从工程质量事故鉴定实例谈现浇钢筋混凝土粱

1实例中论现浇钢筋砼粱、板裂缝的预防措施摘要：通过对两个建筑工程质量事故鉴定的实例分析，说明在现浇钢筋混凝土梁、板结构的设计、施工过程中，要避免变形（收缩、温度）裂缝的出现，还应对现有的设计构造措施、施工方法加以改进和完善，供广大同行在设计及施工过程中为提高建筑工程质量水平，予以借鉴和参考。关键词：梁板结构；变形裂缝；预防措施引言我在对两个建筑工程的质量事故鉴定过程中，发现存在现浇钢筋混凝土梁、板结构的变形（温度、收缩）裂缝问题，其中一个是现浇钢筋混凝土框架结构（粱、板整体现浇）的屋盖主、次梁侧面出现变形裂缝；另一个是砌体结构厨房、卫生间的现浇钢筋混凝土板出现沿板短边的变形裂缝。这两个建筑工程均有正规设计单位的设计图纸，粱和板的抗弯承载能力及构造措施也都符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ10－89的规定；施工单位也能按图施工，没有偷工减料行为；质量监督单位、工程监理单位也按基本建设程序对工程进行了监督和监理。但却在工程验收前后，发觉出现了在正常情况下不该出现的裂缝，建设、设计、施工、监理、监督等有关各方众说纷纭，责任不能划分，从而引起纠纷，给竣工验收和正常使用带来不必要麻烦。2两个建筑工程的裂缝概况、产生原因分析及处理建议2.1.1青岛市某县的厂房现浇屋盖梁裂缝概况（1）该建筑工程为两层现浇钢筋混凝土框架结构，建筑面积约4850m2，其柱网尺寸为8×7.5m，总长80m（中部设有一条结构缝）、总宽30m。工程于2000年12月份开工，2001年3月完成主体结构，该工程的建设，符合国家基本建设程序，具有正规设计图纸，主体结构的施工质量保证资料完整，监理、监督手续齐全。于2001年6月发现该工程的部分屋盖主、次梁侧面出现竖向裂缝，抽查二层楼盖梁，则未发现此类裂缝。（2）该裂缝与梁的轴线垂直，中部宽，上下两端细，长度100mm～500mm，（梁2高650mm，梁宽250mm），一根梁上往往出现多条裂缝。所有裂缝的最大宽度，尚未超过0.25mm。检查施工验收资料，钢筋质量、数量均符合设计要求；混凝土试块抗压强度也满足C20的设计要求。检查屋盖现浇梁板的施工质量，混凝土浇捣密实，满足现行国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）的要求。2.1.2厂房现浇屋盖产生原因分析梁裂缝该钢筋混凝土现浇梁出现的裂缝具有如下特征：（1）、裂缝垂直于梁的跨度；（2）、裂缝宽度是中间较粗，向上、向下逐渐变细；（3）、裂缝长度为向上至板底附近，向下至纵向受力钢筋处，一般情况是裂缝仅局限于梁的中部，个别情况则是裂缝贯穿梁的底面；（4）、同一根梁上往往出现多条裂缝，其间距也大致相同。当梁的宽度、高度均较大（如主梁）时，梁侧中部更易出现这类裂缝。由上述裂缝特征分析可见，该现浇屋盖梁裂缝属于砼变形裂缝（因温差、干燥、养护时浇水不够或拆模后未能潮湿养护等原因）；同时，该屋盖未设计有保温隔热层，从而加剧了裂缝的发生和扩展。而二层楼盖梁因有屋盖的遮挡，大大减轻了温度应力，所以没有出现裂缝。2.1.3裂缝处理建议（1）、该现浇屋盖梁的裂缝属于常见的变形（温度、收缩）裂缝，裂缝最大宽度小于0.25mm，尚在现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）的允许裂缝宽度范围以内。（2）、为减缓变形（温度、收缩）裂缝的进一步扩展，建议增设屋面隔热层。