1、裂縫與結構安全性鑒定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構安全性鑒定。本文從裂縫分析簡述結構鑒定的復雜性，討論鑒定中應當注意的技術細節(jié)，以期同行對結構鑒定的規(guī)范化、程序化進行深入思考。關鍵詞：安全性鑒定;裂縫；裂縫鑒定；檢測；結構驗算；混凝土品質(zhì)；質(zhì)量控制1 前言安全性鑒定中的構件通常都會出現(xiàn)裂縫，裂縫的檢查、檢測、性質(zhì)判斷以及裂縫的關聯(lián)性分析對結構整體的安全性判斷起著至關重要的作用。裂縫的成因一般都會成為結構質(zhì)量形成過程中的缺陷的重要依據(jù)。對裂縫的鑒定應該成為一項規(guī)范性較強的標準操作。2 裂縫鑒定的一般程序2.1 普通檢測2

2、.1.1 現(xiàn)狀調(diào)查：裂縫的型式描述、寬度、長度、在結構中構件上的分布、是否貫通（非貫通裂縫應該分類調(diào)查裂縫的深度）、縫內(nèi)情況描述；2.1.2 裂縫表面情況描述、裂縫兩側(cè)是否有剝離情況；2.1.3 詳細調(diào)查各類裂縫的出現(xiàn)時間和裂縫發(fā)展過程，這對裂縫的類型和成因判斷很重要；2.1.4 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)裂縫的構件是否伴隨出現(xiàn)可見的變形；2.1.5 設計資料調(diào)閱：施工圖和結構計算書；2.1.6 施工情況調(diào)查：相關部分的混凝土配合比、原材料試驗資料、試塊報告（詢問中間是否有實物檢測，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

3、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，應在報告中酌情提出，同批次混凝土質(zhì)量應該受到比較嚴重的質(zhì)疑）。各批次混凝土澆筑期內(nèi)的氣候情況應重點關注，監(jiān)理方面的資料和證詞應當作為一項單獨調(diào)查的內(nèi)容；2.1.7 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。2.2 附加檢測2.2.1 構件尺寸的核對和鋼筋調(diào)查：對構件的承載力發(fā)生懷疑的時候應該記錄構件的尺寸、鋼筋位置和鋼筋的規(guī)格，必要時應該做微破損檢查；2.2.2 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；2.2.3 建筑

4、物沉降觀測：如果受檢建筑已經(jīng)安排沉降觀測，應該調(diào)閱資料。當懷疑裂縫與沉降有關，同時無法獲得沉降觀測資料時，應當調(diào)查與假設的沉降可能相伴發(fā)生相關現(xiàn)象；2.2.4 裂縫發(fā)展調(diào)查：裂縫是否穩(wěn)定，若有發(fā)展應對正在發(fā)生的發(fā)展過程進行監(jiān)測；2.2.5 結構環(huán)境調(diào)查：當混凝土出現(xiàn)過速劣化的情況時，這一項內(nèi)容很重要；2.2.6 混凝土品質(zhì)檢測：這一項內(nèi)容一般是在現(xiàn)象上已經(jīng)對混凝土品質(zhì)發(fā)生嚴重質(zhì)疑，結果判斷中品質(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、通過對混凝土結構的顯微鏡觀察（做對比觀察最好）了解混凝土成分的異常情況（如水泥水化中止、骨料雜質(zhì)過多、離析等）。2.3、

5、技術人員分析：普通檢測階段，技術人員就應當介入。如果根據(jù)普通檢測內(nèi)容就能夠確定裂縫的性質(zhì)以及對結構的影響，檢測可以到此為止；附加檢測應該根據(jù)分析人員的要求提出檢測內(nèi)容。分析結論中應該包括裂縫的分類屬性、成因、對建筑物的影響和加固要求。由于安全鑒定的委托中一般不包括加固方案，加固要求盡量不提及具體的工藝措施。開始普通檢測分析并提出處理要求可不可附加檢測分析、（驗算）并提出處理要求出報告2.4、結構驗算：對承載力降低的情況一般應該進行驗算，抗震鑒定必須進行結構驗算，驗算時一般情況下應當使用與原設計相同的程序，若原設計使用程序不當，應當提出改用其他程序的理由，出現(xiàn)這種情況時應及時與委托方聯(lián)系并征得其

6、確認。裂縫檢測程序詳見右圖。 3 非結構性裂縫：此類裂縫是指并非由于受力原因造成的可見裂縫就其成因可以分為下列幾種。3.1 混凝土凝結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，其結果是毀滅性的，通常必須拆掉重做；3.2 混凝土品質(zhì)問題造成的裂縫。3.2.1 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)接写罅渴由a(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

