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业务范围： 房屋质量检测、房屋抗震鉴定、厂房检测鉴定、工业建筑检测鉴定、玻璃幕墙检测、桥梁检测、工程检测、监测钢结构工程检测、焊接工艺评定、产品失效分析、热像检测、建筑物振动检测、地下管网检测鉴定、工业设备可靠性鉴定  



 

　　本文结合工程实例，通过对某层混凝土框架结构厂房裂缝进行的现场勘查与检测，分析了其形成的原因，确定了其危害程度，给出了鉴定结论，并提出了相应的处理措施。

　　1工程概况

　　某厂房为4 层混凝土框架结构，“L” 形不规则平面，现浇混凝土楼面，南北、东西柱间距均为10 m，梁、板、柱混凝土设计强度为C25，总建筑面积约为7 600 m2，基础为柱下独立基础，基础埋深-2.0 m。结构平面详见图1 所示。该工程建成于2007 年，在使用过程中发现楼板、混凝土梁出现大范围、不同程度的裂缝，为避免发生安全事故，了解该结构的安全性能，受业主委托，检测部门对该工程裂缝进行了检测。

　　图1 结构平面布置示意图

　　2现场勘查与检测

　　该工程资料匮乏， 业主无法提供完整的设计施工图纸(仅提供部分图纸资料)、地质勘察报告、设计变更、施工及验收资料以及其它施工记录，通过现场勘查，走访相关施工人员，对厂房进行了全面的勘察和检测(包括对裂缝进行了全面的普查及检测;对结构进行了整体倾斜测量：混凝土强度测试、混凝土构件的钢筋数量、保护层厚度等;核对构件截面尺寸，并对多处混凝土构件钢筋进行开凿验证;采用钻孔及钻芯相结合的方法对楼板的厚度进行了测量)。

　　2.1 平面布置及构造配筋检测

　　通过留存的部分资料显示，该工程套用其它工程图纸，原设计为50 m×50 m 方形平面，轴间距为8.0 m，施工方私自变更为“L”形平面，轴间距变更为10.0 m，但构造措施、截面尺寸及配筋不变。通过HILITPS200 钢筋位置测定仪及开凿验证的方法，测定检查配筋数量、钢筋直径以及保护层厚度。纵向受力钢筋直径、数量均与图纸致;板负弯矩钢筋保护层厚度为24 mm～44 mm，超国家规范[1]限值。抽测梁柱端部节点、梁与梁相交节点处箍筋未加密或加密区长度严

　　重不符合规范要求。

　　2.2 基础检测

　　现场对局部基础进行了开挖， 该工程混凝土柱采用柱下独立基础，截面尺寸均与原设计致。整体结构没有明显的沉降裂缝和倾斜， 现场状况良好， 整体倾斜允许值满足《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002 的相关要求。

　　2.3 裂缝检测

　　该工程混凝土裂缝主要集中于框架梁、混凝土楼板，且开裂严重，框架柱未见存在明显裂缝。板裂缝主要形式为①45°楼板斜裂缝;②混凝土楼板与梁交接处，分布于梁两侧，平行于梁跨度方向直裂缝; ③距离混凝土梁0.65 m～1.2 m范围内或位于楼板跨中，平行于混凝土梁跨度方向直裂缝。现场对局部楼板钻孔、表面粉刷层凿除发现，多数混凝土楼板板面存在裂缝，局部裂缝贯穿，裂缝宽度约0.2 mm～1.0 mm之间。2～4 层多数框架梁存在斜向裂缝，中间宽，两头细，呈枣核形，主要集中于梁柱端部节点、梁与梁相交节点附近。局部框架梁斜裂缝两侧对称分布，斜裂缝宽度为0.18 mm～0.9 mm。楼面梁裂缝形态图2～图3 所示，局部构件裂缝实景详见图4～图6 所示。

　　图2 楼面梁裂缝形态示意图示例(2 层框架梁5/A-C)

　　图3 楼面梁裂缝形态示意图示例(2 层框架梁4-5/(1/A))

