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裂縫與結(jié)構(gòu)安全性鑒定

文檔作者：周愛東吳問輝文檔來源： 1．安徽省建設(shè)工程抗震測試研究所有限責(zé)任公司 2．合肥市建筑工程質(zhì)量安全站		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年06月16日
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2012年第3期【總184期l 安徽建筑
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裂縫與結(jié)構(gòu)安全性鑒定
Cracks and Structural Safety Appraisa
周愛東，
(1．安徽省建設(shè)工程抗震測試研究所有限責(zé)任公司，安徽合肥
摘 要：裂縫是建筑工程常見的質(zhì)量缺陷，為確保工程的安全，對裂縫
的辨別、危害程度的確認及事故的處理均首先涉及結(jié)構(gòu)安全性鑒定。
文章從裂縫分析簡述結(jié)構(gòu)鑒定的復(fù)雜性，討論鑒定中應(yīng)當(dāng)注意的技術(shù)
細節(jié)。以期同行對結(jié)構(gòu)鑒定的規(guī)范化、程序化進行深入思考。
關(guān)鍵詞：安全性鑒定；裂縫鑒定；檢測；結(jié)構(gòu)驗算；混凝土品質(zhì)
中圖分類號：TU311．2 文獻標(biāo)識碼：B
文章編號：1 007—7359(201 2)03-0200-03
O 前言
安全性鑒定中的構(gòu)件通常都會出現(xiàn)裂縫，裂縫的檢查、檢
測、性質(zhì)判斷以及裂縫的關(guān)聯(lián)性分析對結(jié)構(gòu)整體安全性判斷起
著至關(guān)重要的作用。對裂縫的鑒定應(yīng)該成為一項規(guī)范性較強的
標(biāo)準操作。
1 裂縫鑒定的一般程序
1．1普通檢測
①現(xiàn)狀調(diào)查：裂縫的型式描述、寬度、長度、在結(jié)構(gòu)中構(gòu)件
上的分布、是否貫通(非貫通裂縫應(yīng)該分類調(diào)查裂縫的深度)、
縫內(nèi)情況描述。
② 裂縫表面情況描述、
裂縫兩側(cè)是否有剝離情況。
③詳細調(diào)查各類裂縫出
現(xiàn)時間和裂縫發(fā)展過程，這對
裂縫類型和成因判斷很重要。
④ 裂縫已經(jīng)造成的影
響：是否漏水、裂縫是否已經(jīng)
造成鋼筋銹蝕、出現(xiàn)裂縫的構(gòu)
件是否伴隨出現(xiàn)可見的變形。
⑤設(shè)計資料調(diào)閱：施工
圖和結(jié)構(gòu)計算書。
⑥施工情況調(diào)查：相關(guān)
部分的混凝土配合比、原材料
試驗資料、試塊報告(詢問中
收稿日期：201204—18
作者簡介：周愛東(1965一)，女，安徽合肥人，畢業(yè)于重慶建筑工程學(xué)
院，學(xué)士，高級工程師；國家注冊一級建造師，國家注冊監(jiān)理工程師。
， 吳問輝
230001；2．厶肥市建筑工程質(zhì)量安全站，安徽合肥230001)
間是否有實物檢測，為什么做)、調(diào)閱混凝土施工記錄(澆筑的
批次劃分、澆筑時間、運輸過程中是否有超過約定的間斷、體量
較大的批次混凝土接縫安排以及接縫處理措施。對于無進場驗
收記錄或記錄內(nèi)容空泛者，應(yīng)在報告中酌情提出，同批次混凝
