鋼混現(xiàn)澆板出現(xiàn)裂縫建筑結(jié)構(gòu)檢測鑒定與加固

1、湖南大學(xué)土木工程學(xué)院卜良桃 教建筑結(jié)構(gòu)檢測鑒定與加固概論及工程實(shí)例(第六講） 第七章 鋼筋混凝土現(xiàn)澆板出現(xiàn)裂縫建筑結(jié)構(gòu)檢測鑒定與加固一、檢測與鑒定1 工程概況1.1 工程基本情況 某綜合體位于某市市區(qū)內(nèi)，綜合體一期D區(qū)地下室共二層，該地下室于2007年4月開工，2007年8月主體竣工，該綜合體為框架結(jié)構(gòu)（塔樓部分除外），總建筑面積11025.28m2，設(shè)計(jì)使用年限為50年。該工程采用人工挖孔灌注樁基礎(chǔ)，地下室負(fù)二層頂板厚度為250mm（人防頂板），負(fù)一層頂板厚度為180mm，頂板上需覆土的區(qū)域設(shè)計(jì)覆土厚度約為1m。 地下車庫底板主體結(jié)構(gòu)檢測鑒定與裂縫處理綜合體一期D區(qū)

2、地下室負(fù)二層結(jié)構(gòu)布置圖綜合體一期D區(qū)地下室負(fù)二層結(jié)構(gòu)布置圖1.2 檢測、評(píng)定原因和內(nèi)容 綜合體一期D區(qū)地下室底板出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，地下室底板、混凝土側(cè)墻及頂板層的部分梁、板出現(xiàn)裂縫。為確保地下室主體結(jié)構(gòu)的安全，防止意外事故的發(fā)生，需要對(duì)該地下室滲漏水、開裂原因進(jìn)行了檢測評(píng)定。 2 檢測與鑒定結(jié)果2.1 底板板面相對(duì)標(biāo)高檢測 采用水準(zhǔn)儀對(duì)部分地下室底板板面相對(duì)標(biāo)高進(jìn)行測量，檢測結(jié)果見下表。構(gòu)件名稱及位置相對(duì)高差實(shí)測值（mm）備注負(fù)二層2-52-6交2-B2-C軸地面板-7負(fù)二層2-62-7交2-D2-E軸地面板-3負(fù)二層3-223-25交3-A3-D軸地面板-2負(fù)二層3-353-38交3-A3-D

3、軸地面板2負(fù)二層2-92-10交2-C2-D軸地面板13負(fù)二層1-211-22交1-B1-C軸地面板-4負(fù)二層1-31-8交1-D1-F軸地面板30地下室底板板面相對(duì)標(biāo)高測量結(jié)果 檢測結(jié)果表明：部分底板存在一定的隆起現(xiàn)象（已扣除底板板面設(shè)計(jì)坡度的影響），同一設(shè)計(jì)標(biāo)高的地下室底板板面最大相對(duì)高差為30mm。2.2 頂板梁、板構(gòu)件撓度檢測 采用水準(zhǔn)儀對(duì)部分地下室頂板層綠化覆土超厚區(qū)域的梁、板構(gòu)件進(jìn)行撓度測量，測量結(jié)果如下表。構(gòu)件名稱及位置撓度實(shí)測值（mm）撓度變形限值（l0/200）（mm）備注負(fù)一層樓面1-D交1-31-8軸梁-20-28“-”表示向下?lián)锨?，?”表示向上撓曲，下同負(fù)一層樓面1-