　　(a)楼面梁裂缝实景 (b)楼面梁裂缝实景二

　　图4 楼面梁裂缝

　　(a)楼面板裂缝实景(b)楼面板裂缝实景二

　　图5 楼面板裂缝

　　(a)楼板裂缝处芯样实景 (b)楼板裂缝处芯样实景二

　　图6 楼板裂缝处芯样

　　2.4 混凝土强度检测

　　按照现行国家有关标准[2]，对主体结构混凝土强度采用钻孔取芯法进行强度检测，分别于框架柱、梁、板钻取了24颗混凝土芯样。混凝土芯样中含沙量较大，骨料以大粒径石子为主，不含钢筋，外观质量较差，高径比于0.99～1.03 之间。所取混凝土芯样在室内自然干燥3 d 后，根据规范要求对芯样进行加工，对混凝土芯样进行抗压强度试验，混凝土强度推定值见表1。

　　表1混凝土强度推定结果/MPa

　　试验结果显示混凝土强度普遍较低，离散性大，均未达到原有设计强度C25 的要求，实测混凝土强度为C13～C20之间。

　　2.5 楼板厚度检测

　　楼板浇筑质量较差，厚薄不均，且差异明显,楼板厚度薄处90 mm，厚处为110 mm(设计值为110 mm),平均厚度为108 mm。

　　3结构承载力计算

　　根据国家相关规范[1][3][4]， 采用中国建筑科学研究院SATWE8 结构软件对厂房上部结构进行荷载组合下验算，未考虑地震作用， 雪荷载取0.4 kN/m2, 活荷载取值为4.0 kN/m2,混凝土梁、柱截面尺寸按实测值，楼板按平均厚度108 mm 考虑， 混凝土构件抗压强度标准值取fcu,k=15 MPa，计算结果显示，1～3 层框架柱、2、3 层框架梁以及楼面板均存在承载力不足。各层结构构件抗力与荷载效应比小于0.95，百分比统计见表2 所示。

　　表2结构构件抗力与荷载效应比统计

　　4鉴定结论

　　根据检测结果， 梁构件裂缝为构件承载力不足引起的裂缝;楼板支座处负弯矩承载力不足，裂缝宽度超规范允许值(允许裂缝大宽度≤0.3 mm)，已影响使用功能，必须对裂缝采取处理措施。

　　根据检测结果和计算符合， 混凝土强度远低于规范及设计要求，构件配筋严重不足，多数构件的抗弯、抗剪承载力严重不足，构造措施不完备，存在安全隐患，须进行加固处理方可保证结构安全使用。

　　5裂缝原因分析

　　综上所述，通过数据的分析、整理，裂缝产生的原因有如下几点：

　　(1)楼板①型板角斜裂缝产生原因：方面由于斜裂缝处负弯矩钢筋施工时被踩踏， 不能使钢筋按原有设计发挥作用，起不到应有的限制作用;另方面，混凝土抗拉强度偏低，楼板厚度厚薄不均匀，楼板混凝土的自由收缩受到周边框架的约束， 板角区域出现了超过混凝土抗拉强度的主拉应力，并达到混凝土极限拉应变值。

　　(2)楼板②、③型沿梁裂缝产生原因主要是施工组织不当，使原设计的负弯矩筋压卧，楼板支座处截面有效高度降低。负弯矩钢筋不能承担楼板支座处负弯矩的作用，外加混凝土墙强度偏低，抗拉强度较差，由于混凝土收缩变形，相应部位产生的主拉应力的合力超过混凝土抗拉强度， 从而使楼板支座处产生裂缝。

　　(3)框架梁的裂缝产生的主要原因为混凝土强度低，配筋不足、构造措施不完善等。

　　6加固处理措施

　　由于梁板均存在受力裂缝，影响结构安全，本工程若想继续使用，梁、板、柱作为主要受力构件，故应对其进行全方位的加固处理。考虑到该工程实际混凝土强度偏低，柱轴压比不足，梁主筋及箍筋配筋不足，采用以下方法进行加固：对混凝土柱采用扩大截面法进行加固; 采用槽钢和钢筋将现有框架梁截面高度适当增大，且对裂缝进行封闭处理;采用叠合板加固法对楼板进行加固。

