結(jié)構(gòu)安全性鑒定與裂縫_

1、裂縫與結(jié)構(gòu)安全性鑒定摘要裂縫是建筑工程常見的質(zhì)量缺陷，為確保工程的安全，對(duì)裂縫的辨別、危害程度的確認(rèn)及事故的處理均首先涉及結(jié)構(gòu)安全性鑒定。本文從裂縫分析簡(jiǎn)述結(jié)構(gòu)鑒定的復(fù)雜性，討論鑒定中應(yīng)當(dāng)注意的技術(shù)細(xì)節(jié)，以期同行對(duì)結(jié)構(gòu)鑒定的規(guī)范化、程序化進(jìn)行深入思考。關(guān)鍵詞：安全性鑒定；裂縫；裂縫鑒定；檢測(cè)；結(jié)構(gòu)驗(yàn)算；混凝土品質(zhì)；質(zhì)量控制1前言安全性鑒定中的構(gòu)件通常都會(huì)出現(xiàn)裂縫，裂縫的檢查、檢測(cè)、性質(zhì)判斷以及裂縫的關(guān)聯(lián)性分析對(duì)結(jié)構(gòu)整體的安全性判斷起著至關(guān)重要的作用。裂縫的成因一般都會(huì)成為結(jié)構(gòu)質(zhì)量形成過程中的缺陷的重要依據(jù)。對(duì)裂縫的鑒定應(yīng)該成為一項(xiàng)規(guī)范性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)操作。2裂縫鑒定的一般程序2.1 普通檢測(cè)2.1

2、.1 現(xiàn)狀調(diào)查：裂縫的型式描述、寬度、長(zhǎng)度、在結(jié)構(gòu)中構(gòu)件上的分布、是否貫通（非貫通裂縫應(yīng)該分類調(diào)查裂縫的深度）、縫內(nèi)情況描述；2.1.2 裂縫表面情況描述、裂縫兩側(cè)是否有剝離情況；2.1.3 詳細(xì)調(diào)查各類裂縫的出現(xiàn)時(shí)間和裂縫發(fā)展過程，這對(duì)裂縫的類型和成因判斷很重要；2.1.4 裂縫已經(jīng)造成的影響：是否漏水、裂縫是否已經(jīng)造成鋼筋銹蝕、出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件是否伴隨出現(xiàn)可見的變形；2.1.5 設(shè)計(jì)資料調(diào)閱：施工圖和結(jié)構(gòu)計(jì)算書；2.1.6 施工情況調(diào)查：相關(guān)部分的混凝土配合比、原材料試驗(yàn)資料、試塊報(bào)告（詢問中問是否有實(shí)物檢測(cè)，為什么做）、調(diào)閱混凝土施工記錄（澆筑的批次劃分、澆筑時(shí)間、運(yùn)輸過程中是否有超過約定

3、的間斷、體量較大的批次混凝土接縫安排以及接縫處理措施。對(duì)于無進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收記錄或記錄內(nèi)容空泛者，應(yīng)在報(bào)告中酌情提出，同批次混凝土質(zhì)量應(yīng)該受到比較嚴(yán)重的質(zhì)疑）。各批次混凝土澆筑期內(nèi)的氣候情況應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注，監(jiān)理方面的資料和證詞應(yīng)當(dāng)作為一項(xiàng)單獨(dú)調(diào)查的內(nèi)容；2.1.7 使用情況調(diào)查：已完工建筑物著重觀察有無明顯超載的情況。未完工建筑物注重調(diào)查施工中的超載、過早加載和拆模時(shí)間。2.2 附加檢測(cè)2.2.1 構(gòu)件尺寸的核對(duì)和鋼筋調(diào)查：對(duì)構(gòu)件的承載力發(fā)生懷疑的時(shí)候應(yīng)該記錄構(gòu)件的尺寸、鋼筋位置和鋼筋的規(guī)格，必要時(shí)應(yīng)該做微破損檢查；2.2.2 混凝土劣化程度和鋼筋劣化程度檢測(cè)：老舊建筑物這一步必須做；2.2.3 建筑物沉

