏差值的要求。

2.4 鋼筋保護層厚度檢測

現(xiàn)場檢測時用鋼筋定位儀檢測現(xiàn)澆板板底及板面鋼筋保護層厚度。檢測結(jié)果見表4所示。

配筋配置情況檢測結(jié)果匯總表 表4

《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB 50204-2015）第E.0.4條規(guī)定：結(jié)構(gòu)實體縱向受力鋼筋保護層厚度的允許偏差，現(xiàn)澆板為+8mm、-5mm。

檢測的該現(xiàn)澆板板面縱、橫向鋼筋保護層厚度平均值分別為37mm和35mm，保護層厚度均偏大。

檢測的該現(xiàn)澆板板板底鋼筋保護層厚度平均值為19mm，符合設(shè)計和規(guī)范允許偏差值的要求。

2.5 混凝土碳化深度

由于混凝土是一種多孔結(jié)構(gòu)，長期暴露在大氣中的CO2中，只要濕度適宜便可與已水化的水泥礦物發(fā)生反應(yīng)，混凝土在碳化過程中逐漸由堿性轉(zhuǎn)化成中性。當(dāng)混凝土碳化后，混凝土中PH值降至9以下時，保護鋼筋的鈍化膜就處于活化狀態(tài)，在氧和水的作用下，鋼筋產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。鋼筋一旦銹蝕，由于鐵銹體積比原鐵體積大2～3倍，膨脹將使混凝土保護層開裂、剝落。

根據(jù)酚酞試劑在強堿中呈現(xiàn)紫紅色，弱堿中為無色的特性，用濃度為1%～2%的酚酞溶液噴在所打小孔洞內(nèi)壁，然后用游標(biāo)卡尺測量表面到內(nèi)部變色的深度，即為混凝土的碳化深度。利用小型鋼筋保護層測定儀測量鋼筋保護層厚度。具體見表5所示。

混凝土碳化深度和保護層厚度匯總表 表5

根據(jù)實驗結(jié)果可知，一層頂板1-/A-B板底對應(yīng)10點鋼筋混凝土保護層厚度平均值分別為19mm；相應(yīng)部位檢測的混凝土碳化深度平均值為4.5mm。結(jié)果表明，一層頂板1-/A-B測點混凝土碳化深度均小于鋼筋混凝土保護層厚度，鋼筋沒有失去混凝土的堿性保護，處于完好狀態(tài)

2.6 現(xiàn)澆板厚度的抽檢

現(xiàn)場采樣局部鉆通后量測的方法檢測現(xiàn)澆板厚度，檢測結(jié)果見表6所示。

現(xiàn)澆板厚度檢測結(jié)果匯總表 表6

《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB 50204-2015）第8.3.2條：現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸允許偏差為+8mm，-5mm。

檢測現(xiàn)澆板厚度平均值為117mm，符合設(shè)計及規(guī)范允許偏差值的要求。

2.7 f-CaO對混凝土質(zhì)量影響的檢測

依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50344-2004），采用沸煮法檢測f-CaO對混凝土質(zhì)量影響。現(xiàn)場采用工程鉆機在抽取的構(gòu)件上鉆取1組2個芯樣，均加工成高徑比為1:1的試件，一個兩端用硫磺膠泥補平后自然養(yǎng)護，另一個以及混凝土薄片一起放到蒸壓釜中進行沸煮，沸煮6h，冷卻至室溫，打開蒸壓釜，觀察芯樣和薄片有無裂縫，然后將芯樣用硫磺膠泥補平后,進行抗壓試驗，比較1組兩個芯樣的強度差異，綜合沸煮試驗和抗壓試驗的結(jié)果，判斷游離CaO和MgO對混凝土的影響。現(xiàn)場共鉆取了1組芯樣，檢測結(jié)果見表7所示。

現(xiàn)澆板芯樣抗壓強度對比試驗結(jié)果匯總表 表7

試驗結(jié)果表明，抽檢的3塊區(qū)格板混凝土抗壓強度損失率平均值為13.8%，滿足《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50344-2004）第 B.0.7 條 的 規(guī)定。抽檢部位的試件經(jīng)沸煮試驗后，各試件外觀完好，無異常表現(xiàn)；沸煮后的芯樣混凝土抗壓強度比自然養(yǎng)護條件下的混凝土抗壓強度普遍降低。

2.8 承載力驗算

根據(jù)檢測結(jié)果和委托單位提供的設(shè)計圖紙，依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB 50010-2010）（2015年版）和《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009-2012）進行復(fù)核驗算，以確定正常使用條件下該工程二層頂板的承載力是否符合規(guī)范要求。