7、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。3.2.2 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)、混凝土施工的責任劃分和監(jiān)控空檔過大造成奇異的混凝土品質(zhì)問題。一、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）。二、施工單位提出的工作性要求失當，即使是輸送高度很低的部位也要求較高的流動性。三、全地區(qū)商品砼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

8、的可能性極大，尤其在夏季是最突出的環(huán)節(jié)。四、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。3.3 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，后者與混凝土施工的批量有較高的相關性。3.4 溫度裂縫。3.4.1 環(huán)境溫度造成的裂縫：

9、環(huán)境溫度可以造成結構構件的變形不均衡，因而形成裂縫，此類裂縫一般在結構完成后形成，與建筑物的形態(tài)、建筑物構件之間存在較大溫差或材料的熱變形差異過大有關；3.4.2 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構的承載力；第二類裂縫如果有數(shù)量較多的內(nèi)部裂縫，對構件的結構性能的影響視裂縫的位置不同差異較大。3.5 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

10、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)）。4 結構性裂縫：指承載力明顯不足造成的裂縫。結構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該引起重視。4.1 可能會造成構件脆性破壞的裂縫。4.1.1 沖切破壞裂縫：板上集中荷載的周邊環(huán)狀裂縫或梁上集中荷載兩側(cè)的八字縫（豎向縫）。出現(xiàn)此類何在以當作混凝土強度、鋼筋實際布置情況調(diào)查并作抗沖切驗算；4.1.2 剪切破壞裂縫：彎剪構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)生部位如果設計

11、設置抗剪附加鋼筋應對鋼筋實際布置情況進行檢查。4.1.3 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計不當、混凝土強度過小、幾何尺寸過?。ㄓ绕涫歉叨龋┗蚧炷疗焚|(zhì)過差、澆搗不合理造成梁混凝土沿高度的分層。檢測內(nèi)容應當包括上述各種因素的影響。4.1.4 受壓構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)，檢測加固前應當采取必要的支撐措施，這類措施應當結合軸向力驗算制定。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當經(jīng)驗算后在指定位置做，最

12、好在同批次、同等級的其他構件上取芯。這類裂縫的檢測處理應當與原設計單位分工合作，若委托中指明由檢測方單獨做，應當詳細記錄結構的實際荷載情況和已完成情況，按照實際情況建模驗算。這種情況極罕見。4.1.5 鋼筋粘結力喪失造成的裂縫：結構設計中經(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。4.1.6 預應力大梁預應力錨固實效造成的裂縫：與預應力喪失同時出現(xiàn)，一旦發(fā)生梁上會同時多道深入受壓區(qū)的彎曲裂縫。遇此情況應當立即恢復支撐，支撐應當盡量施加反頂應力，重新張拉錨固裂縫自

13、然閉合。4.1.7 扭轉(zhuǎn)造成的裂縫：承受扭矩的構件沿表面的螺旋形斜裂縫，明顯承受扭矩的構件一般都有抗扭驗算，出現(xiàn)這種情況的可能性不大。但支乘大尺寸次梁的邊梁（特別是多道次梁）收到的扭矩不可忽視，在計算見圖上，次梁的端支承簡化為簡支，這與實際約束情況不符。缺少抗扭驗算的抗扭梁可能出現(xiàn)脆性破壞。5 不會造成構件脆性破壞的裂縫5.1 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。5.2 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

14、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，應該考慮其他因素同時存在。5.3 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一般受力裂縫相近，一般程度較重。6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，與結構的類

15、型、布置有關）、構件剛度、構件變形能力是否有薄弱點（與構件的材質(zhì)、連接和布置有關，包括圍護構件）關系很大。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當與勘察和設計情況、施工記錄、裂縫伴隨現(xiàn)象、沉降記錄對應思考，給出的解釋應當對不均勻沉降發(fā)生的簡圖有大致的勾勒，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。此時現(xiàn)場測量、檢查記錄和定性的分析比計算重要。裂縫的成因十分復雜，對結構的影響也是十分復雜的，這種影響萬萬不能定量分析

16、，做鑒定的結論應當十分謹慎?，F(xiàn)在的檢測結論中流行一種觀念，溫度縫、收縮縫對結構受力沒有直接影響。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水平力在各承力構件中的重分配，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難性的。結構鑒定的復雜性往往較之設計尤強，在現(xiàn)階段，鑒定依據(jù)的檢測、計算手段不足。在做結構鑒定工作時，從委托階段就應該嚴謹?shù)亟缍üぷ鞣秶?，下結論時，特別是缺陷對結構性能影響的結論，措辭應當嚴謹謹慎，嚴禁出現(xiàn)外延可以隨意伸展的模