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【摘 要】某框架结构主体完工后发现主梁两侧板面在梁板交接处出现多道裂缝，经过现场踏勘并结合理论分析裂缝可能的成因，后经检测印证，并采取相应加固措施。
【关键词】板裂缝；检测；加固
Crack accident of concrete slab and its disposal
Wang Ying
（Shaanxi Chenguang Architectural Design Research Co.， Ltd Xi'an Shaanxi 710075）
【Abstract】After the completion of the main structure of a frame structure， it is found that there are multiple cracks in the joints of the beam on both sides of the main girder. After the site reconfiguration and the theoretical analysis of the possible causes of the cracks， the test is confirmed and the corresponding reinforcement measures are taken.
【Key words】Plate cracks；Testing；Reinforcement
1. 工程概况
（1）陕西省咸阳市某建筑工程，主楼为地上15层地下1层，裙楼为地下1层，地上4层。其主楼梁、板混凝土强度等级均为C35，裙楼为C30。原先由前设计院按照酒店功能完成设计，工程己封顶多时。该工程主体完工后，部分梁板交接处板表面有裂缝产生。另行委托我院修改建筑功能，将其改造成为医疗建筑。
（2）经现场踏勘，将该工程裙房2层～4层梁板交接处附近灰尘扫除并仔细观察后能发现明显裂缝，裂缝长度多为梁的跨度，多分布在框架梁的两侧；现场未发现板底有裂缝产生。经现场描绘，发现裂缝主要分布在主梁两侧，多数位于梁板交接处；裂缝走向多数为沿着梁的方向，裂缝在靠近梁端时多数发生偏转，向与该梁垂直的框架梁处延伸，在裂缝较多位置，沿纵横框架梁形成近似封闭的椭圆形，如图1所示。
现场在裂缝宽度较大位置开槽后倒水，一段时间后该板底面并未有渗水痕迹，说明裂缝深度并未贯通。
图1
2. 事故实体儿检测
（1）检测单位重点对裙楼2～4层的裂缝宽度、深度及裂缝分布情况及走向等进行了检测，检测结果表明，裂缝深度多数集中在50mm～90mm之间，综合裂缝深度检测结果及渗水情况，裂缝在板厚度范围内并未贯通；裂缝宽度最小为0.18mm，最大为0.84mm，裂缝宽度多数集中在0.45mm～0.70mm之间。
（2）检测采用了非破损的回弹法对裂缝处现龄期混凝土抗压强度进行了检测，结果表明该工程混凝土构件现龄期抗压强度满足设计要求。
（3）现场对裂缝处混凝土板的钢筋配置情况进行了检测，检测结果表明该工程混凝土板表面及底面的钢筋间距满足设计及规范要求。
（4）现场对裂缝附近板顶面及底面钢筋的保护层厚度进行了检测，检测结果表明该工程板底面保护层厚度满足设计及规范要求，但板表面钢筋保护层厚度偏厚，不滿足规范要求，其表面所测6根连续钢筋的保护层厚度平均值最小值为22mm，最大值为74mm。多数保护层厚度平均值集中在30mm～64mm区域。
（5）对裙楼2～4层楼板的板厚进行了检测，检测结果表明，所测测点混凝土板厚度均满足设计要求（100mm、110）。
（6）现场对该工程的试块报告、钢筋复检报告及施工日志等资料进行了核查。该工程施工日志不全，钢筋复检资料较为齐全，复检结果合格；混凝土试块检验报告不全。经对现有资料核查及调查了解，该工程混凝土拆模时间为15天左右，在本层浇筑完后10天左右开始浇筑上一层梁板混凝土。
（7）综上所述其裂缝产生原因分析：其一，混凝土表面钢筋保护层厚度较厚，表面钢筋抵抗负弯矩的能力减弱；其二，上层混凝土浇筑4～5天后该层梁、板模板拆除，该建筑裙楼2015年11月开始施工，2015年元月主体完工，该时间段天气相对较冷，此外，从同条件试块可知多数试块在45～60天后左右测试抗压强度，可知混凝土强度增长较慢，上层混凝土、脚手架及模板作为荷载传递到该层混凝土板上，拆模较早时会导致裂缝进一步发展。
（8）因此，混凝土板表面钢筋保护层厚度较厚，抵抗负弯矩的能力减弱是裂缝产生的主要原因；此外，混凝土板在强度较低时，承受上层施工荷载，也促进了裂缝的产生。
