諸宏博,梅 凱,吳嘉龍,胡金祥

(1.浙江省建筑科學(xué)設(shè)計(jì)研究院有限公司,浙江 杭州 310012; 2.杭州市富陽區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站,浙江 杭州 311400;3.浙江省建設(shè)工程質(zhì)量檢驗(yàn)站有限公司,浙江 杭州 310012)

1 工程實(shí)例一

1.1 工程概況

工程一車間基礎(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ),房屋總寬度95.0 m,總長(zhǎng)度70.0 m,③軸處設(shè)結(jié)構(gòu)縫,東面部分77.2 m×70.0 m,檐口高度21.0 m,采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)；西面部分17.1 m×70.0 m,檐口高度22.5 m,標(biāo)準(zhǔn)柱距10.0 m×8.6 m,采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),框架抗震等級(jí)為四級(jí)。于2019年11月竣工驗(yàn)收。房屋平面形狀呈矩形,建筑面積約25 400 m2,建筑地上6層,局部4層。建筑平面示意圖見圖1。

圖1 工程一建筑平面布置示意圖

該車間在裝修過程中發(fā)現(xiàn)各層樓面梁均存在不同程度的豎向及斜向裂縫,及部分樓面板局部開裂等現(xiàn)象。為了解上述樓面梁及樓面板的施工質(zhì)量及裂縫情況,業(yè)主單位委托有資質(zhì)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)該車間部分樓面梁、樓面板的施工質(zhì)量及開裂情況進(jìn)行檢測(cè)并分析裂縫原因。

1.2 檢測(cè)鑒定內(nèi)容

1) 回彈法檢測(cè)構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度；

2) 混凝土構(gòu)件截面尺寸、主筋數(shù)量及箍筋間距檢測(cè)；

3) 現(xiàn)澆樓面板鋼筋間距、保護(hù)層厚度及板厚抽檢；

4) 樓面梁及樓面板裂縫情況檢測(cè)；

5) 裂縫原因分析。

1.3 檢測(cè)情況

1) 回彈法檢測(cè)構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度?，F(xiàn)場(chǎng)抽檢了部分樓面梁的混凝土抗壓強(qiáng)度,結(jié)果表明：抽檢到的樓面梁現(xiàn)齡期混凝土抗壓強(qiáng)度推定值22.3～37.8MPa之間,其中部分4層樓面梁的混凝土抗壓強(qiáng)度未滿足原設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C30的要求。

2) 利用HILTI-PS200S型鋼筋探測(cè)儀檢測(cè)了部分樓面梁的配筋情況,結(jié)果表明：所檢測(cè)到的樓面梁主筋數(shù)量、箍筋間距均滿足原設(shè)計(jì)要求,約90%數(shù)量的梁端箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度未滿足設(shè)計(jì)要求,最短的僅為設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的54.0%。

3) 利用HILTI-PS200S型鋼筋探測(cè)儀檢測(cè)了部分樓面板的鋼筋間距、保護(hù)層厚度,結(jié)果表明：所檢測(cè)到的樓面板鋼筋間距及保護(hù)層厚度基本滿足設(shè)計(jì)要求,板厚也符合相應(yīng)規(guī)范要求。

4) 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查勘,車間辦公區(qū)及生產(chǎn)區(qū)各層主梁均存在斜裂縫及豎向裂縫,樓面梁斜裂縫位于支座兩端,整體呈“正八字形”,部分斜裂縫已貫穿,斜裂縫基本遍布梁側(cè)面,最大裂縫寬度在wmax=0.36～0.80 mm之間；豎向裂縫主要位于次梁軸段之間,裂縫兩端窄,中間寬,呈“棗核狀”,豎向裂縫基本處于梁的箍筋位置,最大裂縫寬度在wmax=0.30～0.40 mm 之間[1]。典型裂縫形態(tài)見圖2、圖3。

圖2 工程一典型樓面梁端部裂縫形態(tài)