但由此会增加屋盖结构的荷载，建议请原设计单位对整体结构进行承载力复核验算。（3）、从建筑物的耐久性出发，建议对屋盖梁现有变形（温度、收缩）裂缝采取封闭处理措施。2.2.1黄岛市某县厂区住宅楼厨房、卫生间现浇板裂缝概况（1）该厂区住宅工程为1#、2#、3#、4#共四栋七层砌体结构，局部为底层钢筋3混凝土结构，1999年底开始施工，2000年9月完工并开始使用。该工程的建设符合国家基本建设程序，有正规的工程设计图纸，施工验收资料基本齐全，县建设工程质量监督站对其工程施工质量进行了监督。使用过程中厨房、卫生间出现严重漏水现象后，发现了现浇钢筋混凝土板裂缝，住户反应强烈。（2）厨房、卫生间的现浇钢筋混凝土板出现的裂缝表现为：多数裂缝平行于板的短向，且中间较宽，两端较细；多数裂缝穿过上、下水管洞口，远离洞口端裂缝较细；部分裂缝与预埋电线管走向一致；个别裂缝出现在板的角部，约呈45°走向。裂缝宽度分别为细微裂缝和宽度为0.15mm左右的裂缝。经现场调查和查阅施工验收资料，证实住宅工程为页岩地基，未发现地基不均匀沉降迹象；主体结构所用建筑材料，如砖、砂浆、混凝土、水泥、钢材等均符合设计要求或产品质量要求。2.2.2厨房、卫生间现浇板裂缝产生原因分析厨房、卫生间现浇钢筋混凝土板裂缝系以下综合原因所致：（1）混凝土早期硬化期间的自身收缩和温度变化引起的变形裂缝，当混凝土构件配筋率较低时或钢筋间距较大时，极易出现此类裂缝；（2）现浇板厚度较薄，分别为80mm和100mm，且预埋了直径约30mm的塑料电线管，削弱了现浇板的有效截面，混凝土在养护期间或板受力后，极易出现沿预埋电线管走向的裂缝；（3）上、下水管洞口处应力集中，且大部分的洞口为人工打凿，其打凿力对现浇板极为不利；（4）现浇板早期浇水养护不够或拆模过早、施工荷载偏大，也会加剧这些裂缝的开展，使之变多变宽。2.2.3裂缝处理建议（1）四栋住宅厨房、卫生间现浇板的裂缝，均属建筑工程的质量通病。现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ10-89规定，此类构件的允许裂缝宽度为0.3mm，四栋工程的裂缝宽度尚在允许范围之内。（2）厨房、卫生间现浇板的裂缝虽然不影响结构安全，但影响美观，视觉效果较差，部分裂缝造成厨房、卫生间渗漏，还会导致钢筋锈蚀而影响结构的耐久性4和使用功能，应予封闭和维修。3避免变形裂缝出现可以采取的设计、施工措施3.1.1避免现浇屋盖梁变形裂缝的设计措施（1）为预防现浇屋盖梁的混凝土收缩裂缝，现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ10－89中第7、2、14条规定：“当梁的截面高度超过700mm时，在梁的两侧面沿高度每隔300～400mm，应设置一根直径不小于10mm的纵向构造钢筋。”实际应用中感觉这一规定似乎偏松，建议适当加密，且宜选用螺纹钢筋作构造钢筋；当梁的宽度大于250mm时，尤其应注意加密梁腹中部的构造钢筋，同一排纵向受力钢筋数量不应小于箍筋肢数，（2）同时，现浇屋盖梁的变形裂缝还与温度变化有关。在没有保温隔热措施或保温隔热效果较差的情况下，现浇屋盖梁也经常出现变形裂缝。设计单位还应全面考虑屋面的保温隔热措施，消除温度应力对结构的不利影响。3.1.2避免现浇屋盖梁变形裂缝的施工措施施工单位还应注意梁侧的早期浇水养护工作。整体现浇粱、板结构在浇注混凝土后，施工单位一般都很重视板面的浇水养护，却容易忽视梁侧的早期浇水养护。