0 引言

隨著人們生活水平的提高，相較以往更加重視住房的安全性，混凝土樓板開(kāi)裂現(xiàn)象常常引起使用者對(duì)結(jié)構(gòu)安全的擔(dān)憂(yōu)，甚至引起使用者與建設(shè)者的糾紛。常見(jiàn)的混凝土樓板裂縫按形狀劃分主要有：①板角斜裂縫，常見(jiàn)于墻板交界；②縱橫向裂縫，此裂縫常出現(xiàn)在板跨中、支座及管線(xiàn)暗埋處，呈直線(xiàn)或折線(xiàn)狀；③不規(guī)則裂縫，沿板面或板底不規(guī)則出現(xiàn)，一般呈網(wǎng)狀、散狀或龜裂狀。按照裂縫的成因劃分主要包括：結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫，結(jié)構(gòu)性裂縫即由外荷載作用引起的裂縫；非結(jié)構(gòu)性裂縫即由變形引起的裂縫，是檢測(cè)中常見(jiàn)的裂縫，包括收縮裂縫、溫度裂縫、沉降裂縫、施工不當(dāng)造成的裂縫等。不同類(lèi)型裂縫的成因不同，對(duì)樓板安全性的影響不同。基于此，如何科學(xué)而公正地評(píng)定開(kāi)裂現(xiàn)澆樓板的安全性顯得尤為重要。

1 樓板質(zhì)量檢測(cè)

1.1 初步調(diào)查

初步調(diào)查一般包含以下內(nèi)容：①查閱圖紙資料：施工圖、竣工圖、竣工質(zhì)檢及隱蔽工程驗(yàn)收記錄的驗(yàn)收文件，歷次加固改造圖紙；②查詢(xún)建筑物歷史；③現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查：核對(duì)建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，調(diào)查建筑物實(shí)際使用條件和內(nèi)外環(huán)境等；④制定檢測(cè)方案：在充分了解委托方的委托目的后，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的條件，針對(duì)性地制定現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方案，方案須包含檢測(cè)參數(shù)、檢測(cè)方法、抽樣方法以及需由委托方完成的前期準(zhǔn)備工作。

1.2 混凝土強(qiáng)度檢測(cè)

1.2.1 常用檢測(cè)方法①回彈法：回彈法是一種非破損的無(wú)損檢測(cè)方法。其工作原理為利用混凝土表面硬度與混凝土強(qiáng)度的相關(guān)關(guān)系，通過(guò)回彈儀測(cè)定混凝土表面硬度，從而間接地測(cè)試混凝土強(qiáng)度?；貜椃ㄒ蚱涑杀镜汀⑿矢?、非破損、操作簡(jiǎn)單，在工程檢測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用。②鉆芯法：鉆芯法是直接從結(jié)構(gòu)構(gòu)件上取樣，并根據(jù)芯樣的抗壓強(qiáng)度推定構(gòu)件強(qiáng)度的一種半破損檢測(cè)方法，其檢測(cè)結(jié)果直觀、可靠，具有可以觀察混凝土內(nèi)部質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)。但其設(shè)備操作復(fù)雜，對(duì)結(jié)構(gòu)有一定的損傷，使得其應(yīng)用受到一定限制。③鉆芯-回彈綜合法：鉆芯回彈綜合法結(jié)合了非破損的回彈法及半破損的鉆芯法優(yōu)點(diǎn)，利用芯樣強(qiáng)度換算值修正測(cè)區(qū)回彈值，是一種既反映混凝土表面質(zhì)量又反應(yīng)混凝土內(nèi)部質(zhì)量的一種綜合方法。

1.2.2 檢測(cè)方法適用性討論 對(duì)樓板強(qiáng)度的檢測(cè)目前工程上以回彈法為主，但其作為評(píng)定樓板強(qiáng)度的準(zhǔn)確性還值得商榷。①對(duì)于泵送的現(xiàn)澆板，由于澆筑面的表面和底面性能相差較大，不宜直接用回彈法，且隨著高效減水劑的使用，造成混凝土表面硬度降低，直接采取回彈法會(huì)導(dǎo)致較大的誤差甚至誤判。②回彈法適用齡期為（14~1000）d，但實(shí)際工程檢測(cè)中，特別是加固改造項(xiàng)目混凝土齡期往往已遠(yuǎn)超過(guò)1000d，雖《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB50292-2015中制定了“老齡混凝土回彈值齡期修正的規(guī)定”，但某些檢測(cè)項(xiàng)目不能確定修建時(shí)間甚至修建年代，為老齡期混凝土推定強(qiáng)度留下了較大的不確定因素。③回彈法的準(zhǔn)確性與采用的測(cè)強(qiáng)曲線(xiàn)有很大的關(guān)系，不同地區(qū)、不同年代應(yīng)具有相適應(yīng)的專(zhuān)用測(cè)強(qiáng)曲線(xiàn)，但遺憾的是大多數(shù)地區(qū)并未制定地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線(xiàn)，導(dǎo)致采用統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線(xiàn)作為回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的依據(jù)，顯然有失準(zhǔn)確性。