土質(zhì)量應(yīng)該受到比較嚴重的質(zhì)疑)。各批次混凝土澆筑期內(nèi)的
氣候情況應(yīng)重點關(guān)注，監(jiān)理方面的資料和證詞應(yīng)當(dāng)作為一項單
獨調(diào)查的內(nèi)容。
⑦使用情況調(diào)查：已完工建筑物著重觀察有無明顯超載
的情況；未完工建筑物注重調(diào)查施工中的超載、過早加載和拆
模時間。
1_2附加檢測
①構(gòu)件尺寸的核對和鋼筋調(diào)查：對構(gòu)件的承載力發(fā)生懷
疑的時候應(yīng)該記錄構(gòu)件的尺寸、鋼筋位置和鋼筋的規(guī)格，必要
時應(yīng)該做微破損檢查。
②混凝土劣化程度和鋼筋劣化程度檢測：老舊建筑物這
一步必須做。
③建筑物沉降觀測：如受檢建筑已安排沉降觀測，應(yīng)調(diào)閱
資料。當(dāng)懷疑裂縫與沉降有關(guān)，同時無法獲得沉降觀測資料時，
應(yīng)調(diào)查與假設(shè)的沉降可能相伴發(fā)生相關(guān)現(xiàn)象。
④裂縫發(fā)展調(diào)查：裂縫是否穩(wěn)定，若有發(fā)展應(yīng)對正在發(fā)生
的發(fā)展過程進行監(jiān)測。
⑤結(jié)構(gòu)環(huán)境調(diào)查：當(dāng)混凝土出現(xiàn)過速劣化的情況時，這一
項內(nèi)容很重要。
⑥混凝土品質(zhì)檢測：這一內(nèi)容一般是在現(xiàn)象上已對混凝
土品質(zhì)發(fā)生嚴重質(zhì)疑，結(jié)果判斷中品質(zhì)描述已經(jīng)成為必須內(nèi)容
時做。檢測內(nèi)容為：混凝土強度檢測、混凝土是否有有害成分的
檢測、通過對混凝土結(jié)構(gòu)的顯微鏡觀察了解混凝土成分的異常
情況。
1．3技術(shù)人員分析
普通檢測階段，技術(shù)人員就應(yīng)介入。如根據(jù)普通檢測內(nèi)容
就能確定裂縫性質(zhì)以及對結(jié)構(gòu)的影響，檢測可以到此為止；附
加檢測應(yīng)根據(jù)分析人員的要求提出檢測內(nèi)容。分析結(jié)論中應(yīng)該
包括裂縫的分類屬性、成因、對建筑物的影響和加固要求。
1．4結(jié)構(gòu)驗算
對承載力降低的情況一般應(yīng)進行驗算，抗震鑒定必須進行
結(jié)構(gòu)驗算，驗算時應(yīng)使用與原設(shè)計相同的程序，若原設(shè)計使用
程序不當(dāng)，應(yīng)提出改用其他程序的理由，出現(xiàn)這種情況時應(yīng)及
時與委托方聯(lián)系并征得其確認。裂縫檢測程序詳見右圖。
安徽建筑 2012年第3期I總184期)
2 非結(jié)構(gòu)性裂縫
此類裂縫是指并非由于受力原因造成的可見裂縫，究其成
因，可以分為下列幾種。
2．1混凝土凝結(jié)過程的非正常變形形成的裂縫
典型的有水泥安定性問題引起的裂縫和骨料中摻有反應(yīng)
性物質(zhì)引起的裂縫，這類裂縫一般發(fā)現(xiàn)的比較早，其結(jié)果是毀
滅性的，通常必須拆掉重做。
2．2混凝土品質(zhì)問題造成的裂縫
2．2．1混凝土摻有泥土、骨料質(zhì)量低劣
合肥地區(qū)混凝土生產(chǎn)過程的監(jiān)控十分薄弱，砂石的含泥量
檢測全無第三方見證。所謂兩級配石子大多數(shù)就是中石和“瓜
子片”對摻形成(所謂的瓜子片在無有效檢查的市場情況下?lián)?
