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鉴定常识

    某在建高层住宅,主体结构由3栋32层塔楼及2层地下室组成。建筑设计等级及耐久性等级均为一级,采取现浇钢筋混凝土剪力墙结构,地下室为箱形基础,出人工挖孔桩支承在基岩上。本工程裂缝的部位和数量较多,本文分析裂缝发生的原因。

  1 裂缝的类型和特征

  混凝土的裂缝按引起裂缝发生的原因可分为两大类。
  1.1 外荷载引起的裂缝
  此类裂缝包含按常规计算的主要应力引起的“荷载裂缝”,以及由结构应力引起的“荷载次应力裂缝”,二者通称为结构性裂缝、受力裂缝。
  1.2 变形转变引起的裂缝
  此类裂缝包含温度、湿度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素引起的裂缝,也称非结构性裂缝。
上述两类裂缝中,前者从外荷载的作用、结构内力的形成,直至裂缝的出现与扩展,几乎都在同一时间瞬时发生并一次完成,是个“瞬时”“一次”过程。而变形荷载的作用,从环境的转变、变形的发生、到约束应力的形成、裂缝的出现与扩展等都不是在同一时间瞬时完成的,它有一个“时间过程”,是一个多次发生和发展的过程。

  2 裂缝原因分析

  根据对塔楼的裂缝调查,塔楼裂缝几乎都出现在梁构件上,既有贯穿底面的,也有不贯穿底面的,而且分布在梁的各截面上,因此塔楼的裂缝由荷载与变形(特别是收缩变形)共同引起的可能性较大。但根据对塔楼裂缝的跟踪调查,裂缝基本上没有进一步发展,且没有发现新的裂缝发生,塔楼的裂缝表示出较明显的“瞬时”“一次”过程,且塔楼的裂缝大多数出现在梁的受拉区和剪力区,其开裂为拉应力、主拉应力引起的。估计塔楼裂缝以荷载引起为主因。根据塔楼裂缝的上述特点,分析其原因如下。
  (1) 施工工艺。根据在现场对施工过程的观察、现场混凝土的检查和对施工人员的访问,发现有几个问题:一是混凝土立模和振捣方面存在不足,部分构件存在蜂窝麻面;二是混凝土的养护,养护不良,对混凝土整体质量影响十分显著,直接影响混凝土的抗裂能力;三是拆模时间,过早拆模以及在混凝土构件上过早从事后续工序,对混凝土强度的发展有一定影响,并导致裂缝的发生。
  (2) 结构设计。梁构件端部均未设置弯筋,一定水平上降低了梁的抗剪能力。从塔楼裂缝位置、数量和特征看均反映了该问题。
  (3) 材料方面。根据搅拌站提供的原材料实际计量数据看,用水量波动较大,可能导致分歧批次混凝土质量有差别。
  
   3 裂缝控制尺度

  横眉前我国规范把裂缝控制尺度分为3个等级。钢筋混凝土结构属于三级,即允许出现裂缝,但裂缝宽度要求在允许值范围内。这与国际上通用的准则基本上是一致的。但各国对裂缝宽度的要求有较大的区别。我国规范要求的最大裂缝宽度见表l,美国的规定见表2。
  根据国内外设计规范和试验资料分析,混凝土裂缝宽度一般应该控制在表3所示的范围内。
  因此,混凝土裂缝可以定性为:
  (1) 宽度小于尺度规定值者属于无害、可修复裂缝;
  (2) 宽度跨越规定值者,一般需要由设计、施工、监理、业主等有关方面共同商定处理方案;
  (3) 活裂缝需要进一步观察,待其基本稳定后才能确定处理方案。
根据本工程实际所处环境和用途,裂缝宽度允许值取0.3mm为宜。

   4 裂缝危害性分析

   通常,普通钢筋混凝土构件在内力不到30%极限荷载便出现裂缝,裂缝宽度为0.05-0.1mm,一般不跨越0.2mm,这种裂缝对结构的平安度没有影响,还可以承受70%~80%的极限荷载。许多工程的梁式结构、桁架结构等仅在自重静荷载作用下就出现受拉区开裂或剪力区主拉应力裂缝。由于拆模过早,抗拉强度不足,自重引起裂缝是经常发生的事情,因为其自重引起的内力跨越30%的极限应力。这种结构的极限承载力是不会降低的,总的平安度不变。
  本工程塔楼裂缝绝大部分出现在梁构件上,裂缝的特征是既有贯穿底面的,也有不贯穿底面的,而且分布在梁的各截面上。同时,根据对塔楼裂缝的初步跟踪调查,裂缝基本没有进一步发展,且跟踪调查时没有发现新的裂缝发生,塔楼的裂缝表示为“瞬时”“一次”过程,显现荷载裂缝的特点。但需进一步观察。

   5 结论

   (1) 塔楼的裂缝以荷载引起为主因,特别是结构自己的静荷载和施工荷载引起的可能性较大,估计为结构性裂缝。但混凝土收缩变形也是重要原因之一。
  (2) 从横眉前情况看,塔楼的现有裂缝均在裂缝允许范围内,且没有进一步发展的趋势,对工程实际危害不大,暂时不需要进行特别加固处理,但需要继续观察。


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