鉆芯-回彈綜合法是一種既反映混凝土表面質(zhì)量又反應(yīng)混凝土內(nèi)部質(zhì)量的一種綜合方法，在樓板混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)中，沒(méi)有以上回彈法應(yīng)用的限制，且相較于取芯法而言，取芯量較小，應(yīng)在樓板混凝土強(qiáng)度檢測(cè)中進(jìn)行積極推廣應(yīng)用，另外考慮到樓板厚度較薄，芯樣可采取直徑75mm的小芯樣。

1.3 樓板鋼筋配置及保護(hù)層厚度檢測(cè)

鋼筋混凝土樓板承載力評(píng)定中，除樓板厚度外，鋼筋配置情況（含鋼筋規(guī)格、鋼筋間距、鋼筋保護(hù)層厚度）對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力具有決定意義。

①鋼筋直徑：混凝土樓板中鋼筋直徑常采用原位實(shí)測(cè)法檢測(cè)，其測(cè)試步驟為采用鋼筋探測(cè)儀確定待檢測(cè)鋼筋位置，剔除混凝土保護(hù)層，露出鋼筋，采用游標(biāo)卡尺測(cè)量鋼筋直徑，測(cè)量精確至0.1mm。②鋼筋間距：樓板類(lèi)鋼筋間距采用鋼筋探測(cè)儀測(cè)定，且樓板每個(gè)方向基本采用等間距布置，因此鋼筋平均間距客觀反應(yīng)了鋼筋數(shù)量，其測(cè)試步驟為隨機(jī)在構(gòu)件上選擇測(cè)試部位（測(cè)試部位應(yīng)清潔、平整），然后每個(gè)測(cè)試部位連續(xù)檢出7根鋼筋，確定鋼筋的平均間距，以均值作為鋼筋檢測(cè)的測(cè)試結(jié)果。③鋼筋保護(hù)層厚度：保護(hù)層厚度采用鋼筋探測(cè)儀測(cè)定，并通過(guò)剔鑿原位檢測(cè)法進(jìn)行驗(yàn)證。需要說(shuō)明的是，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)人員為快速檢測(cè)，常以上一樓層對(duì)應(yīng)部位梁邊為基準(zhǔn)，退后50cm作為檢測(cè)測(cè)試部位，對(duì)于支座負(fù)筋采用分離式配筋的小直徑鋼筋，此測(cè)試方法將使得保護(hù)層厚度測(cè)試值較承載力評(píng)定真實(shí)值偏大。一是由于小直徑鋼筋較軟，易由于踩踏變形，導(dǎo)致保護(hù)層厚度變大，由于支座梁鋼筋骨架的約束，越靠近梁邊，踩踏變形越??；二是對(duì)于兩端固定的3.6m常規(guī)跨度樓板而言，梁邊退后50cm處的彎矩僅為支座彎矩的30%左右，顯然不是受力控制截面。綜上，筆者建議保護(hù)層的測(cè)定應(yīng)靠近梁邊。

1.4 樓板厚度與撓度檢測(cè)

1.4.1 樓板厚度 樓板厚度采用鉆芯法（直接法）或樓板測(cè)厚儀（間接法）測(cè)定，對(duì)于懸挑板，取距離支座0.1m處，沿寬度方向取包含中心位置在內(nèi)的隨機(jī)3個(gè)點(diǎn)為厚度平均值，對(duì)于其他樓板，在同一對(duì)角線(xiàn)上量測(cè)中間及距離兩端各0.1m處，取3點(diǎn)平均值。對(duì)于板、墻類(lèi)構(gòu)件，其截面尺寸通常較薄，幾何參數(shù)的變異性對(duì)構(gòu)件抗力的影響較大，建議采用實(shí)測(cè)樓板厚度對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載力復(fù)核驗(yàn)算。

