关键词：标准厂房;板裂缝;载荷试验;复核验算;裂缝成因分析;
引言
某标准厂房板构件,其主体结构建设完成后发现部分板构件出现开裂渗水现象，其造成的不良影响给各方各部门带来很大的困扰，对参建方整体形象产生较大的负面影响。为了解该标准厂房板构件裂缝成因，为后期处理提供依据，结合本工程现场实际，本文对该标准厂房开展了钢筋保护层厚度、混凝土构件截面尺寸及配筋情况、混凝土抗压强度、f-CaO及混凝土中氯离子含量、垂直度测量等常规检测，同时进行了楼板载荷试验和采用PKPM系列软件进行复核验算。
1.常规检测
1.1混凝土构件截面尺寸
本次检测所抽检的30个梁构件中，有1个梁构件的截面尺寸相较于设计值偏小，1个梁构件的截面尺寸相较于设计值偏大，其余28个梁构件的截面尺寸实测值偏差均在规范允许偏差范围内，满足规范要求。
本次检测所抽检的15个板构件中，有7个板构件厚度实测值相较于设计值偏小，其余8个板构件厚度实测值偏差均在规范允许偏差范围内，满足规范要求。
本次检测所抽检的10个柱构件中，有1个柱构件的截面尺寸相较于设计值偏大，其余9个柱构件的截面尺寸实测值偏差均在规范允许偏差范围内，满足规范要求。
1.2钢筋保护层厚度
本次检测对该工程所抽取的30个梁构件（合计132根钢筋）底排受力钢筋保护层厚度实测值在17mm～57mm之间，其中有1根梁底纵筋保护层厚度大于规范允许正偏差且大于规范允许正偏差的1.5倍，31根梁底纵筋保护层厚度大于规范允许负偏差且有9根梁底纵筋保护层厚度大于规范允许负偏差的1.5倍。
本次对该工程所抽取的15个板构件（合计90根钢筋）负筋保护层厚度实测值在19mm～55m之间，其中有82根负筋保护层厚度大于规范允许正偏差且有67根负筋的保护层厚度偏差大于规范允许正偏差的1.5倍，1根负筋保护层厚度大于规范允许负偏差。
1.3 构件配筋情况
本次检测所抽检的30个梁构件中，有2个梁构件所检部位箍筋间距大于规范允许偏差，其余梁构件所检部位箍筋间距、梁底纵筋数量均在规范允许偏差范围内，符合设计要求。
本次检测所抽检的15个板构件中，有3个板构件所检部位负筋间距大于规范允许偏差，2个板构件所检部位底筋大于规范允许偏差，其余板构件所检部位负筋（底筋）间距均在规范允许偏差范围内，符合设计要求。
本次检测所抽检的柱构件纵筋数量、箍筋间距均满足设计要求。
1.4 构件混凝土抗压强度
本次检测采用“钻芯法”对该工程抽取30个梁、10个柱构件进行混凝土抗压强度检测，每个构件钻取1个小直径芯样，共40个混凝土芯样。芯样混凝土抗压强度值在32.2MPa～67.0MPa之间，该工程混凝土设计强度等级为C25。
1.5 f-CaO对混凝土质量影响
本次检测对该工程具有代表性的楼板构件上钻取的2个混凝土芯样试件及薄片试件经沸煮均未出现开裂、疏松或崩溃等现象，沸煮后芯样试件强度与未沸煮芯样试件强度比较强度变化百分率为32.5%，大于30%，即f-CaO对楼板混凝土质量存在潜在的危害。
1.6 混凝土中氯离子含量检测
本次检测对上述f-CaO试验中芯样在进行混凝土抗压强度后的残余混凝土进行材料化学分析，同时根据委托方提供的混凝土配合比，计算得出样品单位体积混凝土中氯离子与胶凝材料的百分数为0.012%。根据《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)（2015年版）第3.5.3条的相关规定，本次样品混凝土中氯离子与胶凝材料的质量百分数未超过结构混凝土材料的耐久性基本要求。
1.7垂直度
本次检测采用ET-02C电子经纬仪配合吊线的方法对该工程可测的5个大角（阳角）8个方向垂直度进行测量，实测偏差值在5mm～40mm之间，其中有4个方向实测垂直度偏差超过《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2015）第8.3.2条“全高垂直度允许偏差：H/30000mm+20mm”的相关规定。
1.8板构件裂缝现状描述
经检测该工程板构件出现了不同程度的开裂现象，典型裂缝的分布位置、表面最大宽度、走向及形态等详见图1。从图中可以看出，该工程板构件裂缝的分布位置、走向及形态主要为板面平行于板边方向的裂缝和板底其他不规则裂缝。该工程楼板非荷载裂缝表面最大宽度为0.51mm，共有9个板构件裂缝表面最大宽度超过《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)（2015年版）第3.4.5条对最大裂缝宽度的限值（0.3mm）的规定。
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图1 板构件裂缝分布示意图
2.楼板载荷试验
2.1试验方法
根据现场实际情况，本次试验选用袋装水泥作为楼板载荷试验加载荷重，均匀的在所检构件上分级加载，同时在所检构件底沿长边跨中、短边跨中方向各布置5个挠度测点，共计9个挠度测点，测出各级荷载作用下构件各测点的挠度值。楼板挠度沉降观测点布设示意图详见图2。
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图2 楼板挠度沉降观测点布设示意图
2.2 试验荷载