3. 加固处理
该工程混凝土板的裂缝宽度及深度均较大，首先对裂缝进行封闭处理。现状下混凝土板的负弯矩承载力不满足要求，本工程在裂缝板表面垂直于梁的方向采用粘贴碳纤维布的方法进行加固处理。碳纤维布宽度为200mm，轴线间距为400mm，碳纤维布长度为：梁宽加两米。在粘贴碳纤维布前前应对粘贴处混凝土表面进行打磨去除浮浆，露出混凝土新界面。也可以采用粘贴钢板加固法进行加固。
4. 事故认识
（1）受弯是混凝土结构中最为广泛的受力形式，受弯裂缝也是混凝土结构中最为常见的受力裂缝形式。由混凝土结构的基本原理可知，受弯构件的截面由受拉区和受压区构成。由于混凝土抗拉性能极差，混凝土基本不能承受拉应力而由钢筋承担全部拉力，除少数预应力构件外，一般构件的受拉区均存在裂缝。因此，即使在正常使用状态下，受弯构件多半也是带裂缝工作的。受拉区裂缝，受弯裂缝一般垂直于主拉应力迹线方向，即垂直于纵向受力钢筋，即垂直裂缝。在正常使用状态钢筋应力受控的情况下，裂缝宽度不会太大。混凝土规范中对受弯裂缝宽度限值的要求综合考虑了结构的观感和耐久性要求。当构件裂缝宽度很大时，表明钢筋的拉应力较高，构件承载抗力已消耗到了一定程度。裂缝宽度达到1.5mm时，则表明纵向受力钢筋已经屈服，构件达到了承载力极限状态（破坏）。在混凝土构件试验检验标准中，通常将裂缝宽度达到1.5mm作为判断混凝土构件承载力达到极限的标志。宽度过大的受弯裂缝，原因多为配筋不足、荷载超限、钢筋移位、钢筋强度不足等。由于裂缝宽度太大反映了构件受弯抗力不足，涉及结构安全问题，应引起注意。
（2）从设计的角度考虑，原设计板支座配筋10@200，钢筋间距偏大。如何能尽量避免此类裂缝的产生或减小裂缝宽度，从裂缝的计算公式出发，ωmax=αcrΨσs/Es（1.9cs+0.08deq/ρte） 同样的板支座配筋面积，采用不同的钢筋直径来做比较。由于直径越小时板的有效高度越大，从而受拉钢筋应力σs越小；裂缝间纵向受拉钢筋不均匀系数Ψ=1.1-0.65ftk/ρteσs，可知当σs减小时Ψ值会随之减小，因此代回到裂缝计算公式中ωmax值会随之减小。本工程中板厚100mm时，经比较当分别采用直径8mm和直径10mm的钢筋计算出支座裂缝值分别为0.21mm和0.26mm。可见，当板支座部位采用间距密、直径小的配筋时，可以减小支座裂缝宽度，因此在工程中板支座处配置钢筋尽量细而密。
【关键词】板裂缝；检测；加固
Crack accident of concrete slab and its disposal
Wang Ying
（Shaanxi Chenguang Architectural Design Research Co.， Ltd Xi'an Shaanxi 710075）
【Abstract】After the completion of the main structure of a frame structure， it is found that there are multiple cracks in the joints of the beam on both sides of the main girder. After the site reconfiguration and the theoretical analysis of the possible causes of the cracks， the test is confirmed and the corresponding reinforcement measures are taken.
【Key words】Plate cracks；Testing；Reinforcement
1. 工程概况
（1）陕西省咸阳市某建筑工程，主楼为地上15层地下1层，裙楼为地下1层，地上4层。其主楼梁、板混凝土强度等级均为C35，裙楼为C30。原先由前设计院按照酒店功能完成设计，工程己封顶多时。该工程主体完工后，部分梁板交接处板表面有裂缝产生。另行委托我院修改建筑功能，将其改造成为医疗建筑。
（2）经现场踏勘，将该工程裙房2层～4层梁板交接处附近灰尘扫除并仔细观察后能发现明显裂缝，裂缝长度多为梁的跨度，多分布在框架梁的两侧；现场未发现板底有裂缝产生。经现场描绘，发现裂缝主要分布在主梁两侧，多数位于梁板交接处；裂缝走向多数为沿着梁的方向，裂缝在靠近梁端时多数发生偏转，向与该梁垂直的框架梁处延伸，在裂缝较多位置，沿纵横框架梁形成近似封闭的椭圆形，如图1所示。