4、D交1-81-12軸梁-14-21負(fù)一層樓面1-D交1-121-16軸梁15-24負(fù)一層樓面1-D交1-161-21軸梁-1-12負(fù)一層樓面1-D交1-211-22軸梁-3-10負(fù)一層樓面1-D交1-221-23軸梁-4-20地下室底板板面相對(duì)標(biāo)高測量結(jié)果 檢測結(jié)果表明，所檢測樓面板撓度變形值小于相關(guān)規(guī)范規(guī)定的撓度變形限值，滿足設(shè)計(jì)要求。2.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件現(xiàn)狀檢測調(diào)查 （1）主承重構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度檢測 采用鉆芯法、回彈法對(duì)綜合體一期D區(qū)地下室檢測區(qū)域內(nèi)混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度進(jìn)行抽檢，檢測結(jié)果如下表。結(jié)構(gòu)部位及構(gòu)件名稱試件尺寸(直徑高) （mm）承壓面積（mm2）破壞荷載（kN）抗壓強(qiáng)度（MPa

5、）設(shè) 計(jì)強(qiáng)度等級(jí)負(fù)二層2-82-9交2-D2-E軸底板92.01016648271.7840.88C30負(fù)二層2-62-7交2-C2-D軸底板92.01026648293.3244.12C30負(fù)二層3-383-41交3-D3-H軸底板92.01016648279.2642.01C30負(fù)二層2-32-4交2-B2-C軸底板92.01016648272.7541.03C30負(fù)二層1-221-23交1-C1-D軸底板92.01016648279.6842.07C30混凝土芯樣抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果匯總表混凝土抗壓強(qiáng)度檢測結(jié)果匯總表構(gòu)件名稱及位置設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)混凝土強(qiáng)度換算值強(qiáng)度推定值平均值最小值負(fù)二層2-6

6、交2-E軸柱C4043.241.141.1負(fù)二層3-8交3-E軸柱C4045.344.844.8負(fù)二層3-22交3-D軸柱C4047.745.445.4負(fù)二層2-9交2-D軸柱C4045.343.143.1負(fù)一層樓面1-31-8交1-C軸梁C4045.143.243.2負(fù)一層樓面1/1-3交1-B1-C軸梁C4045.343.243.2負(fù)一層樓面1-8交1-C1-D軸梁C4041.940.040.0負(fù)一層樓面1-12交1-C1-D軸梁C4043.642.442.4注：商品混凝土，泵送施工，碳化深度為0.51mm。檢測結(jié)果表明，所檢測的混凝土梁、板、墻構(gòu)件抗壓強(qiáng)度滿足原設(shè)計(jì)強(qiáng)度。（2）混凝土構(gòu)件

7、鋼筋配置檢測 采用ZBL-R650型鋼筋檢測儀對(duì)主要承重構(gòu)件內(nèi)配置的鋼筋直徑、數(shù)量及保護(hù)層厚度等進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果見下表。負(fù)12層混凝土柱鋼筋檢測結(jié)果匯總表構(gòu)件名稱及位置柱縱向鋼筋設(shè)計(jì)值柱縱向鋼筋實(shí)測值保護(hù)層厚度(mm)備注負(fù)二層3-D交3-22軸柱4 25+8 204 25+8 2026-35負(fù)二層1-D交1-16軸柱4 25+8 204 25+8 2026-37負(fù)二層1/1-F交1-3軸柱4 25+8 204 25+8 2025-33負(fù)一層2-C交2-11軸柱4 25+8 204 25+8 2024-32負(fù)一層2-F交2-11軸柱4 25+8 204 25+8 2026-33負(fù)一層2-F交

8、2-9軸柱4 25+8 204 25+8 2021-30負(fù)12層混凝土樓面梁鋼筋檢測結(jié)果匯總表構(gòu)件名稱及位置梁底縱向鋼筋設(shè)計(jì)值梁底縱向鋼筋實(shí)測值保護(hù)層厚度(mm)備注負(fù)一層樓面1-D1/1-F交1-3軸梁5 255 2520-26負(fù)一層樓面1-C1-D交1-8軸梁10 254/6底排6 2522-28負(fù)一層樓面1-31-8交1-C軸梁11 255/6底排6 2516-28負(fù)一層樓面1-81-12交1-C軸梁5 255 2519-22負(fù)一層樓面1-161-21交1/1-B軸梁4 254 2522-29檢測區(qū)域與鋼筋垂直的軸線段底部鋼筋設(shè)計(jì)值底部鋼筋實(shí)測值保護(hù)層厚度負(fù)一層2-102-11交2-B2