4、降觀測(cè)：如果受檢建筑已經(jīng)安排沉降觀測(cè)，應(yīng)該調(diào)閱資料。當(dāng)懷疑裂縫與沉降有關(guān)，同時(shí)無法獲得沉降觀測(cè)資料時(shí)，應(yīng)當(dāng)調(diào)查與假設(shè)的沉降可能相伴發(fā)生相關(guān)現(xiàn)象；2.2.4 裂縫發(fā)展調(diào)查：裂縫是否穩(wěn)定，若有發(fā)展應(yīng)對(duì)正在發(fā)生的發(fā)展過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)；2.2.5 結(jié)構(gòu)環(huán)境調(diào)查：當(dāng)混凝土出現(xiàn)過速劣化的情況時(shí)，這一項(xiàng)內(nèi)容很重要；2.2.6 混凝土品質(zhì)檢測(cè)：這一項(xiàng)內(nèi)容一般是在現(xiàn)象上已經(jīng)對(duì)混凝土品質(zhì)發(fā)生嚴(yán)重質(zhì)疑，結(jié)果判斷中品質(zhì)描述已經(jīng)成為必須內(nèi)容時(shí)做。檢測(cè)內(nèi)容為：混凝土強(qiáng)度檢測(cè)、混凝土是否有有害成分的檢測(cè)、通過對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的顯微鏡觀察（做對(duì)比觀察最好）了解混凝土成分的異常情況（如水泥水化中止、骨料雜質(zhì)過多、離析等）。2.3 、技

5、術(shù)人員分析：普通檢測(cè)階段，技術(shù)人員就應(yīng)當(dāng)介入。如果根據(jù)普通檢測(cè)內(nèi)容就能夠確定裂縫的性質(zhì)以及對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，檢測(cè)可以到此為止；附加檢測(cè)應(yīng)該根據(jù)分析人員的要求提出檢測(cè)內(nèi)容。分析結(jié)論中應(yīng)該包括裂縫的分類屬性、成因、對(duì)建筑物的影響和加固要求。由于安全鑒定的委托中一般不包括加固方案，加固要求盡量不提及具體的工藝措施。2.4 、結(jié)構(gòu)驗(yàn)算：對(duì)承載力降低的情況一般應(yīng)該進(jìn)行驗(yàn)算，抗震鑒定必須進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，驗(yàn)算時(shí)一般情況下應(yīng)當(dāng)使用與原設(shè)計(jì)相同的程序，若原設(shè)計(jì)使用程序不當(dāng)，應(yīng)當(dāng)提出改用其他程序的理由，出現(xiàn)這種情況時(shí)應(yīng)及時(shí)與委托方聯(lián)系并征得其確認(rèn)。裂縫檢測(cè)程序詳見右圖。3非結(jié)構(gòu)性裂縫：此類裂縫是指并非由于受力原因造成的

6、可見裂縫就其成因可以分為下列幾種。3.1 混凝土凝結(jié)過程的非正常變形形成的裂縫：典型的有水泥安定性問題引起的裂縫和骨料中摻有反應(yīng)性物質(zhì)引起的裂縫，這類裂縫一般發(fā)現(xiàn)的比較早，其結(jié)果是毀滅性的，通常必須拆掉重做；3.2 混凝土品質(zhì)問題造成的裂縫。3.2.1 混凝土摻有泥土、骨料質(zhì)量低劣：合肥地區(qū)混凝土生產(chǎn)過程的監(jiān)控十分薄弱，砂石的含泥量檢測(cè)全無第三方見證。所謂兩級(jí)配石子大多數(shù)就是中石和“瓜子片”對(duì)摻形成，所謂的瓜子片在無有效檢查的市場(chǎng)情況下?lián)接写罅渴由a(chǎn)的廢料一一石渣，因此合肥地區(qū)混凝土的粗骨料中石粉、針狀片狀有害碎石含量大。這不僅會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度（強(qiáng)度一般用加大水泥用量來解決），對(duì)混凝土的密