1.4.2 樓板撓度 樓板裂縫反應(yīng)了樓板局部工作狀態(tài)，樓板若大量開(kāi)裂，將可能影響樓板的整體剛度，降低抵抗變形的能力，而通過(guò)撓度的檢測(cè)可以一定程度上反應(yīng)裂縫是否對(duì)樓板整體工作狀態(tài)產(chǎn)生影響。撓度可采用水準(zhǔn)儀或者拉線(xiàn)的方法進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)應(yīng)提供跨中最大撓度值及受檢構(gòu)件的計(jì)算跨度。

1.5 裂縫檢查

混凝土樓板裂縫通常檢查以下幾個(gè)方面：①裂縫位置及裂縫分布：對(duì)樓板表面裂縫現(xiàn)狀情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，記錄裂縫的形態(tài)、條數(shù)、長(zhǎng)度和走向，并繪制裂縫分布圖，需要注意的是要區(qū)分裂縫的形狀，如是否一端寬一端細(xì)，或者兩端細(xì)中間寬等。②裂縫寬度：裂縫寬度主要檢查具有代表性，與裂縫方向垂直的縫寬，常采用的工具為裂縫測(cè)寬儀。③裂縫深度：主要區(qū)分淺表裂縫、保護(hù)層裂縫、較深裂縫或者貫通裂縫，深度檢測(cè)的技術(shù)有：鉆芯法、超聲波法、水浸法（僅適用于貫通裂縫）等。④開(kāi)裂時(shí)間、裂縫發(fā)展與變化：通過(guò)咨詢(xún)相關(guān)人員或者查看影像資料獲取。

2 承載力分析

2.1 彈性分析方法

彈性分析方法是最基本、最成熟的結(jié)構(gòu)分析方法，也是目前設(shè)計(jì)院廣泛采用的一種分析方法，實(shí)際上它是將樓板視為完全彈性的材料，認(rèn)為樓板中某個(gè)截面破壞即宣告承載力失效，忽略了樓板開(kāi)裂后的塑性性能，因此與實(shí)際受力情況出入較大，有時(shí)顯得過(guò)于保守。筆者經(jīng)歷的大量的檢測(cè)工程案例驗(yàn)證，彈性分析承載力不足的樓板，往往荷載試驗(yàn)驗(yàn)證后能夠滿(mǎn)足承載力要求。因此對(duì)于既有樓板而言，若僅依據(jù)彈性分析這種偏于嚴(yán)格的評(píng)定方法，大量既有結(jié)構(gòu)將面臨加固或拆除，造成不必要的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。

2.2 塑性?xún)?nèi)力重分布分析方法

塑性?xún)?nèi)力重分布法是在彈性分析的基礎(chǔ)上，對(duì)樓板支座截面進(jìn)行調(diào)幅，降低支座彎矩，增大樓板跨中彎矩，充分挖掘樓板的承載能力，但此法本質(zhì)上仍屬于彈性分析的范疇，構(gòu)件所承擔(dān)的總內(nèi)力不變，僅僅是內(nèi)力的分布發(fā)生變化。對(duì)于雙向板，支座調(diào)幅系數(shù)較難確定，因此應(yīng)用起來(lái)存在一定困難。

2.3 塑性極限分析方法

與彈性分析方法以個(gè)別截面屈服作為承載力極限不同，塑性極限法是以一系列截面屈服，最終形成機(jī)構(gòu)，不能再承受荷載作為承載力極限，因此也稱(chēng)為上限解。塑性極限法充分發(fā)揮了混凝土超靜定的承載潛力，使得設(shè)計(jì)更加經(jīng)濟(jì)、合理，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益，因此也被多數(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件所采納。塑性極限法看似是一種“非保守”的設(shè)計(jì)方法，得到的是樓板的極限承載力，但是對(duì)于既有樓板而言，由于受到周邊梁、墻的水平約束，將產(chǎn)生薄膜效應(yīng)，使得樓板的實(shí)際極限承載力遠(yuǎn)大于未考慮薄膜效應(yīng)的極限承載力，大量工程實(shí)驗(yàn)表明，采用塑性極限分析計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值吻合度較好。

