胡優(yōu)耀

（上海市巖土工程檢測(cè)中心，上海 200436）

0 引言

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫檢測(cè)作為房屋工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)的重要內(nèi)容，其檢測(cè)結(jié)果直接影響相關(guān)加固、修繕等決策。因此，應(yīng)詳細(xì)分析房屋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的檢測(cè)，科學(xué)評(píng)定裂縫控制等級(jí)，為評(píng)定房屋整體質(zhì)量、結(jié)構(gòu)安全及裂縫的后續(xù)處理提供可靠依據(jù)。

1 房屋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)的原因

從目前現(xiàn)狀來(lái)看，導(dǎo)致房屋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的原因主要分為五種，分別是混凝土收縮導(dǎo)致的裂縫、不均勻沉陷裂縫、化學(xué)裂縫、受力裂縫以及溫度裂縫。具體而言：

（1）收縮裂縫。目前收縮裂縫主要有塑性收縮、水化以及干燥收縮裂縫，成因可分為三種，分別為：①水泥用量不科學(xué)，當(dāng)該材料使用量較多時(shí)，房屋混凝土結(jié)構(gòu)中所含水分則會(huì)較高，坍落度較大，使得混凝土收縮較大，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂，形成裂縫；②骨料顆粒直徑較小，含泥量較大，進(jìn)而使混凝土收縮較大，進(jìn)而形成裂縫；③周?chē)h(huán)境較為干燥，外加養(yǎng)護(hù)時(shí)間不達(dá)標(biāo)，形成裂縫。

（2）不均勻沉降裂縫。該裂縫主要因?yàn)榉课莸鼗临|(zhì)不均勻等問(wèn)題造成不均勻沉降，或是由于模板剛度未達(dá)標(biāo)，進(jìn)而對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成影響，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。

（3）化學(xué)裂縫。此類(lèi)裂縫是混凝土集料中某些活性礦物（活性氧化硅、活性氧化鋁等）與混凝土微孔中的堿溶液產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)生成物體積增大，從而導(dǎo)致混凝土酥松，膨脹開(kāi)裂。

（4）受力裂縫。此類(lèi)裂縫成因是外部荷載力超過(guò)結(jié)構(gòu)構(gòu)件原設(shè)計(jì)承載力，或是混凝土強(qiáng)度不足，或過(guò)早拆除承重模板，進(jìn)而引起房屋混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。不同荷載類(lèi)型下的具體裂縫情況如表1 所示。

（5）溫度裂縫。此類(lèi)裂縫是因?yàn)榇篌w積混凝土水化熱反應(yīng)或是內(nèi)外部溫度差較大引發(fā)的。

2 房屋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的檢測(cè)

2.1 房屋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫檢測(cè)內(nèi)容

在開(kāi)展實(shí)際的房屋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫工作前，檢測(cè)人員應(yīng)明確檢測(cè)內(nèi)容，從而保證檢測(cè)技術(shù)使用的合理性。一般情況下，房屋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫檢測(cè)內(nèi)容有：檢測(cè)房屋混凝土結(jié)構(gòu)是否存在裂縫，若是存在，需要檢測(cè)裂縫具體位置、長(zhǎng)度、寬度和深度等參數(shù)、裂縫具體走向以及裂縫形態(tài)，其中，檢測(cè)重點(diǎn)為裂縫寬度和深度。在開(kāi)展實(shí)際的房屋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫檢測(cè)工作時(shí)，檢測(cè)人員需要對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度進(jìn)行詳細(xì)測(cè)量，重點(diǎn)掌握受力位置的裂縫寬度。若是裂縫位置處于彎曲狀態(tài)的梁構(gòu)件上，應(yīng)對(duì)其側(cè)面主筋的裂縫寬度進(jìn)行仔細(xì)測(cè)量。需要注意的是，在開(kāi)展房屋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫工作過(guò)程中，檢測(cè)人員應(yīng)按要求開(kāi)展裂縫穩(wěn)定性評(píng)估工作[1]。