板底鋼筋間距、混凝土強度實測結(jié)果、厚度均滿足設(shè)計要求，驗算時采用設(shè)計值。經(jīng)調(diào)查，該層現(xiàn)澆板施工完成后，未發(fā)生堆載超過正常使用荷載的情況，荷載及樓面做法按設(shè)計圖紙取值計算。采用中國建筑科學(xué)研究院研發(fā)的PKPM系列結(jié)構(gòu)計算軟件，依據(jù)現(xiàn)行國家規(guī)范及檢測資料，對二層頂板進行驗算，經(jīng)驗算，正常使用條件下，該層現(xiàn)澆板承載力符合規(guī)范要求。

2.9 施工及試驗資料的調(diào)查

根據(jù)委托單位提供的試驗資料，每立方米混凝土各項材料的用量為330kg：746 kg：1088 kg：175 kg：6.2 kg：54kg（水泥：砂：石子：水：外加劑：摻合料）。水泥凝結(jié)時間、安定性、抗壓強度（3d）、抗折強度（3d）均合格，細(xì)集料各項指標(biāo)均合格，粗集料各項指標(biāo)均合格。

根據(jù)施工日志和監(jiān)理日志看，該層現(xiàn)澆板板混凝土澆筑日期為2017年4月8日，當(dāng)日天氣晴朗，最高氣溫21.6℃，最低氣溫3℃，平均氣溫13.2℃，風(fēng)力3～5級。

3 現(xiàn)澆板裂縫原因分析

3.1 裂縫開展性態(tài)

該現(xiàn)澆板共有兩條斜向裂縫，裂縫①為板角斜裂縫，裂縫兩端距A軸分別為1.1m和4.8m。經(jīng)對板面找平層局部剝除后并注水后發(fā)現(xiàn)，板面兩條裂縫寬度分別為 0.1mm～0.25mm、0.1mm～0.3mm，注水部位板底局部存在滲水現(xiàn)象。經(jīng)對裂縫騎縫取芯后發(fā)現(xiàn)，裂縫沿管線開裂。

3.2 混凝土抗壓強度檢測

檢測的一層頂板1-/A-B現(xiàn)齡期混凝土抗壓強度推定為41.4MPa，符合設(shè)計強度等級C30的要求。

3.3 鋼筋配置情況檢測

檢測的該現(xiàn)澆板板面縱向鋼筋設(shè)置間距平均值為200mm，橫向鋼筋設(shè)置間距平均值為199mm，符合設(shè)計和規(guī)范允許偏差值的要求。

檢測的該現(xiàn)澆板板板底縱向鋼筋間距平均值為184mm，橫向鋼筋設(shè)置間距平均值為209mm，符合設(shè)計和規(guī)范允許偏差值的要求。

3.4 鋼筋保護層厚度及碳化深度檢測

檢測的該現(xiàn)澆板板面縱、橫向鋼筋保護層厚度平均值分別為37mm和35mm，保護層厚度均偏大。

檢測的該現(xiàn)澆板板板底鋼筋保護層厚度平均值為19mm，符合設(shè)計和規(guī)范允許偏差值的要求。

檢測的該現(xiàn)澆板板板底碳化深度平均值為4.5mm小于鋼筋保護層厚，鋼筋沒有失去混凝土的堿性保護，處于完好狀態(tài)

3.5 現(xiàn)澆板厚度檢測

檢測現(xiàn)澆板厚度平均值為117mm，符合設(shè)計及規(guī)范允許偏差值的要求。

3.6 裂縫成因分析

裂縫①為現(xiàn)澆板角部斜裂縫，主要由于混凝土收縮與溫度應(yīng)力相疊加作用引起，這類裂縫通常貫通板厚。板面負(fù)彎矩鋼筋保護層過大、施工養(yǎng)護措施不到位會導(dǎo)致或加劇裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。

裂縫②為沿預(yù)埋管線開裂裂縫，這類裂縫主要由現(xiàn)澆板薄弱部位在混凝土的早期收縮作用下形成。

4 總結(jié)

該裂縫為混凝土早期收縮裂縫，結(jié)構(gòu)層預(yù)埋線管形成的薄弱斷面易于此類裂縫的形成，溫度變化促進了裂縫的開展。此類裂縫屬變形裂縫，尚不影響構(gòu)件的承載能力，但需采取有效措施進行封閉處理，以確保構(gòu)件的使用性和耐久性符合要求。