有大量石子生產(chǎn)的廢料— —石渣)，因此合肥地區(qū)混凝土的粗
骨料中石粉、針狀片狀有害碎石含量大。這不僅會影響混凝土
的強度(強度一般用加大水泥用量來解決)，對混凝土的密實度
影響尤大，這種混凝土的收縮量大、抗拉性能也不好。
2．2．2配合比不佳造成的混凝土品質(zhì)缺陷
合肥地區(qū)的混凝土生產(chǎn)、混凝土施工的責(zé)任劃分和監(jiān)控空
檔過大造成的混凝土品質(zhì)問題：①因為廠家將原材料控制中的
問題用加大水泥用量來解決(對單一的廠家來說，這也許是解
決問題最簡便的方法)；②施工單位提出的工作性要求失當(dāng)，即
使是輸送高度很低的部位也要求較高的流動性；③全地區(qū)商品
混凝土基本屬于遠距離供料，以現(xiàn)在的交通情況，運輸時間難
以控制，運輸過程中的加料、加水實際上處于無技術(shù)控制狀態(tài)，
進場的實用混凝土與生產(chǎn)單位下達的配合比失真的可能性極
大，尤其在夏季是最突出的環(huán)節(jié)；④混凝土輸送方案與混凝土
施工方案脫離，這就造成生產(chǎn)廠家一味追高混凝土的較大流動
性。
以上問題造成混凝土自身的收縮性很大、混凝土密實性差
且差異大、混凝土容易產(chǎn)生泌水離析等情況，這是合肥地區(qū)的
收縮裂縫大量出現(xiàn)的重要原因。
2．3混凝土澆筑養(yǎng)護期間的問題
混凝土施工安排不合理，在澆筑量大時尤其嚴重，澆筑順
序、混凝土澆搗終止條件控制、接縫處理這些重要的技術(shù)控制
在許多現(xiàn)場都處于完全缺失狀態(tài)。養(yǎng)護期容易發(fā)生早期失水過
速、過早加載和拆模過早的問題。前者造成的裂縫與澆筑情況
密切相關(guān)，后者與混凝土施工的批量有較高的相關(guān)性。
2．4溫度裂縫
2．4．1環(huán)境溫度造成的裂縫
環(huán)境溫度可以造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形不均衡，因而形成裂
縫，此類裂縫一般在結(jié)構(gòu)完成后形成，與建筑物的形態(tài)、建筑物
構(gòu)件之間存在較大溫差或材料的熱變形差異過大有關(guān)。
2．4．2混凝土內(nèi)部溫差裂縫
大體積混凝土水化熱造成的混凝土內(nèi)部不均勻溫度場會
產(chǎn)生混凝土內(nèi)部和表面裂縫，此類裂縫由于發(fā)生在內(nèi)部且不規(guī)
律，補救比較困難，施工前的措施可以有效防止這類裂縫的出
現(xiàn)。此類裂縫在混凝土澆筑不久就會出現(xiàn)。
第一類溫度裂縫一般數(shù)量不多，與收縮裂縫相似，通常不
會直接影響結(jié)構(gòu)的承載力；第二類裂縫如果有數(shù)量較多的內(nèi)部
裂縫，對構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能的影響視裂縫的位置不同差異較大。
2．5鋼筋銹蝕造成的裂縫
鋼筋銹蝕時產(chǎn)生的氧化物體積膨脹會將外側(cè)混凝土漲開，
銹蝕初期的裂縫為沿鋼筋的縱向裂紋，嚴重時裂縫會發(fā)展成伴
隨崩落的破裂帶(老舊建筑物可能出現(xiàn))。
3 結(jié)構(gòu)性裂縫
結(jié)構(gòu)性裂縫是承載力不足造成的，不同類型的受力形成的
裂縫危害性不同，這種差異不僅在加固時有意義，檢測以及加
固前措施選擇時也應(yīng)該引起重視。
3．1可能會造成構(gòu)件脆性破壞的裂縫
① 沖切破壞裂縫：板上集中荷載的周邊環(huán)狀裂縫或粱上
集中荷載兩側(cè)的八字縫(豎向縫)。
②剪切破壞裂縫：彎剪構(gòu)件的剪力最大處的斜裂縫或接
縫、酥松部位的橫斷面貫穿裂縫。做混凝土強度檢測，發(fā)生部位
如果設(shè)計設(shè)置抗剪附加鋼筋應(yīng)對鋼筋實際布置情況進行檢查。
③梁的受壓一側(cè)的縱向裂縫：若發(fā)生在彎矩最大部位有
