现浇混凝土结构的试验检测方法

陈相秀++陈小俊

摘 要：该文采用原位加载试验方法，对有质量问题的屋面结构进行结构性试验，以评估在正常使用极限状态下结构的使用功能，并从荷载确定、加载及测量方法、结果判定等几个方面加以描述，提出了合理的意见和建议。

关键词：试验 检测 屋面结构 加载

中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（c）-0063-01

某小高层住宅工程屋面，为框架结构不上人屋面，混凝土强度等级为C25，板厚120mm，最大跨度3.8m，单体屋面层建筑面积约400m2，配筋为Ф10@200，双向双层，该屋面混凝土浇捣时间为春夏交替季节，拆模后板底出现较多的不规则裂缝，雨天后出现较普遍的渗漏水现象，后通过防水剂作防水处理后，渗漏水现象得以基本消除，同时，对同批次浇筑混凝土的梁、墙（柱）进行回弹仪及钻芯取样检测，检测结果混凝土强度均合格，但有少数人还是提出将整个屋面板敲掉重来，而大部分对此持反对意见，为统一处理意见，经建设单位牵头组织，召开由建设、设计、监理、施工及商品混凝土厂等五方专家组成的研讨会，最后大家统一意见为：除要求提供商品混凝土厂当天供应同类混凝土的所有工地记录以及混凝土所需材料特别是能证明水泥安定性合格的原始凭证外，决定对现场现有屋面板结构做一次使用状态试验，以验证或评估在正常使用极限状态下结构的使用功能。

1 检测方案

1.1 检测数量和试验位置确定

由于该屋面结构有多跨的双向板，考虑多跨结构的连续性，根据结构力学原理，当加荷的多跨连续梁（板）超过5跨时，可近似采用5跨连续梁（板）代替，但考虑到试验方便性，且设计荷载计划采用上人屋面代替非上人屋面，因此，根据现场实际观感质量情况，选取相对质量较差的三跨区间，同时，考虑到跨度及约束条件等因素，选取其中一个边跨及相对跨度较大的相邻二跨进行原位加载试验，基本能保证该结构试验结果的可靠性。

1.2 试验荷载的确定

偏于安全考虑，尽管该工程屋面设计为非上人屋面（实际设计荷载为0.5kN/m2），试验时按上人屋面考虑，设计荷载按2.0kN/m2计算，由于楼板自重已存在，不再考虑，仅考虑建筑找坡层平均厚度10cm及屋面活载，活荷载取Sg=2.0kN/m2，根据《混凝土结构试验方法标准》GB/T50152关于检验构件在正常使用极限状态下，其准永久组合设计值=恒载设计值+可变荷载×可变荷载准永久值系数，最大加载值为：S=1.35×0.10×20.0+2.0×0.4=3.5kN/m2，即试验的最大加载限值取3.5kN/m2。

1.3 加载及测量方法

利用现场尚未进行屋面装饰的有利条件，根据《混凝土结构试验方法标准》GB/T50152第5.2.12条，采用流体（水）进行均布加载，在需要试验的屋面周边砌墙并涂刷防水涂料作为侧向围挡，再逐渐加水的加载方法（采取分级加载，每级加载量不大于0.2倍的加载值），使得荷载分布更加均匀，更接近于设计的荷载状态。

（1）加荷方式1：三跨加载，采用逐级累加的方式，加载大小分别为0.7kN，1.4kN，2.0kN，2.4kN，2.8kN，3.1kN，3.5kN，即水位离屋面板面高度分别控制在7cm，14cm，20cm，24cm，28cm，31cm及35cm。卸荷大小分别为3.1kN，2.4kN，1.4kN，0kN，即水位分别降至31cm，24cm，14cm，0cm。

（2）加荷方式2：二跨加载，采用逐渐累加的方式，加载大小分别为0.7kN，1.4kN，2.0kN，2.4kN，2.8kN，3.1kN，3.5kN，即水位离屋面板面高度分别控制在7cm，14cm，20cm，24cm，28cm，31cm及35cm。卸荷大小分别为3.1kN，2.4kN，1.4kN， 0kN，即水位分别降至31cm，24cm，14cm，0cm。

（3）加载程序：先进行加荷方式1再进行加荷方式2，加载前，先用石灰膏填筑砌体内侧周边，高度约36cm，采用缓慢加水的方式。

（4）试验仪表：每个加荷方式安装5个挠度观察点，分别沿双向板对角线安装在大间中间及梁边位置各1个，邻近小间中间1个，观察仪器采用百分表（百分表用钢管支架固定）；裂缝宽度可采用40倍读数显微镜观测。

（5）数据观测：正常使用荷载前，即分别加水至7cm，14cm，20cm时，每级加（卸）荷维持时间10min，每级加（卸）荷后10min，20min，30min各读一次百分表读数并观察一次裂缝开展情况；超过正常使用荷载后即加水至大于20cm高度后，每级加（卸）荷维持时间10min，每级加（卸）荷后5min，10min各读一次百分表读数并观察一次裂缝开展情况。每次加载后注意楼板的裂缝扩展情况，当荷载加至正常使用极限状态时，即加水至35cm高，持续时间12h以上。

2 实测结果及判定

2.1 结果判断

如果加载至3.5kN/m2仍未见新展开的裂缝，旧裂缝未观察到进一步扩展，根据《混凝土结构试验方法标准》GB/T50152第9.3.2条，挠度检验允许值为[δs]=[δf]/θ，当lo<7m时，[δf]（受弯构件挠度设计限值）=lo/250，θ=1.6～2.0（荷载长期效应组合对挠度增大的影响系数）。取最不利考虑，[δs]=lo/250×2=l0/500，即实测的挠度允许值δs°，如满足条件δs°≤lo/500（l0为板的计算跨度），且未见新旧裂缝的进一步产生或扩展，即各检验指标全部满足要求，应判断结构性能满足正常使用极限状态的要求。

2.2 结论判定

通过加荷方式1和加荷方式2的观察记录，从未观察到新开展的裂缝产生，原有旧裂缝也未见扩展，且无渗漏水现象发生，记录的挠度值为1.25mm～3.56mm，最大挠度小于1/500的板跨，据此判断，该屋面结构性能满足上人屋面条件下的正常使用极限状态的要求。

3 结语

通过上述一系列试验检测，该工程屋面结构满足正常使用极限状态要求，经各参建方负责人签认，原有结构不必敲掉重来，但由于原有屋面板底部不规则的旧裂缝较多，尽管已作防水处理并在原位加载试验中，亦未发现渗漏水现象，为预防今后可能发生的屋面渗漏水现象，进而直接影响到室内的正常使用，有必要对原有的屋面防水做加强处理，增加3mm厚高分子防水涂料一道，以确保屋面结构的正常使用功能。

参考文献

[1] 中国建筑科学研究院.GB/T 50152 -2012混凝土结构试验方法标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2] 中国建筑科学研究院.GB50010-2010混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.endprint