程建明 (安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院結(jié)構(gòu)一所,安徽 合肥 230031)
現(xiàn)澆板裂縫屬于住宅工程質(zhì)量通病和現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量缺陷的一種,住宅工程質(zhì)量通病指住宅工程完工后易發(fā)生的,常見(jiàn)的,影響使用功能及外觀質(zhì)量的缺陷。鋼框架結(jié)構(gòu)因其結(jié)構(gòu)體系特點(diǎn),現(xiàn)澆板開(kāi)裂的分布特征與其它混凝土結(jié)構(gòu)有所不同,裂縫開(kāi)展數(shù)量多,寬度大,引起業(yè)主對(duì)房屋質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全的擔(dān)憂。筆者以某產(chǎn)生現(xiàn)澆板裂縫的鋼框架結(jié)構(gòu)高層住宅為案例,根據(jù)施工質(zhì)量抽檢結(jié)果、裂縫分布及特征以及結(jié)構(gòu)復(fù)核驗(yàn)算結(jié)果,綜合分析開(kāi)裂原因,并提出可靠處理方案。
該工程設(shè)計(jì)為地下一層,地上十八層鋼框架結(jié)構(gòu),主要豎向承重構(gòu)件為鋼柱、鋼梁,現(xiàn)澆板支承于鋼梁上方,現(xiàn)澆板底面與鋼梁上翼緣相交,梁、板之間連接處設(shè)置有栓釘。同一層現(xiàn)澆板均為同批澆筑,未設(shè)置后澆帶,整個(gè)樓層現(xiàn)澆板可視為一塊整板。該樓3~18層為標(biāo)準(zhǔn)層,東西向軸線尺寸為42.2m,南北向軸線尺寸為14.9m,基本呈矩形。標(biāo)準(zhǔn)層現(xiàn)澆板結(jié)構(gòu)形式相同,除陽(yáng)臺(tái)、廚衛(wèi)等位置外,其余現(xiàn)澆板設(shè)計(jì)厚度均為120㎜,混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級(jí)均為C30。實(shí)際施工過(guò)程中現(xiàn)澆板鋼筋為雙層雙向,東、西兩端邊跨位置板鋼筋較中部位置有加密。
經(jīng)普查:抽檢的四、七、十、十一層頂現(xiàn)澆板均有裂縫產(chǎn)生,且裂縫數(shù)量較多,分布區(qū)域較廣?,F(xiàn)澆板裂縫分布在現(xiàn)澆板跨中、近跨中、支座及建筑物陽(yáng)角等部位,按裂縫分布位置及特征可分為以下4類(lèi)。
第一類(lèi)裂縫位于跨中或近跨中部位,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及對(duì)照設(shè)計(jì)圖紙,基本沿預(yù)埋線管直向或斜向開(kāi)展。該類(lèi)裂縫長(zhǎng)度較長(zhǎng),局部位置縫寬較大,基本上下對(duì)稱(chēng)貫穿,測(cè)得板底面結(jié)構(gòu)層最大縫寬約為0.80mm,板面結(jié)構(gòu)層最大縫寬約為0.90mm。
第二類(lèi)裂縫為無(wú)規(guī)則裂縫,在板底和板面的各個(gè)部位均有分布,多為順?shù)摻罘较蛑绷鸭y。該類(lèi)裂縫長(zhǎng)短不一,分布沒(méi)有規(guī)律,已基本貫穿,測(cè)得板底面結(jié)構(gòu)層最大縫寬約為0.40㎜,板面結(jié)構(gòu)層最大縫寬約為0.70㎜。
第三類(lèi)裂縫位于建筑物陽(yáng)角部位現(xiàn)澆板的拐角,與縱橫向梁軸線呈約45°斜向分布。裂縫上下對(duì)稱(chēng)貫穿,測(cè)得板底面結(jié)構(gòu)層最大縫寬約為0.26㎜,板面結(jié)構(gòu)層最大縫寬約為0.30㎜。
第四類(lèi)裂縫位于現(xiàn)澆板支座部位,與梁軸線邊緣平行呈直向開(kāi)展。該類(lèi)裂縫長(zhǎng)度較長(zhǎng),寬度較大,已基本貫穿,測(cè)得板底面結(jié)構(gòu)層最大縫寬約為0.80mm,板面結(jié)構(gòu)層最大縫寬約為1.20mm。該類(lèi)裂縫特征與常規(guī)的框架結(jié)構(gòu)相同位置出現(xiàn)的裂縫有較大不同,為鋼框架結(jié)構(gòu)所獨(dú)有??蚣芙Y(jié)構(gòu)等常規(guī)結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆板支座部位裂縫一般僅在板面分布,不貫穿,主要與負(fù)筋位置下移有關(guān)。
抽檢現(xiàn)澆板芯樣試件混凝土抗壓強(qiáng)度、板厚及正、負(fù)彎矩鋼筋間距基本符合規(guī)范要求,但部分板面鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)點(diǎn)偏大,超出規(guī)范允許偏差要求。鉆芯檢測(cè)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)澆板面浮漿較厚,混凝土粗骨料較少。
依據(jù)本工程設(shè)計(jì)圖紙結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果經(jīng)結(jié)構(gòu)復(fù)核驗(yàn)算,得出在不考慮現(xiàn)澆板裂縫情況下,抽檢的樓層現(xiàn)澆板承載力符合規(guī)范要求。
根據(jù)被測(cè)樓層現(xiàn)澆板裂縫分布特征、本工程設(shè)計(jì)圖紙以及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和結(jié)構(gòu)驗(yàn)算結(jié)果綜合分析如下。