7、實(shí)度影響尤大，這種混凝土的收縮量大、抗拉性能也不好。3.2.2 配合比不佳造成的混凝土品質(zhì)缺陷：合肥地區(qū)的混凝土生產(chǎn)、混凝土施工的責(zé)任劃分和監(jiān)控空檔過大造成奇異的混凝土品質(zhì)問題。一、因?yàn)閺S家將原材料控制中的問題用加大水泥用量來解決（對(duì)單一的廠家來說，這也許是解決問題最簡(jiǎn)便的方法）。二、施工單位提出的工作性要求失當(dāng)，即使是輸送高度很低的部位也要求較高的流動(dòng)性。三、全地區(qū)商品碎基本屬于遠(yuǎn)距離供料，以現(xiàn)在的交通情況，運(yùn)輸時(shí)間難以控制，運(yùn)輸過程中的加料、加水實(shí)際上處于無技術(shù)控制狀態(tài)，進(jìn)場(chǎng)的實(shí)用混凝土與生產(chǎn)單位下達(dá)的配合比失真的可能性極大，尤其在夏季是最突出的環(huán)節(jié)。四、混凝土輸送方案與混凝土施工方案脫離

8、，這就造成生產(chǎn)廠家一味追高混凝土的較大流動(dòng)性。以上問題造成混凝土自身的收縮性很大、混凝土密實(shí)性差且差異大、混凝土容易產(chǎn)生泌水離析等情況。這是合肥地區(qū)的收縮裂縫大量出現(xiàn)的重要原因。3.3 混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)期間的問題：混凝土施工安排不合理，在澆筑量大時(shí)尤其嚴(yán)重，澆筑順序、混凝土澆搗終止條件控制、接縫處理這些重要的技術(shù)控制在許多現(xiàn)場(chǎng)都處于完全缺失狀態(tài)。養(yǎng)護(hù)期容易發(fā)生早期失水過速、過早加載和拆模過早的問題。前者造成的裂縫與澆筑情況密切相關(guān)，后者與混凝土施工的批量有較高的相關(guān)性。3.4 溫度裂縫。3.4.1 環(huán)境溫度造成的裂縫：環(huán)境溫度可以造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形不均衡，因而形成裂縫，此類裂縫一般在結(jié)構(gòu)完成后形

9、成，與建筑物的形態(tài)、建筑物構(gòu)件之間存在較大溫差或材料的熱變形差異過大有關(guān)；3.4.2 混凝土內(nèi)部溫差裂縫：大體積混凝土水化熱造成的混凝土內(nèi)部不均勻溫度場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生混凝土內(nèi)部和表面裂縫，此類裂縫由于發(fā)生在內(nèi)部且不規(guī)律，補(bǔ)救比較困難，施工前的措施可以有效防止這類裂縫的出現(xiàn)。此類裂縫在混凝土澆筑不久就會(huì)出現(xiàn)。第一類溫度裂縫一般數(shù)量不多，與收縮裂縫相似，通常不會(huì)直接影響結(jié)構(gòu)的承載力；第二類裂縫如果有數(shù)量較多的內(nèi)部裂縫，對(duì)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能的影響視裂縫的位置不同差異較大。3.5 鋼筋銹蝕造成的裂縫，鋼筋銹蝕時(shí)產(chǎn)生的氧化物體積膨脹會(huì)將外側(cè)混凝土漲開，銹蝕初期的裂縫為沿鋼筋的縱向裂紋，嚴(yán)重時(shí)裂縫會(huì)發(fā)展成伴隨崩落的破

10、裂帶（老舊建筑物可能出現(xiàn)）。4結(jié)構(gòu)性裂縫：指承載力明顯不足造成的裂縫。結(jié)構(gòu)性裂縫是承載力不足造成的，不同類型的受力形成的裂縫危害性不同，這種差異不僅在加固時(shí)有意義，檢測(cè)以及加固前措施選擇時(shí)也應(yīng)該引起重視。4.1 可能會(huì)造成構(gòu)件脆性破壞的裂縫。4.1.1 沖切破壞裂縫：板上集中荷載的周邊環(huán)狀裂縫或梁上集中荷載兩側(cè)的八字縫（豎向縫）。出現(xiàn)此類何在以當(dāng)作混凝土強(qiáng)度、鋼筋實(shí)際布置情況調(diào)查并作抗沖切驗(yàn)算；4.1.2 剪切破壞裂縫：彎剪構(gòu)件的剪力最大處的斜裂縫或接縫、酥松部位的橫斷面貫穿裂縫。做混凝土強(qiáng)度檢測(cè)，發(fā)生部位如果設(shè)計(jì)設(shè)置抗剪附加鋼筋應(yīng)對(duì)鋼筋實(shí)際布置情況進(jìn)行檢查。4.1.3 梁的受壓一側(cè)的縱向裂縫