2.2 房屋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫檢測(cè)方法

2.2.1 目測(cè)法

目測(cè)法主要是通過(guò)肉眼對(duì)房屋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行觀察，是較為常見(jiàn)的一種檢測(cè)方法，主要使用的工具有放大鏡。為了更加準(zhǔn)確、清晰地觀察裂縫，可以使用石灰水，通過(guò)將石灰水涂刷到具有裂縫的結(jié)構(gòu)上，待其干燥后再次進(jìn)行觀察。該方法主要利用的原理是，當(dāng)石灰水干燥后，外荷載力會(huì)導(dǎo)致涂層的剝落，進(jìn)而出現(xiàn)裂縫，進(jìn)而使檢測(cè)人員能夠清晰的通過(guò)涂層狀態(tài)掌握裂縫相關(guān)情況。

表1 不同荷載類(lèi)型下的裂縫情況

2.2.2 超聲波檢測(cè)法

超聲波檢測(cè)法是一種無(wú)損檢測(cè)方法，主要利用的是超聲波的反射原理，若是在房屋混凝土結(jié)構(gòu)中探測(cè)到裂縫，超聲波的聲波特性會(huì)發(fā)生變化，檢測(cè)人員通過(guò)掌握、分析這種變化，能夠獲得裂縫信息。主要是對(duì)聲波到達(dá)時(shí)間對(duì)裂縫位置進(jìn)行確定，或是釋放聲能AE 進(jìn)而對(duì)裂縫各項(xiàng)信息進(jìn)行掌握。其原理為如圖1 所示。

圖1 超聲波檢測(cè)原理

一般情況下，超聲波檢測(cè)主要是對(duì)房屋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的深度進(jìn)行檢測(cè)，例如，當(dāng)裂縫深度在500mm 之內(nèi)時(shí)，可以使用超聲波檢測(cè)法中的單面評(píng)測(cè)法，在使用該方法進(jìn)行裂縫信息檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)人員應(yīng)嚴(yán)格按照《超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》開(kāi)展作業(yè)。具體而言，若是在檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)首波反相，檢測(cè)人員在對(duì)房屋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫深度數(shù)值進(jìn)行確定時(shí)可以取相鄰三點(diǎn)裂縫的平均值。由于反相點(diǎn)首波較弱，聲時(shí)判斷難免會(huì)存在誤差，為此，在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，為保證首波反相裂縫深度計(jì)算更加準(zhǔn)確，檢測(cè)人員應(yīng)對(duì)首波聲時(shí)進(jìn)行仔細(xì)確認(rèn)，保證其準(zhǔn)確性。最后，在對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析時(shí)，檢測(cè)人員應(yīng)選擇一倍縫深和三倍縫深之內(nèi)的檢測(cè)結(jié)果，不滿足該條件的結(jié)果予以剔除，保證結(jié)果的有效性和準(zhǔn)確性。

需要注意的是，檢測(cè)人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的超聲波檢測(cè)法，具體而言，當(dāng)只需要檢測(cè)一個(gè)結(jié)構(gòu)表面時(shí)，且縫深在500mm 之內(nèi)時(shí)，則選擇單面評(píng)測(cè)法，在該情況下，通過(guò)對(duì)跨縫聲時(shí)和混凝土聲速進(jìn)行檢測(cè)即可把握裂縫深度。當(dāng)存在兩個(gè)測(cè)試表面且互為平行關(guān)系時(shí)，應(yīng)選擇雙面穿透斜測(cè)法，使檢測(cè)人員判斷裂縫是否構(gòu)成貫穿裂縫。另外，為有效提高檢測(cè)精度，尤其是使用超聲波檢測(cè)法時(shí)，相關(guān)檢測(cè)人員應(yīng)明確以下內(nèi)容：①明確測(cè)試原理。檢測(cè)人員應(yīng)明確檢測(cè)結(jié)果直接受不跨縫平測(cè)混凝土聲速精度的影響，所以，在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，檢測(cè)人員應(yīng)保證混凝土結(jié)構(gòu)光滑，且骨料不存在外露情況，同時(shí)，對(duì)換能器間距進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量和把控，并保證測(cè)試部位盡量貼近于裂縫，從而提高檢測(cè)精度；②由于實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中極易出現(xiàn)波形反向情況，為此，檢測(cè)人員應(yīng)合理改變測(cè)距，并靠近反相現(xiàn)象，進(jìn)而提高裂縫深度檢測(cè)的精準(zhǔn)程度[2]。

