混凝土结构检测鉴定及裂缝成因与防治研究

文摘 2025-01-22 07:01 河南

1引言

混凝土属于脆性材料，配以钢筋可有效提高其弯曲和压缩性能，具有较高的强度和耐久性。混凝土结构是由混凝土浇筑并经过凝固而形成，其质量若有缺陷，不仅会影响建筑质量，还会给人民的生命和财产安全造成威胁。所以，在工程的设计、施工和管理中，都要高度重视混凝土结构质量。

2混凝土结构检测鉴定概述

混凝土结构检查评定分为外观评定和内在评定两部分。其中，外观品质检验的重点是对混凝土表层的风化锈蚀和空心鼓包的部位、范围和程度进行检查，而内在品质的评定则是对混凝土的强度、均匀性、裂缝和孔洞的数目进行测试。保护层厚度、碳化深度等是对混凝土结构的损伤性能进行评估的标准，可划分为无损评估和局部损伤评估。回弹法是无损检测的方法之一，而部分损伤的检测主要有钻芯法和拉拔试验。对于混凝土的强度测试，一般都是采用一种或两种方法，建筑物的检验和评估是一项技术含量高的工作。建设单位在检验和评估工作中应遵循以下原则。

①“必需”和“足够”原则。检验的范围、内容及数量，应当按照评定等级的要求而定。这就要求建设单位不得随意缩小勘察范围，也不得盲目地将勘察范围扩大。

②目的性原则。由于混凝土结构种类繁多，因此，应在进行前期调研的基础上，根据具体情况，制定相应的试验方案。

③规范原则。检验、鉴定的方法和设备要满足有关标准和规定，检验和评估机构要具备检测资质，检验人员要有资格证。

④科学原理。对被测混凝土结构的选择、试验鉴定方法的确定、试验数据的处理一定要有科学性。

3混凝土裂缝的种类及特征

3.1混凝土裂缝的种类

横向裂隙。因上部墙体的抗拉和剪切不均匀，墙体内的斜缝常与水平缝相互连接，构成一种由斜缝和水平缝组成的混杂缝。横向裂纹通常沿着灰缝交错分布，但斜向裂纹可以沿着灰缝、砖同时存在。

斜缝。斜缝容易出现在窗角、窗间壁、外墙和内墙。斜裂纹多发生在纵壁的两个角部，且沿窗侧缝宽度最大，向两侧逐渐减小。垂直裂纹。此类裂纹多出现在窗洞两侧，也有一些位于顶面，上部较宽，下部较窄；大部分窗槛接缝发生在较低的楼层，在2楼以上则很少见。

3.2混凝土裂缝的特征

形变裂纹现象通常发生在建筑工程之后，随后逐渐发展，有的持续几个月，有的持续几年。

组合结构中，在窗、窗开口处通常设有钢筋混凝土圈梁和过梁等，梁端墙体经常产生垂直或略斜的裂纹。缝隙中央较大，底部较细，有些甚至延伸到靠近窗户底部的角落。如果过梁处没有露出暗梁，则裂纹很小或不显著，而裸露的过梁处则裂纹非常显著，跨梁处的裂纹也比较大。

在一栋混合建筑中，通常存在两种或多种类型的复合建筑，其交错部位墙体通常会产生几毫米到十几毫米不等的垂直裂纹。

在平屋顶房屋中，一般采用栏杆作屋面平台护栏，起到保护的效果，另一面则根据不同的要求，设有不同的高低。

砖砌体女儿墙上经常会产生垂直、倾斜和水平等不同形式的裂纹。在此基础上，还出现了女儿墙的外侧和侧向的变形。

大体积混凝土开裂称为内部拘束裂纹，其裂纹方向没有固定的规律，梁板式或长度较大的结构，裂纹往往与短边平行，而且大范围的构造裂纹往往交叉。多出现于建筑过程中，冬季缝宽，夏季较细。

4混凝土结构工程检测鉴定

4.1工程概况

某建筑为一座2层现浇钢筋混凝土框架结构，采用静压桩基础。该建筑的东西长78.0m，北宽25.0m，楼层高5.5m，第2层4.5m，建筑高11.5m，建筑面积3928m²。该建筑物在2020年11月完工，成为一座工业大楼投入使用。