9、-C軸頂板2-102-11交2-B1018010150-17023-282-10交2-B2-C1018010160-18012-17負(fù)一層2-122-13交2-B2-C軸頂板2-122-13交2-B1018010175-18520-282-12交2-B2-C1018010155-17510-18負(fù)二層1-31-8交1-C1-D軸頂板1-31-8交1-D1215012135-16022-261-8交1-C1-D1215012130-15013-15負(fù)二層1-211-22交1-C1-D軸頂板1-211-22交1-D1215012150-17023-271-22交1-C1-D1215012140-1

10、6014-16負(fù)12層混凝土樓面板鋼筋檢測結(jié)果匯總表負(fù)12層混凝土墻鋼筋檢測結(jié)果匯總表構(gòu)件名稱及位置混凝土墻水平鋼筋設(shè)計(jì)值混凝土墻水平鋼筋實(shí)測值混凝土墻豎向鋼筋設(shè)計(jì)值混凝土墻豎向鋼筋實(shí)測值保護(hù)層厚度負(fù)一層2-8交2-B2-C軸墻1015010140-16081508145-160豎向:28-36水平:20-28負(fù)一層2-13交2-C2-D軸墻1010010100-1101420014190-205豎向:25-28水平:35-38負(fù)二層2-52-6交2-F軸墻1215012140-1551415014140-160豎向:30-34水平:18-23負(fù)二層2-2交2-B2-C軸墻1010010110

11、-1201620016185-200豎向:21-24水平:30-35檢測結(jié)果表明，檢測混凝土梁、板、柱構(gòu)件內(nèi)配置的鋼筋直徑、數(shù)量及間距、保護(hù)層厚度滿足設(shè)計(jì)要求。2.4 計(jì)算復(fù)核 表6-1 普通燒結(jié)粘土磚抗壓強(qiáng)度檢測結(jié)果匯總表（單位：MPa）（1）綜合體一期D區(qū)地下室底板頂面設(shè)計(jì)標(biāo)高為49.000m、50.000m。根據(jù)建設(shè)部綜合勘察研究設(shè)計(jì)院出具的水位觀測報(bào)告（2009年2月16日），該區(qū)域地下水主要為上層滯水，水位埋深及分布不均，建議綜合體一期D區(qū)地下室抗浮設(shè)計(jì)水位標(biāo)高采用51.200m。 根據(jù)上述數(shù)據(jù)核算，綜合體一期D區(qū)地下室底板的板面至地下水設(shè)防水位的距離（高度）分別為1.2m、2.2m

12、。按該設(shè)防水位計(jì)算地下室所受到的浮力，考慮在最不利組合情況下，現(xiàn)有地下室底板結(jié)構(gòu)的承載力不滿足相關(guān)規(guī)范要求。（計(jì)算中考慮了保護(hù)層超厚造成底板有效截面降低的影響）（2）根據(jù)其公司提供的D區(qū)地下室頂板現(xiàn)狀綠化覆土超出量示意圖，部分覆土超厚區(qū)域現(xiàn)有頂板結(jié)構(gòu)的承載力不滿足相關(guān)規(guī)范要求。2.5 結(jié)構(gòu)構(gòu)件開裂情況調(diào)查 對(duì)綜合體一期D區(qū)地下室檢測區(qū)域內(nèi)混凝土構(gòu)件的開裂情況進(jìn)行普查，發(fā)現(xiàn)地下室底板、混凝土墻，頂板層梁、板均存在裂縫反應(yīng)，詳細(xì)普查結(jié)果如下圖負(fù)二層地下室底板裂縫圖（1）負(fù)二層地下室底板裂縫圖（2）垂直底板裂縫鉆取的芯樣（裂縫寬度為0.50.7mm）梁裂縫圖結(jié)果表明：綜合體一期D區(qū)地下室檢測區(qū)域內(nèi)的