11、：若發(fā)生在彎矩最大部位有可能是受壓區(qū)混凝士達(dá)到極限變形的征兆，這種情況一般發(fā)生在超筋梁。形成超筋這種情況的可能有設(shè)計(jì)不當(dāng)、混凝土強(qiáng)度過小、幾何尺寸過小（尤其是高度）或混凝土品質(zhì)過差、澆搗不合理造成梁混凝土沿高度的分層。檢測(cè)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括上述各種因素的影響。4.1.4 受壓構(gòu)件沿軸向的縱向裂縫：混凝土受壓變形接近極限變形的征兆，出現(xiàn)此類情況是工程事故中的嚴(yán)重狀態(tài)，檢測(cè)加固前應(yīng)當(dāng)采取必要的支撐措施，這類措施應(yīng)當(dāng)結(jié)合軸向力驗(yàn)算制定。前期若需強(qiáng)度參考值，不可在原位取芯。即使在采取支撐措施以后取芯也應(yīng)當(dāng)經(jīng)驗(yàn)算后在指定位置做，最好在同批次、同等級(jí)的其他構(gòu)件上取芯。這類裂縫的檢測(cè)處理應(yīng)當(dāng)與原設(shè)計(jì)單位分工合作，

12、若委托中指明由檢測(cè)方單獨(dú)做，應(yīng)當(dāng)詳細(xì)記錄結(jié)構(gòu)的實(shí)際荷載情況和已完成情況，按照實(shí)際情況建模驗(yàn)算。這種情況極罕見。4.1.5 鋼筋粘結(jié)力喪失造成的裂縫：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)抗彎縱筋密度過高，鋼筋混凝土上下形成近乎脫離的兩塊，這種情況下可能出現(xiàn)沿鋼筋的縱向裂縫，一般出現(xiàn)在梁的側(cè)邊，這類裂縫與銹蝕裂縫的差別是鋼筋無銹蝕。此類裂縫少見但很難加固。4.1.6 預(yù)應(yīng)力大梁預(yù)應(yīng)力錨固實(shí)效造成的裂縫：與預(yù)應(yīng)力喪失同時(shí)出現(xiàn)，一旦發(fā)生梁上會(huì)同時(shí)多道深入受壓區(qū)的彎曲裂縫。遇此情況應(yīng)當(dāng)立即恢復(fù)支撐，支撐應(yīng)當(dāng)盡量施加反頂應(yīng)力，重新張拉錨固裂縫自然閉合。4.1.7 扭轉(zhuǎn)造成的裂縫：承受扭矩的構(gòu)件沿表面的螺旋形斜裂縫，明顯承受

13、扭矩的構(gòu)件一般都有抗扭驗(yàn)算，出現(xiàn)這種情況的可能性不大。但支乘大尺寸次梁的邊梁（特別是多道次梁）收到的扭矩不可忽視，在計(jì)算見圖上，次梁的端支承簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支，這與實(shí)際約束情況不符。缺少抗扭驗(yàn)算的抗扭梁可能出現(xiàn)脆性破壞。5不會(huì)造成構(gòu)件脆性破壞的裂縫5.1 梁上的彎曲裂縫：出現(xiàn)在梁下彎矩最大處，一般是因?yàn)榭箯濅摻钆渲貌蛔?，此類裂縫兩側(cè)同時(shí)出現(xiàn)，下大上小，裂縫不延展到受壓區(qū)不會(huì)出現(xiàn)脆性破壞。5.2 板上彎曲裂縫：板下中部沿板的長(zhǎng)向出現(xiàn)的裂縫，對(duì)于近乎正方形的板可能會(huì)在兩個(gè)互相垂直的方向同時(shí)出現(xiàn)。板底筋不足所致。下大上小，一般不會(huì)貫通，若貫通，板厚過小的可能比較大（板面有較厚的酥松浮漿層與板厚過小效果相同）