4.2现场检测鉴定

4.2.1现浇板板裂缝情况

某工程一层顶2～3/A～B现浇板裂缝数量较多，裂缝按其分布及特征可分为以下三类。

第一类裂缝主要位于跨中或近跨中，呈直线发展，裂缝较长，绝大部分裂缝贯穿现浇板截面，测得板底面结构层最大缝宽约为0.28mm，测得板面最大裂缝宽度为0.64mm。

第二类裂缝位于现浇板拐角，与纵横向梁轴线呈约45°角斜向分布，裂缝上下对称贯穿，测得板底面结构层最大缝宽约为0.08mm，测得板底结构层最大裂缝宽度约为0.40mm。

第三类裂缝多为近支座处直裂缝，裂缝与梁平行，裂缝未贯穿，仅在板面可见，测得板面最大裂缝宽度为0.38mm。

4.2.2现浇板实体质量检测

①混凝土强度

被测构件现龄期混凝土强度推定值达到设计强度等级要求。

②板钢筋间距及保护层厚度检测

使用仪器对板底和板面钢筋间距及保护层厚度进行检测，结果见表2、表3。

抽检板底钢筋保护层在（15～23）mm之间，抽检板面钢筋保护层在（24～39）mm之间；抽检部分板底、板面钢筋平均间距偏大，不符合设计及验收规范要求。

③现浇板板厚检测

采用楼板测厚仪对被测现浇板板厚进行检测，结果见表4。

抽检现浇板板厚平均值偏小，不符合设计及验收规范要求。

4.3鉴定分析

根据裂缝分布特征、现场检测结果及验算结论综合分析：第一类裂缝和第二类裂缝为现浇板跨中或近跨中部位直裂缝、斜裂缝和现浇板角部斜裂缝，主要由于混凝土收缩或与温度应力相叠加作用引起；第三类为现浇板支座部位直裂缝，主要因支座抗弯承载力不足引起。实测板厚值偏小、板底板面钢筋平均间距值及保护层厚度值偏大对裂缝的产生与发展有影响。

5建筑混凝土结构裂缝问题成因与防治策略

5.1成因

本工程2楼楼面负弯矩区存在大量贯通长裂缝。施工单位对其进行侧面检验，发现其主要原因为钢筋保护层厚度不正常。

现浇板跨中或近跨中部位直裂缝、斜裂缝和现浇板角部斜裂缝。混凝土在浇筑后会收缩，特别是在温度变化、湿度变化较大的环境下，混凝土收缩可能导致楼板出现裂缝。在现浇板跨中或近跨中部位，混凝土收缩引起的裂缝可能表现为直裂缝或斜裂缝。

现浇板在预应力作用下，混凝土受到不同程度的拉伸。当预应力过大或施工不当时，可能导致混凝土开裂。这种情况下，裂缝通常出现在板的中部或近跨中部位。混凝土强度不足可能导致楼板在承受荷载时出现裂缝。这类裂缝通常出现在板角部，因为角部承受的荷载较大，对混凝土强度要求较高。

支座抗弯承载力不足引起的裂缝，主要是由于支座所承受的弯曲力超过了其本身的抗弯承载力，导致支座产生弯曲变形，进而产生裂缝。在设计过程中，对支座的抗弯承载力计算不准确，或者选用的支座类型和尺寸不符合实际工程需求，导致支座抗弯承载力不足；另一方面支座使用的材料质量不合格，例如强度不足、存在缺陷等，使得支座在承受弯曲力时容易发生破坏。

5.2防治策略

根据板跨度、荷载等因素，合理设置钢筋直径、间距和排数，提高板的抗弯承载力。在板的角部、跨中或近跨中部位采取加强构造措施，如增加钢筋直径、加密钢筋间距等。在适当情况下，采用预应力设计，减小混凝土的拉伸变形。

提高混凝土的强度和抗裂性能，减小裂缝产生的可能性。严格控制水泥用量，避免因水泥用量过大导致的混凝土收缩裂缝。选用高性能钢筋，确保钢筋的强度和抗腐蚀性能。

确保混凝土浇筑、养护等环节符合规范要求，采取措施减小混凝土收缩，如合理设置伸缩缝、控制混凝土浇筑速度等。保证模板的稳定性和承载力，防止混凝土浇筑过程中出现变形，确保预应力施工质量，避免过度拉伸或压缩产生裂缝。

6结语

对建筑工程进行检验具有十分重要的意义。施工单位可以通过检验与评估，及时发现并解决施工中存在的质量问题，从而提升工程的总体质量。所以，施工单位必须对混凝土结构质量进行严格把关，以提高混凝土的抗裂能力。

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