2.4 試驗(yàn)分析方法（荷載試驗(yàn)）

荷載試驗(yàn)作為一種有效評(píng)估混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的方法，越來(lái)越得到委托人與鑒定人員的認(rèn)可，常被作為承載力計(jì)算分析法的“仲裁”，另外對(duì)于開(kāi)裂混凝土樓板，雖可通過(guò)測(cè)試撓度等方法近似分析損傷對(duì)樓板承載力的影響，但很難定量描述，因此荷載試驗(yàn)分析法在存在質(zhì)量糾紛的樓板鑒定工程項(xiàng)目中顯得極具必要性。此外相對(duì)于驗(yàn)算分析方法而言，荷載試驗(yàn)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)真實(shí)情況檢驗(yàn)，沒(méi)有計(jì)算分析方法中關(guān)于預(yù)設(shè)計(jì)算模式，邊界條件的假定，是結(jié)構(gòu)的真實(shí)反映。

3 開(kāi)裂樓板檢測(cè)評(píng)定程序

通過(guò)大量實(shí)際工程案例的檢驗(yàn)以及樓板開(kāi)裂事故的處理，總結(jié)歸納了一套既有開(kāi)裂樓板承載力評(píng)定的一套程序。初步調(diào)查→確定鑒定目的、內(nèi)容及范圍→樓板質(zhì)量參數(shù)檢測(cè)（混凝土強(qiáng)度、鋼筋配置、樓板厚度）→裂縫檢測(cè)→樓板撓度檢測(cè)→彈性計(jì)算分析（彈性計(jì)算分析滿(mǎn)足承載力要求，則承載力評(píng)定合格，否則進(jìn)入下一步）→塑性分析（塑性分析不滿(mǎn)足，則承載力評(píng)定不合格，若塑性分析滿(mǎn)足且撓度無(wú)異常，則承載力評(píng)定合格，若撓度異?；蛘叽嬖谫|(zhì)量爭(zhēng)議、仲裁，則進(jìn)入下一步）→荷載試驗(yàn)：如無(wú)明顯破壞跡象，且實(shí)測(cè)撓度滿(mǎn)足要求，承載力評(píng)定合格，否則不合格。

4 工程案例

某工程1號(hào)廠(chǎng)房為5層混凝土框架結(jié)構(gòu)，于2018年7月開(kāi)工建設(shè)，2019年8月主體完工，尚未進(jìn)行二次結(jié)構(gòu)的施工，例行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)共63塊板存在不同程度的開(kāi)裂現(xiàn)象，由于存在施工質(zhì)量爭(zhēng)議，建設(shè)方不予以驗(yàn)收，故2019年9月施工方單方委托對(duì)開(kāi)裂樓板進(jìn)行安全性鑒定。

4.1 初步調(diào)查

查閱原材質(zhì)檢報(bào)告，未見(jiàn)異常；樓板厚度均為120mm，采用分離式配筋，分布鋼筋采用A6@155，樓面活荷載為2.5kN/m；設(shè)置了一道后澆帶，目前尚未施工圍護(hù)墻體。

4.2 樓板質(zhì)量參數(shù)檢測(cè)

①結(jié)構(gòu)布置復(fù)核：按照竣工圖對(duì)建筑結(jié)構(gòu)平面布置進(jìn)行了復(fù)核，經(jīng)復(fù)核該結(jié)構(gòu)平面布置與原設(shè)計(jì)相符。②混凝土強(qiáng)度檢測(cè)：采用鉆芯-回彈綜合法對(duì)開(kāi)裂樓板混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行了檢測(cè)，開(kāi)裂樓板混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)強(qiáng)度C30的要求。③鋼筋直徑、間距檢測(cè)：采用鋼筋掃描儀對(duì)樓板鋼筋間距進(jìn)行了檢測(cè)，并按照規(guī)范對(duì)部分構(gòu)件進(jìn)行了局部剔鑿檢查，以驗(yàn)證鋼筋直徑。檢測(cè)結(jié)果表明：樓板鋼筋間距及直徑滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。④保護(hù)層厚度檢測(cè)：采用非破損的方式（鋼筋掃描儀）對(duì)保護(hù)層厚度進(jìn)行了檢測(cè)，并采用微破損的方式（局部剔鑿）進(jìn)行驗(yàn)證，樓板板面及板底保護(hù)層厚度均不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，板底平均保護(hù)層厚度為20.9mm，板面平均保護(hù)層厚度為34.8mm，較設(shè)計(jì)保護(hù)層厚度（15mm）偏厚。⑤樓板厚度檢測(cè)：采用樓板測(cè)厚儀對(duì)受檢樓板板厚進(jìn)行了檢測(cè)，并局部進(jìn)行了鉆芯驗(yàn)證，實(shí)測(cè)板厚平均值為132mm，較設(shè)計(jì)板厚偏厚（設(shè)計(jì)板厚120mm）。