13、地下室底板、混凝土墻，頂板層梁、板的開裂和滲漏較嚴(yán)重（部分裂縫曾修補(bǔ)過，但仍存在滲漏現(xiàn)象）。2.6 綜合體一期D區(qū)地下室設(shè)計(jì)及施工情況調(diào)查 （1）設(shè)計(jì)方面本工程采用人工挖孔灌注樁基礎(chǔ)。地下室底板與豎壁、樓板與豎壁之間的施工縫必須設(shè)置止水帶。地下室抗浮設(shè)防水位為相對(duì)標(biāo)高-9.50m（相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高50.000m）。設(shè)置后澆帶及膨脹加強(qiáng)帶，后澆帶處的混凝土建議間隔60天，且主體封頂后再施工。（2）施工方面第1批1-A1-Q交1-11-23軸承臺(tái)、基礎(chǔ)梁及底板（C30P6）于2007年5月28日19時(shí)05分起至5月30日18時(shí)12分止連續(xù)澆筑。第2批2-A2-F交2-12-13軸承臺(tái)、基礎(chǔ)梁及底板（

14、C30P6）于2007年6月9日21時(shí)34分起至6月11日17時(shí)45分止連續(xù)澆筑。 根據(jù)委托方提供給我單位的相關(guān)施工資料，地下室承臺(tái)、基礎(chǔ)梁及底板混凝土按平面布置分4批施工：第3批3-A3-Q交3-33-39軸承臺(tái)、基礎(chǔ)梁及底板（C30P6）于2007年6月14日17時(shí)23分起至6月15日15時(shí)28分止連續(xù)澆筑。第4批3-A3-Q交3-393-59軸承臺(tái)、基礎(chǔ)梁及底板的具體澆筑時(shí)間不詳。以上混凝土澆筑施工時(shí)是否留置了混凝土試塊，各混凝土試塊的強(qiáng)度、抗?jié)B等級(jí)檢驗(yàn)結(jié)果不詳。3 檢測鑒定結(jié)論與建議 3.1 結(jié)論 （1）地下室底板裂縫是主要是由于現(xiàn)有底板結(jié)構(gòu)不滿足該場地實(shí)際地下水位條件下的抗反水壓力承

15、載力要求引起；同時(shí)還有由于連續(xù)澆筑時(shí)間過長、整澆底板施工完成后形成的暴露面較大、混凝土養(yǎng)護(hù)不及時(shí)等原因造成混凝土收縮及溫度變化引起的變形裂縫；后澆帶兩側(cè)裂縫主要是由于混凝土澆筑施工時(shí)未將后澆帶兩側(cè)清理干凈等原因造成；混凝土墻裂縫主要是由于混凝土收縮變形產(chǎn)生；頂板層梁、板裂縫主要由于實(shí)際綠化覆土荷載超出設(shè)計(jì)值引起。（2）綜合體一期D區(qū)地下室的混凝土構(gòu)件強(qiáng)度、鋼筋直徑和間距、構(gòu)件尺寸等滿足設(shè)計(jì)圖紙及施工驗(yàn)收規(guī)范要求。 綜上所述，該綜合體裂縫的產(chǎn)生造成了地下室大量滲漏，已嚴(yán)重影響到地下室的正常使用功能和耐久性，要達(dá)到原設(shè)計(jì)條件下正常、安全使用的要求，須對(duì)受損結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)修繕處理。經(jīng)正規(guī)施工處理，并確保