由于“满堂红”脚手架的支模方法不易单独拆除梁的侧模，要做到梁侧的早期浇水养护，客观上也有一定难度，而且很多施工单位都主观地认为钢模板可保持梁侧面始终处于潮湿状态下，实际上，由于气温和空气湿度的不同，多数情况下，梁侧的水分都是很容易从钢模板缝隙中散失出去的，使梁侧长时间处于干燥状态，进而产生变形收缩裂缝。施工单位应设法拆除梁的侧模，以便及时浇水养护梁的侧面；或采取在模板内铺贴塑料薄膜以及封堵钢模板板缝的措施，使混凝土内水分不致散失。笔者曾注意到，有的施工单位就采用塑料薄膜包裹混凝土构件或覆盖混凝土板而不需浇水养护的成功做法，此类经验也值得借鉴。3.2.1避免厨房、卫生间现浇板变形裂缝的设计措施（1）砌体结构工程的厨房、卫生间现浇板，经常出现贯穿变形裂缝，引起漏水，影响正常使用。由于这类板一般跨度较小，沿长边的纵向分布筋偏少，较易出现平行于短边的收缩裂缝；而设计板厚往往只有80mm左右，如果再在板内预埋水5管、电线管，则会严重削弱现浇板的有效截面，出现沿预埋水、电管线走向的裂缝。宜采取增加现浇板厚度的预防措施。适当增加配置沿长向的纵向钢筋数量，缩小钢筋间距；现浇板厚度最好与预应力空心板厚度相同，以便预埋水、电管线；（2）现浇板的另一类裂缝，是四边弹性固定单向板自墙角开始伸向板中的斜裂缝，该类裂缝与墙面之间大致呈40°～50°。出现这类裂缝的设计问题是计算中将板的计算简图假定为单向简支板，这与实际情况不相符合。在荷载作用下，板中部的挠度值Wmax与计算挠度值较为一致，但越靠近板短边支座处，实际挠度值W就越小于Wmax，直至支座边处为零。由于沿着长向板带中间的挠度有显著变化，又因板带构造上的连续性和混凝土在板两个方向的收缩，由此产生较大的法向应力，导致产生较大的斜裂缝。所以，在其他条件不变的情况下，结构设计时也应适当增加现浇板的厚度，以减小板跨中的最大挠度值Wmax，这是最为有效的措施；同时，还可适当配置垂直于斜裂缝的附加构造钢筋。3.2.2避免厨房、卫生间现浇板变形裂缝的施工措施（1）支承于砖墙上的现浇钢筋混凝土板，均沿墙的周边设计有负弯矩构造钢筋，但由于施工管理等原因，这些负弯矩构造钢筋往往被踩压而下移，致使板面的保护层偏厚，在设计荷载或超荷载施工活动、局部不均匀堆料等情况的作用下，板面易出现顺墙裂缝。施工时必须加强管理，除采取一般的预防负弯矩钢筋下移措施外，还可制作钢筋支架，支撑住负弯矩构造钢筋网，使之准确就位，不致在浇捣混凝土时，车压人踩，使负弯矩钢筋下移。（2）根据气温、湿度等环境条件对现浇板采取相应保湿、保温措施，坚持养护时间，使现浇板在养护期内能够充分保持湿润。同时，还需认真考虑支撑模板刚度，防止现浇板浇筑后整体板的挠度过大；并严格控制过早在现浇板上进行超荷载的施工活动。（3）尽可能使用较小直径的预埋水、电管线，并不要将其集中设置，以避免削弱现浇板的有效截面。6结语各类建（构）筑物中的变形裂缝现象是普遍存在的一种质量欠缺，要完全消除它，必须以付出巨大的经济花费为代价，但人们对自己的居住环境要求总是会随着社会的进步和发展而越来越高，尤其是对倾其所有购买的商品房，更是关怀备至，不愿意它出现一点点裂缝，经常有住户与房屋开发商在裂缝问题上产生重点争议，有的甚至付诸于法律。我国在经济实力增强、加入WTO以后和人民生活水平不断提高的前提下，建筑工程质量的总体水平将不断提高，也应该对建筑工程质量通病的减少和消除有新的要求，以适应社会发展的需要。希望建设行政主管部门和规范标准编制单位以及建设、设计、施工等诸多方面密切配合，采取相应的措施，对现有的设计构造、施工方法加以改进和完善，以较少的花费来有效控制、消除现浇钢筋混凝土梁、板结构的变形裂缝，使建筑工程的这类质量欠缺不再出现。