14、。裂縫一般不至于發(fā)展到板邊，若發(fā)展到板邊，應(yīng)該考慮其他因素同時(shí)存在。5.3 板上早期受力裂縫：拆模過早或（和）早期超載造成的裂縫，根據(jù)拆模（拆支撐）、加載的情況不同，裂縫差別很大。單純的拆模早造成的裂縫最常見的就是板角八字形縫，與板角負(fù)筋下沉的裂縫相近（可能會(huì)同時(shí)存在板角負(fù)筋下沉情況），只是比較嚴(yán)重些，一般會(huì)貫通。此類裂縫若出現(xiàn)半邊環(huán)狀縫（同時(shí)有板下中間縫），拆模時(shí)的混凝土強(qiáng)度很低。早期超載的裂縫與板的一般受力裂縫相近，一般程度較重。6沉降裂縫：沉降造成的裂縫與沉降情況、建筑物的整體剛度（豎向剪彎剛度，與結(jié)構(gòu)的類型、布置有關(guān)）、構(gòu)件剛度、構(gòu)件變形能力是否有薄弱點(diǎn)（與構(gòu)件的材質(zhì)、連接和布置有關(guān)，

15、包括圍護(hù)構(gòu)件）關(guān)系很大。由于沉降一般有滯后性，此類裂縫一般在建筑物接近完成或完成后很長(zhǎng)一段時(shí)間才出現(xiàn)。沉降裂縫的出現(xiàn)一般會(huì)伴隨出現(xiàn)其他狀況，如整體傾斜、建筑物與周邊室外地面脫開，嚴(yán)重者可能出現(xiàn)進(jìn)屋地下管道的破壞。作出沉降裂縫的解釋時(shí)應(yīng)當(dāng)與勘察和設(shè)計(jì)情況、施工記錄、裂縫伴隨現(xiàn)象、沉降記錄對(duì)應(yīng)思考，給出的解釋應(yīng)當(dāng)對(duì)不均勻沉降發(fā)生的簡(jiǎn)圖有大致的勾勒，簡(jiǎn)圖能與上述資料相印證,裂縫的分布和走向與簡(jiǎn)圖相對(duì)應(yīng)。此時(shí)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、檢查記錄和定性的分析比計(jì)算重要。裂縫的成因十分復(fù)雜，對(duì)結(jié)構(gòu)的影響也是十分復(fù)雜的，這種影響萬萬不能定量分析，做鑒定的結(jié)論應(yīng)當(dāng)十分謹(jǐn)慎?，F(xiàn)在的檢測(cè)結(jié)論中流行一種觀念，溫度縫、收縮縫對(duì)結(jié)構(gòu)受力

16、沒有直接影響。這是十分錯(cuò)誤的。即便是最簡(jiǎn)單的受彎梁，裂縫的存在對(duì)極限荷載也有明顯的影響。板上的收縮縫通常不會(huì)造成板的過大變形和破壞，但板的一個(gè)重要作用是承擔(dān)水平力在各承力構(gòu)件中的重分配，即使是由于過長(zhǎng)或局部開洞造成的單一收縮或溫度縫，也使得這種重分配的能力在本開問喪失。由于混凝土品質(zhì)缺陷產(chǎn)生的裂縫數(shù)量多（有一塊板出現(xiàn)十多道各種走向的裂縫）、分布廣且走向不規(guī)則，這種板的平面內(nèi)剛度較之整體板差得多，且無法做定量分析。這種情況如果出現(xiàn)在剛度分布比較均勻的較低的多層建筑中影響尚不嚴(yán)重，如果出現(xiàn)在高層中，對(duì)建筑物的抗震性能的影響可能是災(zāi)難性的。結(jié)構(gòu)鑒定的復(fù)雜性往往較之設(shè)計(jì)尤強(qiáng)，在現(xiàn)階段，鑒定依據(jù)的檢測(cè)、計(jì)算手段不足。在做結(jié)構(gòu)鑒定工作時(shí)，從委托階段就