圖3 工程一典型樓面梁裂縫形態(tài)示意圖

5) 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查勘,車間部分樓面板板面存在裂縫,裂縫位于板面梁板交接處,裂縫長(zhǎng)度沿梁全長(zhǎng),最大裂縫寬度在wmax=0.54～0.94 mm之間。

2 工程實(shí)例二

2.1 工程概況

工程二廠房基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用墩基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ),房屋平面尺寸為61.6 m×58.8 m,檐口高度為19.2 m,標(biāo)準(zhǔn)柱距8.8 m×8.4 m,主體結(jié)構(gòu)形式為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),框架抗震等級(jí)為四級(jí)。該廠房于2020年1月結(jié)頂。房屋平面形狀呈矩形,建筑面積約14 500 m2,建筑地上4層。建筑平面圖見圖4。

該廠房在結(jié)頂后,發(fā)現(xiàn)各層樓面梁均存在不同程度的豎向及斜向裂縫,尤以2層樓面梁裂縫較為嚴(yán)重。故業(yè)主單位委托有資質(zhì)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)該廠房部分樓面梁的施工質(zhì)量及開裂情況進(jìn)行檢測(cè)并分析裂縫產(chǎn)生的原因。

2.2 檢測(cè)鑒定內(nèi)容

1) 回彈法檢測(cè)構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度；

2) 混凝土構(gòu)件截面尺寸、主筋數(shù)量及箍筋間距檢測(cè)；

3) 樓面梁撓度檢測(cè)；

4) 樓面梁裂縫情況檢測(cè)；

5) 裂縫原因分析。

圖4 工程二建筑平面布置示意圖

2.3 檢測(cè)情況

1) 回彈法檢測(cè)構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度?，F(xiàn)場(chǎng)抽檢了部分樓面梁的混凝土抗壓強(qiáng)度,結(jié)果表明：部分樓面梁現(xiàn)齡期混凝土抗壓強(qiáng)度推定值在36.1～40.3 MPa之間,滿足原設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C35的要求。

2) 利用HILTI-PS200S型鋼筋探測(cè)儀檢測(cè)了部分樓面梁的配筋情況,結(jié)果表明：所檢測(cè)到的樓面梁主筋數(shù)量、箍筋間距均滿足原設(shè)計(jì)要求,部分梁端箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度未滿足設(shè)計(jì)要求。

3) 利用Leica-TS02PLUS型全站儀檢測(cè)了部分樓面梁的撓度,結(jié)果表明：所檢測(cè)到的樓面梁平均跨中撓度為l0/285,其中最大跨中撓度已達(dá)到l0/193,已超出設(shè)計(jì)l0/250的要求。

4) 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查勘,廠房各層縱、橫向主梁均存在斜裂縫及豎向裂縫,樓面梁斜裂縫位于支座兩端,整體呈“正八字形”,部分斜裂縫已貫穿,斜裂縫基本遍布梁側(cè)面,最大裂縫寬度在wmax=0.24～0.38 mm之間；豎向裂縫主要位于次梁軸段之間,裂縫兩端窄,中間寬,呈“棗核狀”,豎向裂縫基本處于梁的箍筋位置,最大裂縫寬度在wmax=0.30～0.36 mm之間。以2層靠近后澆帶位置的樓面梁開裂最為嚴(yán)重,斜裂縫寬度均在0.30 mm以上。樓面典型裂縫形態(tài)見圖5。

圖5 工程二典型樓面梁端部裂縫形態(tài)

3 裂縫原因分析

工程一和工程二在房屋類型,構(gòu)件跨度,裂縫產(chǎn)生的數(shù)量、形態(tài)、位置等均存在很高的相似度。在分別查閱兩幢房屋的沉降觀測(cè)記錄、設(shè)計(jì)復(fù)核計(jì)算書、施工記錄的基礎(chǔ)上,排除了主體結(jié)構(gòu)不均勻沉降和設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的可能性[2-3],綜合得出上述兩個(gè)工程裂縫的產(chǎn)生原因。