可能是受壓區(qū)混凝土達到極限變形的征兆，這種情況一般發(fā)生
在超筋梁。形成超筋這種情況的可能有設(shè)計不當(dāng)、混凝土強度
過小、幾何尺寸過小(尤其是高度)或混凝土品質(zhì)過差、澆搗不
合理造成梁混凝土沿高度的分層。檢測內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括上述各種
因素的影響。
④受壓構(gòu)件沿軸向的縱向裂縫：混凝土受壓變形接近極
限變形的征兆，出現(xiàn)此類情況是工程事故中的嚴重狀態(tài)。檢測
加固前應(yīng)當(dāng)采取必要的支撐措施，這類措施應(yīng)當(dāng)結(jié)合軸向力驗
算制定。前期若需強度參考值，不可在原位取芯。即使在采取支
撐措施以后取芯也應(yīng)當(dāng)經(jīng)驗算后在指定位置做，最好在同批
次、同等級的其他構(gòu)件上取芯。這類裂縫的檢測處理應(yīng)當(dāng)與原
設(shè)計單位分工合作，若委托中指明由檢測方單獨做，應(yīng)當(dāng)詳細
記錄結(jié)構(gòu)的實際荷載情況和已完成情況，按照實際情況建模驗
算。
⑤鋼筋粘結(jié)力喪失造成的裂縫：結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)抗
彎縱筋密度過高，鋼筋混凝土上下形成近乎脫離的兩塊，這種
情況下可能出現(xiàn)沿鋼筋的縱向裂縫，一般出現(xiàn)在梁的側(cè)邊，這
類裂縫與銹蝕裂縫的差別是鋼筋無銹蝕。此類裂縫少見但很難
加固。
⑥預(yù)應(yīng)力大梁預(yù)應(yīng)力錨固實效造成的裂縫：與預(yù)應(yīng)力喪
失同時出現(xiàn)，一旦發(fā)生梁上會同時出現(xiàn)多道深入受壓區(qū)的彎曲
裂縫。遇此情況應(yīng)當(dāng)立即恢復(fù)支撐，支撐應(yīng)當(dāng)盡量施加反頂應(yīng)
力，重新張拉錨固裂縫自然閉合。
⑦扭轉(zhuǎn)造成的裂縫：承受扭矩的構(gòu)件沿表面的螺旋形斜
裂縫，明顯承受扭矩的構(gòu)件一般都有抗扭驗算，出現(xiàn)這種情況
的可能性不大。
4 不會造成構(gòu)件脆性破壞的裂縫
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2012年第3期(總184期) 安徽建筑
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①梁上的彎曲裂縫：出現(xiàn)在梁下彎矩最大處，一般是因為
抗彎鋼筋配置不足，此類裂縫兩側(cè)同時出現(xiàn)，下大上小，裂縫不
延展到受壓區(qū)不會出現(xiàn)脆性破壞。
②板上彎曲裂縫：板下中部沿板的長向出現(xiàn)的裂縫，對于
近乎正方形的板可能會在兩個互相垂直的方向同時出現(xiàn)。板底
筋不足所致，下大上小，一般不會貫通，若貫通，板厚過小的可
能比較大(板面有較厚的酥松浮漿層與板厚過小效果相同)。裂
縫一般不至于發(fā)展到板邊，若發(fā)展到板邊，應(yīng)該考慮其他因素
同時存在。
③ 板上早期受力裂縫：拆模過早或(和)早期超載造成的
裂縫，根據(jù)拆模(拆支撐)、加載的情況不同，裂縫差別很大。單
純的拆模早造成的裂縫最常見的就是板角八字形縫，與板角負
筋下沉的裂縫相近(可能會同時存在板角負筋下沉情況)，只是
比較嚴重些，一般會貫通。此類裂縫若出現(xiàn)半邊環(huán)狀縫(同時有
板下中間縫)，拆模時的混凝土強度很低。早期超載的裂縫與板
的～般受力裂縫相近，一般程度較重。
5 沉降裂縫
沉降造成的裂縫與沉降情況、建筑物的整體剛度(豎向剪
彎剛度，與結(jié)構(gòu)的類型、布置有關(guān))、構(gòu)件剛度、構(gòu)件變形能力是
否有薄弱點(與構(gòu)件的材質(zhì)、連接和布置有關(guān)，包括圍護構(gòu)件)