4.3 樓板撓度檢測(cè)

采用精密電子水準(zhǔn)儀對(duì)受檢樓板撓度進(jìn)行了檢測(cè)，受檢樓板未見(jiàn)明顯異常變形，撓度測(cè)量結(jié)果滿(mǎn)足規(guī)范要求。

4.4 裂縫檢測(cè)

①樓板板底裂縫主要表現(xiàn)如下：1）沿著房屋短向直裂縫及斜裂縫，部分裂縫沿管線(xiàn)發(fā)展，大部分裂縫寬度為0.1~0.2mm，部分裂縫寬度達(dá)到0.2mm，裂縫長(zhǎng)度較長(zhǎng)，約7m左右；2）沿板角的斜裂縫，裂縫寬度較小，大多數(shù)寬度小于0.1mm；3）房屋底層裂縫發(fā)展最多，向上逐漸減少；4）采用浸水法檢測(cè)，鉆芯法驗(yàn)證，裂縫基本為貫通裂縫，二層裂縫分布見(jiàn)圖1。

圖1 二層裂縫分布圖

②主體結(jié)構(gòu)完工后未投入使用，樓面裝修層未施工，也未發(fā)現(xiàn)樓面有明顯超載、堆載現(xiàn)象，且房屋平面布置較長(zhǎng)（達(dá)68m），結(jié)合裂縫部位、性狀及形態(tài)分析，樓板裂縫主要為混凝土收縮、溫度變形裂縫。且由于設(shè)置管線(xiàn)、樓板板面支座鋼筋保護(hù)層厚度偏大，降低了混凝土抗裂性能，也加劇了裂縫的發(fā)展。

4.5 承載力驗(yàn)算

依據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)該板承載力進(jìn)行彈性分析，在設(shè)計(jì)荷載作用下，部分樓板板面實(shí)際配筋面積小于計(jì)算配筋，承載力計(jì)算結(jié)果不滿(mǎn)足規(guī)范關(guān)于彈性板的要求。

4.6 荷載試驗(yàn)（安全性檢驗(yàn)）

由于委托方和建設(shè)方關(guān)于工程質(zhì)量存在糾紛，委托方為解決爭(zhēng)議，未再進(jìn)行塑性分析，直接現(xiàn)場(chǎng)以板面支座保護(hù)層最大（即受力最不利）及裂縫部位對(duì)受力最不利的原則選取了三塊板進(jìn)行靜荷載試驗(yàn)。安全性檢驗(yàn)荷載為6.0kN/m，分4級(jí)加載，加載順序?yàn)椋?→1.5→3.0→4.5→6.0）kN/m進(jìn)行，并按照次序進(jìn)行卸載。整個(gè)加載過(guò)程樓板未見(jiàn)產(chǎn)生新裂縫，原有裂縫也未見(jiàn)發(fā)展，在外加荷載6.0kN/m作用下，板跨中撓度最大值為（0.845~1.570）mm，均小于驗(yàn)算撓度，卸載后撓度計(jì)讀數(shù)基本恢復(fù)到初始值，表明樓板仍處于彈性工作狀態(tài)，受檢樓板滿(mǎn)足承載力要求。

5 結(jié)語(yǔ)

在大量的工程檢測(cè)案例及裂縫事故處理案例的基礎(chǔ)上，提出了一套開(kāi)裂現(xiàn)澆混凝土樓板安全性評(píng)定的程序，并對(duì)檢測(cè)方法及承載力分析方法的適用性進(jìn)行了討論，提出了以下建議。①針對(duì)泵送混凝土樓板，特別是老齡期泵送混凝土樓板，應(yīng)采取鉆芯（75mm小芯樣）-回彈綜合法。②板面鋼筋混凝土保護(hù)層的測(cè)定應(yīng)盡量靠近支座。③樓板厚度通常較薄，幾何參數(shù)的變異性對(duì)構(gòu)件抗力的影響較大，建議采用實(shí)測(cè)樓板厚度對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載力復(fù)核驗(yàn)算。④僅依據(jù)彈性分析結(jié)果對(duì)樓板采取加固措施，與實(shí)際受力情況出入較大，有時(shí)顯得過(guò)于保守，還應(yīng)進(jìn)行塑性分析復(fù)核，必要時(shí)采用荷載試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。