1)根據(jù)工程一和工程二的施工資料顯示,所檢測(cè)到的樓面梁結(jié)構(gòu)拆底模時(shí)間在混凝土澆筑后的12～20 d之間,拆底模時(shí)混凝土抗壓強(qiáng)度均未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%,且所檢測(cè)到的樓面梁設(shè)計(jì)跨度均>8.0 m。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范(GB 50666—2011)》[4]第4.5.2條：“構(gòu)件跨度大于8.0 m的梁、拱、殼構(gòu)件底模拆除時(shí)的同條件養(yǎng)護(hù)的混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的100%。”部分樓面結(jié)構(gòu)混凝土澆筑時(shí)間均在11月至次年1月之間,處于冬季施工,且拆模時(shí)間過早,臨時(shí)支撐不足,是引起樓面梁產(chǎn)生斜裂縫和豎向裂縫的主要原因。

2)樓面梁箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度均未達(dá)到設(shè)計(jì)的箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度,工程一所檢測(cè)到的最短箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度僅為設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的54.0%；工程二所檢測(cè)到的最短箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度僅為設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的60.8%。上述情況會(huì)加劇樓面梁產(chǎn)生斜裂縫。

3)工程一部分樓面梁現(xiàn)齡期混凝土抗壓強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí),樓面梁端部支座處斜裂縫較多,同時(shí)板面梁板交接處亦存在沿梁通長(zhǎng)裂縫,且裂縫寬度較大。上述情況表明,在早期混凝土強(qiáng)度不足的情況下拆模,直接導(dǎo)致樓面結(jié)構(gòu)開裂。

4)工程二由于1層地面未采用現(xiàn)澆混凝土地坪,以致會(huì)引起2層樓面結(jié)構(gòu)的支模架產(chǎn)生不均勻沉降,所檢測(cè)到的樓面梁撓度變形過大,也是引起樓面梁開裂的原因之一。

5)樓面結(jié)構(gòu)跨度大,混凝土收縮量大亦是引起開裂的原因之一。

6)位于梁箍筋位置的豎向裂縫是由于拆模過早,養(yǎng)護(hù)不足以及混凝土自身收縮等綜合因素共同產(chǎn)生的。

4 建議加固方案

根據(jù)檢測(cè)鑒定結(jié)果,工程一和工程二樓面梁斜裂縫主要為在早期混凝土強(qiáng)度不足的情況下,拆模過早所引起,同時(shí)裂縫較多、較寬，已影響房屋結(jié)構(gòu)的正常使用和耐久性。因此,需按《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50367—2013)》[5]進(jìn)行裂縫修補(bǔ)后再加粘貼碳纖維的方法進(jìn)行加固。

工程一部分樓面板板面裂縫亦為拆模過早所引起,同樣采用裂縫注漿修補(bǔ)后再加粘貼碳纖維的方法進(jìn)行加固。

先對(duì)混凝土表面進(jìn)行清理、打磨,必要時(shí)可用環(huán)氧樹脂找平,對(duì)斜裂縫、豎向裂縫進(jìn)行封閉處理,然后采用粘貼碳纖維的方法進(jìn)行加固處理。

樓面梁加固詳圖見圖6。

樓面板加固詳圖見圖7。

圖6 樓面梁加固詳圖

圖7 樓面板加固詳圖

5 結(jié) 語

由于目前市場(chǎng)上的商品混凝土外加劑添加較多及原材料(機(jī)制砂)等因素,商品混凝土早期強(qiáng)度增長(zhǎng)較慢,且對(duì)處于冬季施工的大跨度結(jié)構(gòu)(跨度大于8.0 m)工程,其拆模時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格按相應(yīng)規(guī)范要求執(zhí)行,并加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)。這對(duì)建設(shè)單位、施工單位及監(jiān)理單位等提出了新的要求。

通過兩個(gè)工程樓面結(jié)構(gòu)裂縫的檢測(cè)鑒定,比較科學(xué)地分析了裂縫產(chǎn)生的原因,同時(shí)給出了詳細(xì)的加固方案。因而可作為類似檢測(cè)鑒定及加固項(xiàng)目的借鑒。