2.2.3 雷達(dá)法

雷達(dá)法主要利用微波低裂縫各項(xiàng)信息進(jìn)行檢測(cè)和判斷，具體而言，向目標(biāo)構(gòu)件發(fā)出短波脈沖信號(hào)，再接收反射波，通過(guò)分析反射波分布情況以及相關(guān)儀器位置進(jìn)而對(duì)房屋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的位置進(jìn)行確定。同時(shí)，在掌握裂縫位置的同時(shí)，還能檢測(cè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷。

2.2.4 裂縫寬度檢測(cè)技術(shù)

從目前現(xiàn)狀來(lái)看，應(yīng)用較為廣泛的裂縫寬度測(cè)量方法主要有三種，具體有：①使用塞尺和對(duì)比卡，該方法操作簡(jiǎn)單，成本較低，但精度不足，為此，該方法僅適用于裂縫寬度的粗測(cè)階段；②應(yīng)用裂縫顯微鏡，該方法能夠?qū)z測(cè)精度控制在0.02~0.05mm 之間，主要是檢測(cè)人員對(duì)顯微鏡焦距進(jìn)行調(diào)節(jié)，并進(jìn)行讀書(shū)和記錄工作，雖然能夠保障裂縫檢測(cè)精度，但勞動(dòng)強(qiáng)度較大；③裂縫寬度測(cè)試儀，該設(shè)備直接連接顯示屏，通過(guò)將放大后的裂縫圖像進(jìn)行顯示，再對(duì)測(cè)試儀的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行人工讀取，從而避免檢測(cè)人員近距離對(duì)焦距進(jìn)行調(diào)節(jié)，減輕檢測(cè)強(qiáng)度和工作量。

3 處理房屋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的有效措施

在對(duì)房屋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)遵循預(yù)防大于處理的原則，最大限度避免房屋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，在對(duì)已經(jīng)現(xiàn)存裂縫進(jìn)行處理時(shí)，主要采取修補(bǔ)措施。具體而言：①對(duì)表面裂縫進(jìn)行處理時(shí)，可以使用涂覆法進(jìn)行處理，主要使用環(huán)氧膠泥或是環(huán)氧樹(shù)脂膠料等；②灌漿法，主要以膠結(jié)材料為基礎(chǔ)對(duì)裂縫進(jìn)行灌漿和封堵作業(yè)，例如水泥灌漿等；③對(duì)房屋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，避免裂縫增大。該方法主要適用于裂縫寬度較寬和荷載裂縫，此類(lèi)裂縫對(duì)房屋混凝土結(jié)構(gòu)的安全造成影響；④混凝土置換法，該方法主要適用于存在嚴(yán)重?fù)p傷的房屋混凝土結(jié)構(gòu)中[3]。

例如，某房屋地下室局部頂板滲水這一案例，經(jīng)過(guò)相關(guān)人員全面檢查，并未在停車(chē)庫(kù)的頂板處發(fā)現(xiàn)裂縫，而是在隔壁換衣間頂板發(fā)現(xiàn)多條平行裂縫，在對(duì)裂縫進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，對(duì)裂縫深度、寬度以及混凝土強(qiáng)度進(jìn)行全面檢測(cè)，最終發(fā)現(xiàn)造成該裂縫的原因是內(nèi)部外溫度差引起的混凝土收縮，導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。在對(duì)其進(jìn)行處理時(shí)，由于裂縫未對(duì)結(jié)構(gòu)安全和承載力造成明顯影響，主要采用灌漿法對(duì)裂縫進(jìn)行填充，并使用環(huán)氧漿液在出現(xiàn)裂縫的結(jié)構(gòu)表面粘貼玻璃纖維布，進(jìn)而有效修補(bǔ)混凝土裂縫。

4 結(jié)論

綜上所述，高質(zhì)量的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫檢測(cè)工作能為房屋安全性、可靠性提供保障。因此，檢測(cè)人員應(yīng)嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)程開(kāi)展檢測(cè)工作，并結(jié)合實(shí)際情況合理選擇超聲波檢測(cè)法、雷達(dá)法以及目測(cè)法，進(jìn)而提高檢測(cè)精度，促進(jìn)房屋檢測(cè)工作的可持續(xù)發(fā)展。