檢 關(guān)系很大。由于沉降一般有滯后性，此類裂縫一般在建筑物接
近完成或完成后很長一段時間才出現(xiàn)。沉降裂縫的出現(xiàn)一般會
伴隨出現(xiàn)其他狀況，如整體傾斜、建筑物與周邊室外地面脫開，
嚴重者可能出現(xiàn)進屋地下管道的破壞。作出沉降裂縫的解釋時
應(yīng)當(dāng)與勘察和設(shè)計情況、施工記錄、裂縫伴隨現(xiàn)象、沉降記錄對
嘉 應(yīng)思考，給出的解釋應(yīng)當(dāng)對不均勻沉降發(fā)生的簡圖有大致的勾
術(shù) 勒，簡圖能與上述資料相印證，裂縫的分布和走向與簡圖相對
應(yīng)。此時現(xiàn)場測量、檢查記錄和定性的分析比計算重要。
裂縫的成因十分復(fù)雜，對結(jié)構(gòu)的影響也是十分復(fù)雜的，這
種影響萬萬不能定量分析，做鑒定的結(jié)論應(yīng)當(dāng)十分謹慎?，F(xiàn)在
的檢測結(jié)論中流行一種觀念，溫度縫、收縮縫對結(jié)構(gòu)受力沒有
直接影響，這是十分錯誤的。即便是最簡單的受彎梁，裂縫的存
在對極限荷載也有明顯的影響。板上的收縮縫通常不會造成板
的過大變形和破壞，但板的一個重要作用是承擔(dān)水平力在各承
力構(gòu)件中的重分配，即使是由于過長或局部開洞造成的單一收
縮或溫度縫，也使得這種重分配的能力在本開間喪失。由于混
凝土品質(zhì)缺陷產(chǎn)生的裂縫數(shù)量多(曾有一塊板出現(xiàn)十多道各種
走向的裂縫)、分布廣且走向不規(guī)則，這種板的平面內(nèi)剛度較之
整體板差得多，且無法做定量分析。這種情況如果出現(xiàn)在剛度
分布比較均勻的較低的多層建筑中影響尚不嚴重，如果出現(xiàn)在
高層中，對建筑物的抗震性能的影響可能是災(zāi)難性的。
結(jié)構(gòu)鑒定的復(fù)雜性往往較之設(shè)計尤強，在現(xiàn)階段，鑒定依
據(jù)的檢測、計算手段不足。在做結(jié)構(gòu)鑒定工作時，從委托階段就
應(yīng)該嚴謹?shù)亟缍üぷ鞣秶?，下結(jié)論時，特別是缺陷對結(jié)構(gòu)性能
影響的結(jié)論，措辭應(yīng)當(dāng)嚴謹謹慎，嚴禁出現(xiàn)外延可以隨意伸展
的模糊用語，提出自己看法的同時，最好同時提出“以上缺陷對
結(jié)構(gòu)性能的影響請設(shè)計單位作出自己的判斷”。這不只是謙虛，
更重要的是嚴格界定法律責(zé)任。措辭嚴謹精確是工程技術(shù)人員
的應(yīng)有素養(yǎng)，嚴格界定結(jié)論外延則是必要的自保措施，做結(jié)構(gòu)
鑒定不可不知。
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(上接第184頁)
7 結(jié)論
本文歸納了我國輕鋼規(guī)程關(guān)于連接節(jié)點的設(shè)計方法和計
算原理，得出以下幾點結(jié)論。
① 我國規(guī)范假定螺栓受力現(xiàn)行分布且中和軸為螺栓群的
形心軸，僅適用于螺栓處于彈性狀態(tài)且接觸面保持緊密貼合、
端板剛度為無限大的情況，所以此假定下的計算結(jié)果求得連接
的極限承載力偏于保守。
② 現(xiàn)行規(guī)程中的端板厚度計算公式是利用端板屈服極限
平衡原理推出的，用螺栓的設(shè)計承載力代替了螺栓的極限拉
力。規(guī)程中螺栓拉力的計算方法采用了傳統(tǒng)的三角形應(yīng)力分
布，即假設(shè)端板為平面剛性板，計算結(jié)果富余程度較大。
③規(guī)范中不能確定節(jié)點的實際剛度，也沒有判斷節(jié)點剛
度分類的標(biāo)準。
我國的現(xiàn)行規(guī)范中有關(guān)端板連接的設(shè)計假定和計算方法
均存在需要進一步研究和完善的地方。
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