某厂房坡道梁板开裂原因鉴定分析

李书奇，崔国芳，张仁江

（中国建筑科学研究院有限公司，北京 100013）

0 引言

近年来，我国经济发展迅速，工业设备更新速度快，而工业厂房原结构不一定能满足新设备的承载力要求，本文以存在梁板开裂状况的某厂房坡道为例，阐述该类项目的原因分析鉴定。

1 工程概况

该坡道始建于 2016 年，采用钢筋混凝土框架结构，建成投入使用后，框架梁板出现混凝土开裂、疏松脱落等状况（见图 1、图 2）。

图1 坡道外立面

图2 坡道结构平面图（单位：mm）

2 现场检测情况

2.1 结构外观现状检查

1）部分梁侧面有多条竖向裂缝，裂缝宽度在0.05～0.1 mm，大部分裂缝在箍筋位置，局部箍筋外露。

2）部分梁端有多条正八字斜向裂缝，裂缝长0.2～0.8 m，宽 0.05～0.2 mm。

3）部分板底混凝土开裂（见图 3）、局部有渗水痕迹，部分板底混凝土脱落、局部钢筋外露。

图3 板底混凝土开裂

2.2 混凝土强度检测

采用钻芯法对混凝土构件强度进行检测。检测及评定工作依据 JGJ/T 384－2016《钻芯法检测混凝土强度技术规程》［1］的有关规定进行。

混凝土强度检测结果：所检 30 根构件的混凝土强度在 32.3～59.3 MPa，均满足设计 C30 混凝土的强度等级要求。

2.3 构件钢筋配置情况抽样检测

对构件钢筋配置情况进行抽样检测，检测操作按JGJ/T 152－2008《混凝土中钢筋检测技术规程》［2］的有关规定进行。根据 GB 50204－2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》［3］，梁主筋根数应符合设计要求，箍筋间距的允许偏差为±20 mm，楼板钢筋间距的允许偏差为±10 mm。

检测结果：

1）所检 20 处梁底排主筋根数均符合要求。

2）所检 32 处梁箍筋间距均符合要求。

3）所检 20 处板底钢筋间距中，6 处单向板分布钢筋间距不符合要求，受力钢筋间距符合要求。

2.4 梁板钢筋保护层厚度抽样检测

对钢筋混凝土保护层厚度进行检测，检测操作按 JGJ/T 152－2008《混凝土中钢筋检测技术规程》的有关规定进行。依据 GB 50204－2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》要求，梁构件钢筋保护层厚度的允许偏差为+10 mm、-7 mm，板构件钢筋保护层厚度的允许偏差为+8 mm、-5 mm。

检测结果：

1）所检 22 根梁共 132 处梁钢筋保护层厚度中，94 处不符合要求（其中 92 处偏小）。

2）所检 10 块板共 60 处板底钢筋保护层厚度中，6 处不符合要求。

2.5 构件截面尺寸检测

对构件截面尺寸进行抽样检测，依据 GB 50204－2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》，梁、板的尺寸偏差允许值为+10 mm、-5 mm。

构件截面尺寸检测结果：所检 29 根梁、板构件的 48 处截面尺寸均符合要求。

2.6 梁板变形情况抽样检测

对梁板变形情况进行抽样检测，检测操作依据 JGJ 8－2016《建筑变形测量规范》［4］的有关规定进行。依据 GB 50010－2010《混凝土结构设计规范》（2015 年版）［5］的规定，梁板构件的挠度限值为l0/200，l0为计算跨度。

梁板变形情况抽样检测结果：所检 20 根梁、10 块板的挠度均符合要求。

现场检测结果表明，梁板存在明显开裂状况，部分单向板分布钢筋间距偏大，部分梁板钢筋保护层厚度偏小，其余检测项目符合要求。在现场检测结果的基础上，进行结构承载力验算。