16、施工質(zhì)量滿足現(xiàn)行施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范要求，通過驗(yàn)收后，可達(dá)到原結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用條件。 3.2 建議 （1）滲漏處理建議對(duì)綜合體一期D區(qū)地下室采取如下處理措施： 在地下室底板上設(shè)置泄水孔和集水溝，及時(shí)將水排出，同時(shí)在底板板面設(shè)置滲排水層，并重做混凝土面層，具體做法如下：在地下室底板上鋪設(shè)80mm厚卵石層、要求密實(shí)；在卵石層上滿鋪一層土工布，再在土工布上澆筑100mm厚的鋼筋混凝土板，板內(nèi)配 12150雙向雙層鋼筋，新鋼筋混凝土板每隔4m左右設(shè)置鋼筋混凝土肋梁，肋梁寬300mm，與原地下室底板采用鋼筋錨固連接；肋梁上每隔1m設(shè)置一個(gè)100100mm的濾水孔，已便地下水流入集水坑（溝）中。（2）對(duì)已產(chǎn)生明

17、顯結(jié)構(gòu)裂縫和經(jīng)詳細(xì)計(jì)算復(fù)核其承載力不滿足實(shí)際綠化覆土荷載要求的頂板層混凝土梁采用外粘碳纖維等方法加固處理，加固施工前應(yīng)將寬度0.2mm的裂縫灌縫封閉處理，裂縫縫封閉處理如圖7-9所示。圖7-9 混凝土構(gòu)件裂縫封閉處理詳圖（3）對(duì)已產(chǎn)生明顯結(jié)構(gòu)裂縫和經(jīng)詳細(xì)計(jì)算復(fù)核其承載力不滿足實(shí)際綠化覆土荷載要求的頂板層混凝土板采用外粘碳纖維的方法加固處理，加固施工前應(yīng)將寬度0.2mm的裂縫灌縫封閉處理。（4）對(duì)墻體裂縫采用外粘碳纖維的方法封閉處理，裂縫封閉后完善防水措施，局部增設(shè)油氈防水層。二、加固方案 鑒于該綜合體地下車庫面積較大，且出現(xiàn)裂縫的部位較多。加固方案的選取不僅要保證結(jié)構(gòu)的安全性，還要保證地下車庫

18、不出現(xiàn)滲水等其他影響結(jié)構(gòu)耐久性的因素。對(duì)該綜合體地下車庫底板的梁樓板和混凝土墻采用外粘碳纖維的方法加固處理。1 加固方法簡介 碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是一項(xiàng)新型、高效的結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)技術(shù)。是利用浸漬樹脂將碳纖維布粘貼于混凝土表面，共同工作達(dá)到對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固補(bǔ)強(qiáng)。較傳統(tǒng)的加固方法具有明顯的高強(qiáng)、高效、施工便捷、適用面廣等優(yōu)越性。 該法適用于鋼筋混凝土受拉和受彎構(gòu)件承載力不足的加固，當(dāng)利用其纏繞的約束作用時(shí)，也可以用于受壓構(gòu)件的加固。但是該方法也存在一些缺點(diǎn)。例如，使用環(huán)境溫度有限制，且需作專門的防護(hù)處理。若防護(hù)不當(dāng)，易遭受火災(zāi)和人為損壞。 2 梁加固 對(duì)已產(chǎn)生明顯結(jié)構(gòu)裂縫和經(jīng)詳細(xì)計(jì)算復(fù)核其承載力不滿足實(shí)際綠化覆土荷載要求的頂板層混凝土梁采用外粘碳纖維等方法加固處理，加固詳圖如圖7-11所示，部分頂板層混凝土梁裂縫詳圖如圖7-10所示。加固施工前應(yīng)將寬度0.2mm的裂縫灌縫封閉處理，封閉處理詳圖如圖7-9所示。圖7-10 梁裂縫詳圖圖7-11 碳纖維加固梁示意圖3 樓板加固 對(duì)已產(chǎn)生明顯結(jié)構(gòu)裂縫和經(jīng)詳細(xì)計(jì)算復(fù)核其承載力不滿足實(shí)際綠化覆土荷載要求的頂板層混凝土板采用外粘碳纖維的方法加固處理，加固詳圖如圖7-13所示，部分頂板層混凝土板裂縫詳圖如圖7-12所示。加固施工前應(yīng)將寬