淺談某大型轉(zhuǎn)換梁普查檢測(cè)及裂縫成因分析建議

尚例代 劉凱 徐毅

陜西省建筑科學(xué)研究院

 一、工程概況

    某建筑物為地下一層，地上6層，建筑高度24米，采用框支結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)使用年限為50年，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，抗震設(shè)防烈度為7度，框支框架二級(jí)。混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)框支梁為C35。其中該轉(zhuǎn)換梁位于3層E～F/2d軸線(xiàn)位置上，梁截面尺寸為600mm×4070mm,梁長(zhǎng)為16.2m，在梁E～F段之間布置有5道次梁，次梁的間距為2700 mm,截面尺寸為300mm×550mm。該轉(zhuǎn)換梁位置如圖1所示。在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)該轉(zhuǎn)換梁出現(xiàn)了豎向裂縫。

圖1梁所在位置示意圖

    二、對(duì)該轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行普查檢測(cè)

    1、裂縫寬度及分布情況普查

    沿E～F/2d梁長(zhǎng)方向，有5道豎向裂縫，該裂縫主要分布在次梁下端，從次梁底部開(kāi)始，裂縫向下長(zhǎng)度約2m左右，最大寬度為0.5mm，該裂縫呈現(xiàn)中間稍寬，兩端較窄的形狀且已貫通。裂縫分布圖見(jiàn)圖2。

圖2裂縫分布圖

2、混凝土強(qiáng)度檢測(cè)

    根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況，對(duì)該E～F/2d鋼筋混凝土梁，依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 23-2011）的要求，采用了非破損的回彈法對(duì)其現(xiàn)齡期混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。其現(xiàn)齡期混凝土抗壓強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

表1  現(xiàn)齡期混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果

    3、鋼筋混凝土構(gòu)件配筋及保護(hù)層厚度檢測(cè)

    根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)該工程主體結(jié)構(gòu)的混凝土構(gòu)件的鋼筋配置狀況及保護(hù)層厚度采用鋼筋位置測(cè)定儀進(jìn)行了檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2   混凝土構(gòu)件鋼筋數(shù)量、位置及截面尺寸檢測(cè)結(jié)果

檢測(cè)結(jié)果表明：該梁現(xiàn)齡期的抗壓強(qiáng)度滿(mǎn)足C35設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)要求。該梁箍筋間距偏大，梁側(cè)面的混凝土保護(hù)層厚度偏大，梁底的保護(hù)層厚度偏薄。

     三、裂縫成因分析

根據(jù)該轉(zhuǎn)換梁的檢測(cè)結(jié)果,同時(shí)結(jié)合該梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其施工工藝，對(duì)該轉(zhuǎn)換梁的裂縫成因進(jìn)行分析：

1、梁側(cè)鋼筋保護(hù)層厚度偏大對(duì)受彎及受剪承載力沒(méi)影響；梁底鋼筋保護(hù)層厚度偏薄雖然對(duì)構(gòu)件的耐久性不利，但增大了截面的有效高度，提高了截面的受彎及受剪承載力，從受力的角度是有利的；箍筋間距偏大，影響結(jié)構(gòu)的受剪承載力，對(duì)受彎承載力無(wú)影響。但因受剪承載力不足出現(xiàn)的裂縫主要出現(xiàn)在梁端附近，且多為斜裂縫。本工程中該梁的裂縫為豎向裂縫，且沿梁長(zhǎng)度方向均勻分布。因此，排除由于箍筋間距偏大而產(chǎn)生裂縫的可能。

2、該轉(zhuǎn)換梁的混凝土強(qiáng)度較高，混凝土彈性模量大，徐變系數(shù)小，使混凝土的抗裂性能減小。又由于梁截面尺寸大，混凝土收縮量增大，梁的兩端與混凝土柱相連，側(cè)向剛度大，對(duì)梁的橫向收縮產(chǎn)生較大的約束作用。該梁的截面尺寸較大，施工時(shí)分兩次澆筑，第一次先澆筑1.2m，待其達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后再澆筑上部混凝土，此時(shí)已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的混凝土對(duì)第二次澆注的混凝土的收縮有很強(qiáng)的約束作用，同時(shí)梁的上部鋼筋較多，上部混凝土的收縮受到現(xiàn)澆混凝土板、次梁以及縱向鋼筋的約束，而中部?jī)H受到梁腹筋的微弱約束，當(dāng)混凝土收縮量較大時(shí)，使梁的兩個(gè)側(cè)面產(chǎn)生中間寬、兩頭窄的貫穿裂縫。

3、混凝土澆注后，在硬化過(guò)程中，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱，由于混凝土體積大，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，使截面內(nèi)外產(chǎn)生非線(xiàn)性的溫度差，由于熱脹冷縮程度的不同，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，在梁較薄弱的部位加劇了混凝土裂縫的開(kāi)展。

綜合以上分析，判定該梁的裂縫為非受力的溫度收縮裂縫。

四、結(jié)論與建議

該梁的貫穿裂縫不影響截面受壓區(qū)高度和受拉鋼筋的受力性能，不降低梁正截面受彎承載力，雖然在一定程度上削弱了斜截面混凝土的咬合力，使梁的抗剪承載力略有減低，但裂縫數(shù)量較少，裂縫寬度不大，影響程度有限。因此，該裂縫對(duì)抗彎及抗剪承載力影不大；考慮梁開(kāi)裂后，空氣中水分浸入裂縫，將會(huì)引起鋼筋銹蝕，降低構(gòu)件的耐久性。因此，為保證構(gòu)件的耐久性，建議采用壓力灌環(huán)氧樹(shù)脂漿液進(jìn)行封閉。

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)   文徑網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)項(xiàng)目投資中心：劉紅娟 尹維維 編輯  劉真 文徑 審核)