第一類(lèi)為板跨中或近跨中部位裂縫,主要由于混凝土收縮應(yīng)力引起,預(yù)埋線管削弱板截面對(duì)裂縫開(kāi)展起不利影響。
第二類(lèi)為不規(guī)則裂縫,主要由于混凝土早期塑性沉縮引起,與混凝土水灰比較大、施工養(yǎng)護(hù)不到位等因素有關(guān)。
第三類(lèi)為板角部斜裂縫,主要由于溫度應(yīng)力作用引起。
第四類(lèi)為支座部位裂縫,主要由于混凝土收縮和溫度應(yīng)力共同作用引起,與兩種不同材料(鋼板和混凝土)變形不協(xié)調(diào)、施工養(yǎng)護(hù)不到位、部分負(fù)筋保護(hù)層偏大、板面粗骨料偏少、梁支座位置管線較多等因素有關(guān)。
由于上述現(xiàn)澆板部分裂縫開(kāi)展寬度已超出GB 50292-2015標(biāo)準(zhǔn)允許限值,削弱了現(xiàn)澆板承載能力,且對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性和使用有較大影響,應(yīng)進(jìn)行可靠處理。
原設(shè)計(jì)單位根據(jù)檢測(cè)鑒定結(jié)論經(jīng)結(jié)構(gòu)復(fù)算后提出以下裂縫處理意見(jiàn)。
①裂縫寬度不大于0.3mm的部位:對(duì)板面裂縫,將裂縫表面清理干凈后,采用封閉膠將裂縫封閉;對(duì)板底通長(zhǎng)裂縫,將裂縫表面打磨清理干凈后,采用粘貼碳纖維布的方法處理。
②裂縫寬度大于0.3mm的部位:對(duì)板面裂縫,將裂縫表面清理干凈后,采用低壓注漿法充填封閉裂縫;對(duì)板底裂縫,將裂縫表面打磨清理干凈后,采用粘貼碳纖維布的方法處理。
③所有樓面板的板面清理干凈后,滿鋪C4@150鋼絲網(wǎng),用C25細(xì)石混凝土做30mm厚面層,替換原設(shè)計(jì)30mm厚C20細(xì)石素混凝土面層。
④板支座處裂縫處理:裂縫寬度不大于0.3mm的部位,將板面裂縫表面清理干凈后,采用封閉膠將裂縫封閉。裂縫寬度大于0.3mm的部位,將板面裂縫表面清理干凈后,采用低壓注漿法充填封閉裂縫。
鋼框架結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆板因其與鋼梁鋼柱連接特點(diǎn),兩種建筑材料(鋼板和混凝土)變形不協(xié)調(diào),支座部位容易產(chǎn)生貫穿性裂縫,其他類(lèi)裂縫雖然與普通混凝土現(xiàn)澆板裂縫類(lèi)似,但裂縫的開(kāi)展數(shù)量多、寬度大,部分裂縫開(kāi)展寬度已超出GB 50292-2015標(biāo)準(zhǔn)允許限值,削弱了現(xiàn)澆板承載能力,且對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性和使用有較大影響,需進(jìn)行灌漿和粘貼碳纖維布處理,另外考慮裂縫數(shù)量較多,板面澆筑C25細(xì)石混凝土層(內(nèi)置鋼絲網(wǎng)片)代替原設(shè)計(jì)找平層。
建筑工程質(zhì)量監(jiān)管中應(yīng)著眼于貫徹預(yù)防為主的原則,完善設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造措施及加強(qiáng)施工等方面的管理,使結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫或盡量減少裂縫數(shù)量和寬度。隨著鋼框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和推廣,今后準(zhǔn)備從以下幾個(gè)方面做深入研究,提出控制裂縫的措施,給設(shè)計(jì)提供依據(jù);改善并優(yōu)化當(dāng)前梁-板、柱-板節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案,預(yù)防施工質(zhì)量通病,用以指導(dǎo)后續(xù)工程。具體方案如下:
①根據(jù)被測(cè)現(xiàn)澆板裂縫分布特征、該工程設(shè)計(jì)圖紙以及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和結(jié)構(gòu)驗(yàn)算、有限元分析結(jié)果綜合分析,對(duì)現(xiàn)澆板裂縫成因進(jìn)行分析并評(píng)價(jià)其影響;
②根據(jù)現(xiàn)澆板裂縫成因分析及其對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性評(píng)價(jià)結(jié)果,針對(duì)已建主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象的現(xiàn)澆板構(gòu)件,綜合考慮可靠性、經(jīng)濟(jì)性、方便作業(yè)等,提出控制裂縫的措施,給設(shè)計(jì)提供依據(jù);
③為保障后續(xù)待建主體結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量,控制、降低出現(xiàn)裂縫的風(fēng)險(xiǎn),根據(jù)現(xiàn)澆板裂縫成因分析,及時(shí)調(diào)整當(dāng)前梁-板、柱-板節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案,優(yōu)化施工工藝,保障同類(lèi)工程的順利完成;
④基于優(yōu)化后的梁-板、柱-板節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案,形成相關(guān)施工工法和技術(shù)專(zhuān)利,推廣后用以指導(dǎo)后續(xù)工程。