根据《混凝土结构试验方法标准》（GB/T 50152-2012）第9.1.7条“仅检验构件在正常使用极限状态下的挠度、裂缝宽度时，试验的最大加载限值宜取使用状态试验荷载值，对钢筋混凝土结构构件取荷载的准永久组合”的规定，本次试验荷载采用准永久组合。根据设计图纸及相关规范要求，本次试验荷载详见表1。
表1 试验荷载
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2.3加载荷重
根据现场实际情况，本次检测选用袋装水泥作为楼板加载荷重。
2.4试验过程
根据规范要求，试验宜分级进行加载。分7级加载，每级加载分别为试验荷载的20%、40%、60%、80%、90%、95%、100%，加载过程中的每级荷载加载后的持荷时间不小于10min，满荷载后的持续时间不小于15min。
2.5 试验结果
1、二层板裂缝表面宽度初始值为0.13mm，加载至100%时的裂缝表面宽度值为0.25mm，卸载至0%时的裂缝表面宽度值为0.25mm；对屋面板裂缝表面宽度初始值为0.13mm，加载至100%时的裂缝表面宽度值为0.18mm，卸载至0%时的裂缝表面宽度值为0.18mm，均未超出规范最大裂缝宽度的限值的规定。
2、所试验的两个楼板荷载-挠度曲线详见图3～图4。从图中可以看出，检测构件跨中测点实测挠度与荷载等级基本成线性关系，楼板实测挠度卸载残余量分别为0.16mm、0.06mm，说明构件整体变形基本处于弹性工作状态。
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3、二层板楼板构件跨中最大挠度检验实测值为1.61mm，板构件自重产生的理论挠度值为1.04mm,小于挠度检验允许值10.0mm；屋面板楼板构件跨中最大挠度检验实测值为2.88mm，板构件自重产生的理论挠度值为2.06mm,小于挠度检验允许值10.0mm，所检楼板构件挠度检验实测值在标准允许挠度限值范围内。
2.6复核验算
本次验算的结构布置、构件材料强度标准值及结构构件的几何参数均采用设计值，计算软件采用PKPM系列软件。经验算（本次采用T型梁模型进行验算）发现该工程共有34个框架梁构件梁端配筋率大于2.5%，不符合规范要求。若采用矩形梁模型验算则配筋率大于2.5%的框架梁构件数量会在此基础上有所增加。
3 楼板开裂成因分析及建议
3.1 板面平行于板边方向的裂缝
综合上述检测结果，不排除f-CaO对楼板混凝土质量有潜在的危害，所检梁、板、柱构件混凝土强度大于设计值；二层梁构件中，75.8%的构件底排纵筋保护层厚度符合设计要求，93.3%的构件截面尺寸符合设计要求，90%的构件配筋情况符合设计要求；二层板构件中，46.7%的构件截面尺寸偏薄，所检的所有二层板构件负筋保护层厚度均偏厚；结合该工程楼板裂缝出现的位置和形态判断及综合分析，板截面尺寸偏小及负筋保护层厚度过大致使板负筋无法有效抵抗板上部所受负弯矩应为裂缝形成的主要原因。
3.2 板底其他不规则裂缝
综合上述检测结果，不排除f-CaO对楼板混凝土质量有潜在的危害，混凝土中氯离子与胶凝材料的质量百分数未超过规范中规定的混凝土材料耐久性基本要求，结合该工程楼板裂缝出现的位置和形态判断及综合分析，混凝土收缩及温度辅助作用应为裂缝形成的主要原因。由于日夜温差及季节温差的影响，会产生温度应力，而砼内部的水分蒸发散失也要引起混凝土体积收缩，失水收缩也会助长温度变形引起的应力，由于钢筋混凝土受到其支承结构的约束，从而在混凝土内产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，就会产生裂缝。
3.3建议
1、该工程混凝土构件配筋、截面尺寸、钢筋保护层厚度、配筋率均存在不符合项，以上情况可能会对该建筑长期使用状态产生不利影响，建议委托具有相应资质的设计单位或原设计单位根据检测结果进行复核验算，确定是否对该建筑采取相应措施，且在使用过程中密切观察。
2、建议对垂直度偏差超出规范允许偏差范围的阳角加强监测；对沿板边开裂的裂缝采取加固及封闭处理措施，以防止裂缝继续扩展或产生新的类似裂缝；对由于钻取混凝土芯样而留下的孔洞将洞壁混凝土凿毛，用清水刷洗干净及湿润后，涂刷净水泥浆，再用比原强度等级高一个等级的微膨胀细石混凝土认真灌填密实。
4结语
本文结合工程实际，通过可能引起楼板开裂成因的一系列因素进行实体检测、楼板载荷试验和复核验算,综合检测计算结果和裂缝形态进行分析,找出产生裂缝的成因,为其后期处理提供依据，以供类似工程借鉴。
参考文献
[1] 徐有邻,顾祥林．混凝土结构工程裂缝的判断与处理［M］．中国建筑工业出版社，2010．
[2] GB 50204-2015,混凝土结构工程施工质量验收规范［S］.中国建筑工业出版社，2015．
[3] JGJ 8-2016,建筑变形测量规范［S］.中国建筑工业出版社，2016．
[4] GB/T 50152-2012,混凝土结构试验方法标准［S］.中国建筑工业出版社，2012．
[5] GB/T 50784-2013,混凝土结构现场检测技术标准［S］.中国建筑工业出版社，2013．
[6] GB 50009-2012,建筑结构荷载规范［S］.中国建筑工业出版社，2012．
论文作者:蒙朝搂,,郭佳
论文发表刊物:《建筑实践》2020年1月1期
论文发表时间:2020/4/30