　　6.1 柱加固

　　根据1、2、3 层框架柱承载力不足的情况， 设计时充分考虑新增部分与原构件应变滞后问题， 保证结构新旧混凝土协同工作。经计算，对框架柱增设12Ф25 配筋，四周外包80 mm 厚C25 细石混凝土套进行加固， 并设Ф10@100 封闭箍筋，如图7 所示。

　　图7 混凝土柱加固示意图

　　施工时清除混凝土柱表层缺陷部分直至混凝土密实部位， 将构件表面凿毛或每隔10 cm 凿打深度不小于6 mm的沟槽，被包部分的角部应倒角，除去浮渣、尘土，并清洗干净， 在浇筑混凝土前， 结合面应以水泥浆等界面剂进行处理。对原有和新增受力钢筋进行除锈，在受力钢筋上施焊前应采取卸荷或支顶处理，并逐根分区、分段、分层施焊，纵向受力加固钢筋下端应伸至基础并满足锚固要求， 上端应穿过楼板与上柱脚连接。

　　6.2 梁和楼板的加固

　　混凝土主梁采用钢筋吊接槽钢的方法进行加固，将[28用10mm 厚钢板焊接成方形，再用Φ20@150 钢筋吊筋于梁下，负弯矩部位采用厚度8 mm，宽度为200mm 的钢板，增大梁的承载力; 次梁外粘贴型钢的加固法，梁底采用2L50×5 角钢，再用Φ16@250 钢筋吊筋于梁下，增大次梁的承载力;楼板采用叠合板加固法，叠合浇筑厚度为60mm 细石混凝土，双向配置Φ8@200 钢筋网。

　　(a)主梁(b) 次梁

　　图8 混凝土梁加固示意图

　　施工时必须牢固地支撑楼板以确保安全， 凿除其表面的砂浆找平层并露出基面，用钢丝刷和清水冲刷干净后，铺上钢筋网和浇筑混凝土，浇筑前涂层水泥浆，以保证新旧混凝土良好结合，模板搭设、钢筋安置以及新混凝土的浇筑和养护，应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002 的要求。

　　7工程质量控制的进步思考

　　虽然国家出台了系列的法规、规范、规程，监督体制日趋完善，但是工程质量事故仍然屡见不鲜，既对人民的生命财产安全产生威胁，又浪费大量的人力、物力、财力，这就引起我们对建设工程领域的管理进步思考。而本工程的质量问题主要有如下几方面原因：

　　(1)施工原因

　　施工队伍素质低、业务水平低下;严重偷工减料，建筑工程施工管理混乱、技术力量缺乏;在施工技术、施工工艺等方面，整体水平差，不按图施工，任意更改图纸设计，不按施工规范设计，随意套用图纸资料，借图使用，擅自更改，尤其使用的乡镇施工队伍，建筑知识匮乏，安全意识淡薄，施工粗糙，如施工单位对梁板柱箍筋的任意设置，数量间距、混凝土强度等级均未达到设计要求， 致使承重构件产生大范围裂缝，造成工程质量隐患。

　　(2)监管单位缺失

　　本工程处于市郊，开工建设程序不规范，忽视相应的建筑法规及相关程序，不按程序办事;监理单位职能缺失，城建主管部门对乡镇、市郊建设监管不严，监管不到位，日常管理没有形成规范的建筑市场行为。

　　(3)建设单位原因

　　建设单位(甲方)的因素也是造成建筑工程质量事故的重要原因之，在工程招投标时，不按法律法规程序，缺乏规范，低价选标，流投标队伍，三流施工单位。再压低承包价格，为节约资金、减少投资，省设计费用、勘察费用，默认施工单位的不规范行为，为工程质量留下隐患。

　　8结语

　　在市场经济条件下，工程质量受到多重因素、多方面的影响，工程质量事关人民的生命、财产安全，系统有效的解决工程质量质量频发的问题，需要从多方面、多渠道入手，形成完整的设计、施工、验收多个程序，建设工程中需要监管部门有效监督，使建设工程领域规范化、程序化。