现场在裂缝宽度较大位置开槽后倒水，一段时间后该板底面并未有渗水痕迹，说明裂缝深度并未贯通。
图1
2. 事故实体儿检测
（1）检测单位重点对裙楼2～4层的裂缝宽度、深度及裂缝分布情况及走向等进行了检测，检测结果表明，裂缝深度多数集中在50mm～90mm之间，综合裂缝深度检测结果及渗水情况，裂缝在板厚度范围内并未贯通；裂缝宽度最小为0.18mm，最大为0.84mm，裂缝宽度多数集中在0.45mm～0.70mm之间。
（2）检测采用了非破损的回弹法对裂缝处现龄期混凝土抗压强度进行了检测，结果表明该工程混凝土构件现龄期抗压强度满足设计要求。
（3）现场对裂缝处混凝土板的钢筋配置情况进行了检测，检测结果表明该工程混凝土板表面及底面的钢筋间距满足设计及规范要求。
（4）现场对裂缝附近板顶面及底面钢筋的保护层厚度进行了检测，检测结果表明该工程板底面保护层厚度满足设计及规范要求，但板表面钢筋保护层厚度偏厚，不滿足规范要求，其表面所测6根连续钢筋的保护层厚度平均值最小值为22mm，最大值为74mm。多数保护层厚度平均值集中在30mm～64mm区域。
（5）对裙楼2～4层楼板的板厚进行了检测，检测结果表明，所测测点混凝土板厚度均满足设计要求（100mm、110）。
（6）现场对该工程的试块报告、钢筋复检报告及施工日志等资料进行了核查。该工程施工日志不全，钢筋复检资料较为齐全，复检结果合格；混凝土试块检验报告不全。经对现有资料核查及调查了解，该工程混凝土拆模时间为15天左右，在本层浇筑完后10天左右开始浇筑上一层梁板混凝土。
（7）综上所述其裂缝产生原因分析：其一，混凝土表面钢筋保护层厚度较厚，表面钢筋抵抗负弯矩的能力减弱；其二，上层混凝土浇筑4～5天后该层梁、板模板拆除，该建筑裙楼2015年11月开始施工，2015年元月主体完工，该时间段天气相对较冷，此外，从同条件试块可知多数试块在45～60天后左右测试抗压强度，可知混凝土强度增长较慢，上层混凝土、脚手架及模板作为荷载传递到该层混凝土板上，拆模较早时会导致裂缝进一步发展。
（8）因此，混凝土板表面钢筋保护层厚度较厚，抵抗负弯矩的能力减弱是裂缝产生的主要原因；此外，混凝土板在强度较低时，承受上层施工荷载，也促进了裂缝的产生。
3. 加固处理
该工程混凝土板的裂缝宽度及深度均较大，首先对裂缝进行封闭处理。现状下混凝土板的负弯矩承载力不满足要求，本工程在裂缝板表面垂直于梁的方向采用粘贴碳纤维布的方法进行加固处理。碳纤维布宽度为200mm，轴线间距为400mm，碳纤维布长度为：梁宽加两米。在粘贴碳纤维布前前应对粘贴处混凝土表面进行打磨去除浮浆，露出混凝土新界面。也可以采用粘贴钢板加固法进行加固。
4. 事故认识
（1）受弯是混凝土结构中最为广泛的受力形式，受弯裂缝也是混凝土结构中最为常见的受力裂缝形式。由混凝土结构的基本原理可知，受弯构件的截面由受拉区和受压区构成。由于混凝土抗拉性能极差，混凝土基本不能承受拉应力而由钢筋承担全部拉力，除少数预应力构件外，一般构件的受拉区均存在裂缝。因此，即使在正常使用状态下，受弯构件多半也是带裂缝工作的。受拉区裂缝，受弯裂缝一般垂直于主拉应力迹线方向，即垂直于纵向受力钢筋，即垂直裂缝。在正常使用状态钢筋应力受控的情况下，裂缝宽度不会太大。混凝土规范中对受弯裂缝宽度限值的要求综合考虑了结构的观感和耐久性要求。当构件裂缝宽度很大时，表明钢筋的拉应力较高，构件承载抗力已消耗到了一定程度。裂缝宽度达到1.5mm时，则表明纵向受力钢筋已经屈服，构件达到了承载力极限状态（破坏）。在混凝土构件试验检验标准中，通常将裂缝宽度达到1.5mm作为判断混凝土构件承载力达到极限的标志。宽度过大的受弯裂缝，原因多为配筋不足、荷载超限、钢筋移位、钢筋强度不足等。由于裂缝宽度太大反映了构件受弯抗力不足，涉及结构安全问题，应引起注意。
（2）从设计的角度考虑，原设计板支座配筋10@200，钢筋间距偏大。如何能尽量避免此类裂缝的产生或减小裂缝宽度，从裂缝的计算公式出发，ωmax=αcrΨσs/Es（1.9cs+0.08deq/ρte） 同样的板支座配筋面积，采用不同的钢筋直径来做比较。由于直径越小时板的有效高度越大，从而受拉钢筋应力σs越小；裂缝间纵向受拉钢筋不均匀系数Ψ=1.1-0.65ftk/ρteσs，可知当σs减小时Ψ值会随之减小，因此代回到裂缝计算公式中ωmax值会随之减小。本工程中板厚100mm时，经比较当分别采用直径8mm和直径10mm的钢筋计算出支座裂缝值分别为0.21mm和0.26mm。可见，当板支座部位采用间距密、直径小的配筋时，可以减小支座裂缝宽度，因此在工程中板支座处配置钢筋尽量细而密。