3 设计工况下结构承载力验算

3.1 参数选取

1）梁加密区箍筋间距取 100 mm，非加密区箍筋间距取 150 mm。

2）梁纵向受力钢筋的保护层厚度取 30 mm，板底受力钢筋的保护层厚度取 15 mm。

3）温度荷载。该结构采用伸缩缝等构造措施，来减少温度作用对构件影响，伸缩缝间距 47.2 m，满足现浇框架最大 55 m 的规范限值，符合规范要求。故复核原设计图纸及模型时不考虑温度荷载计算。

4）楼面等效均布活荷载依据设计图纸取 50 kN/m2。

3.2 验算结果

1）原设计梁板纵向钢筋、箍筋配筋面积均满足计算要求。

2）梁挠度计算均满足规范要求。

3）楼板裂缝验算结果均满足规范要求，计算结果均＜0.3 mm 的规范限值。

设计工况下结构承载力验算结果表明，梁板存在的开裂状况与原设计无关；排除设计原因后，进行实际工况下结构承载力的验算。

4 使用环境与使用荷载检查

1）对使用环境进行调查，未发现存在造成混凝土开裂疏松的使用环境因素。

2）根据现场调查及使用车辆资料，该工程实际使用的最大重量货车为 QJ125T 阳极车，实际总重约为 50 t，单个轮压换算成等效均布活荷载约为 88 kN/m2，超过设计图纸中等效均布活荷载最大值 50 kN/m2。

5 实际工况下结构承载力验算

5.1 参数选取

1）拖车荷载。依据现场调查和车辆资料，现场拖车重量为 50 t=50 000 kg=500 kN，相应单个后轮轮压取 98 kN，考虑动力系数 1.3 后，后轮集中荷载取 127 kN。

2）梁、板构件计算方法。轮压作为集中荷载，在梁构件上的最不利位置可以确定，并计算出构件内力，故按实际使用条件计算时，采用集中荷载布置在梁构件之上，避免对梁构件采用“等效均布活荷载”这种前期估算的方法。对于板验算时，仍采用等效均布活荷载的方法，按板跨中弯矩等效的原则，127 kN 集中荷载换算成等效均布活荷载= 88 kN/m2。依据 GB 50010－2010《混凝土结构设计规范》（2015 年版）5.4.2 条，对直接承受动力荷载的构件（平台板），不应采用塑性内力重分布的方法（弯矩调幅法），应采用弹性方法计算。

3）轴距及轮距。依据车辆资料，拖车轮距取 2.25 m，混凝土料车后轴轴距取 1.35 m。

4）数量。1 台。弯矩和剪力效应不利位置如图 4 及图 5（a）、（b）所示。

图4 纵向次梁荷载布置示意图

图5 横梁荷载布置图

5）楼面活荷载考虑少量人员和杂物，取 0.5 kN/m2参与组合。

5.2 验算结果

1）梁截面抗剪、抗弯承载力均满足规范要求。

2）坡道板跨中截面抗弯承载力不满足规范要求，抗弯承载力与弯矩效应之比为 0.87。

3）板抗冲切验算等均满足规范要求。部分验算结果如表 1～表 2 所示。

表1 实际工况下梁构件抗剪承载力计算结果

表2 实际工况下板构件抗弯承载力计算结果

6 原因分析及处理建议

1）坡道板混凝土疏松开裂主要原因为使用荷载偏大，超过设计荷载；部分楼板分布钢筋间距偏大也对混凝土疏松开裂有不利影响。

2）梁混凝土开裂主要原因为钢筋保护层厚度偏小及混凝土自身收缩，与施工质量偏差和施工控制措施不到位有关；使用荷载偏大对梁端斜裂缝的发展也有不利影响。

3）建议对承载力不满足要求的坡道板进行加固处理；对梁上裂缝进行封闭处理，并对出现梁端斜裂缝的梁进行补强加固；对梁板露筋部位进行除锈及修复处理。

7 结语

本文从实体检测及承载力验算两方面入手，比较原设计工况及实际工况下结构承载力验算的结果，分析得出坡道梁板开裂的原因，为梁板后续处理提供依据。文中坡道的使用环境相对简单，工业建筑中经常有较为复杂的环境因素（温度、有害物质等），需要相关从业人员综合考虑各种因素进行鉴定及判断。Q