房屋混凝土结构裂缝的检测及处理探析

2021-03-10胡优耀

建材与装饰 2021年5期

关键词：检测法超声波宽度

胡优耀

（上海市岩土工程检测中心，上海 200436）

0 引言

混凝土结构裂缝检测作为房屋工程结构质量检测的重要内容，其检测结果直接影响相关加固、修缮等决策。因此，应详细分析房屋混凝土结构裂缝的检测，科学评定裂缝控制等级，为评定房屋整体质量、结构安全及裂缝的后续处理提供可靠依据。

1 房屋混凝土结构裂缝出现的原因

从目前现状来看，导致房屋混凝土结构出现裂缝的原因主要分为五种，分别是混凝土收缩导致的裂缝、不均匀沉陷裂缝、化学裂缝、受力裂缝以及温度裂缝。具体而言：

（1）收缩裂缝。目前收缩裂缝主要有塑性收缩、水化以及干燥收缩裂缝，成因可分为三种，分别为：①水泥用量不科学，当该材料使用量较多时，房屋混凝土结构中所含水分则会较高，坍落度较大，使得混凝土收缩较大，进而导致混凝土开裂，形成裂缝；②骨料颗粒直径较小，含泥量较大，进而使混凝土收缩较大，进而形成裂缝；③周围环境较为干燥，外加养护时间不达标，形成裂缝。

（2）不均匀沉降裂缝。该裂缝主要因为房屋地基土质不均匀等问题造成不均匀沉降，或是由于模板刚度未达标，进而对混凝土结构造成影响，进而产生裂缝。

（3）化学裂缝。此类裂缝是混凝土集料中某些活性矿物（活性氧化硅、活性氧化铝等）与混凝土微孔中的碱溶液产生的化学反应，其反应生成物体积增大，从而导致混凝土酥松，膨胀开裂。

（4）受力裂缝。此类裂缝成因是外部荷载力超过结构构件原设计承载力，或是混凝土强度不足，或过早拆除承重模板，进而引起房屋混凝土结构开裂。不同荷载类型下的具体裂缝情况如表1 所示。

（5）温度裂缝。此类裂缝是因为大体积混凝土水化热反应或是内外部温度差较大引发的。

2 房屋混凝土结构裂缝的检测

2.1 房屋混凝土结构裂缝检测内容

在开展实际的房屋混凝土结构裂缝工作前，检测人员应明确检测内容，从而保证检测技术使用的合理性。一般情况下，房屋混凝土结构裂缝检测内容有：检测房屋混凝土结构是否存在裂缝，若是存在，需要检测裂缝具体位置、长度、宽度和深度等参数、裂缝具体走向以及裂缝形态，其中，检测重点为裂缝宽度和深度。在开展实际的房屋混凝土结构裂缝检测工作时，检测人员需要对钢筋混凝土构件裂缝宽度进行详细测量，重点掌握受力位置的裂缝宽度。若是裂缝位置处于弯曲状态的梁构件上，应对其侧面主筋的裂缝宽度进行仔细测量。需要注意的是，在开展房屋混凝土结构裂缝工作过程中，检测人员应按要求开展裂缝稳定性评估工作[1]。

2.2 房屋混凝土结构裂缝检测方法

2.2.1 目测法

目测法主要是通过肉眼对房屋混凝土结构裂缝进行观察，是较为常见的一种检测方法，主要使用的工具有放大镜。为了更加准确、清晰地观察裂缝，可以使用石灰水，通过将石灰水涂刷到具有裂缝的结构上，待其干燥后再次进行观察。该方法主要利用的原理是，当石灰水干燥后，外荷载力会导致涂层的剥落，进而出现裂缝，进而使检测人员能够清晰的通过涂层状态掌握裂缝相关情况。

表1 不同荷载类型下的裂缝情况

2.2.2 超声波检测法

超声波检测法是一种无损检测方法，主要利用的是超声波的反射原理，若是在房屋混凝土结构中探测到裂缝，超声波的声波特性会发生变化，检测人员通过掌握、分析这种变化，能够获得裂缝信息。主要是对声波到达时间对裂缝位置进行确定，或是释放声能AE 进而对裂缝各项信息进行掌握。其原理为如图1 所示。

图1 超声波检测原理

一般情况下，超声波检测主要是对房屋混凝土结构裂缝的深度进行检测，例如，当裂缝深度在500mm 之内时，可以使用超声波检测法中的单面评测法，在使用该方法进行裂缝信息检测时，检测人员应严格按照《超声法检测混凝土缺陷技术规程》开展作业。具体而言，若是在检测过程中发现首波反相，检测人员在对房屋混凝土结构裂缝深度数值进行确定时可以取相邻三点裂缝的平均值。由于反相点首波较弱，声时判断难免会存在误差，为此，在实际检测过程中，为保证首波反相裂缝深度计算更加准确，检测人员应对首波声时进行仔细确认，保证其准确性。最后，在对结果进行分析时，检测人员应选择一倍缝深和三倍缝深之内的检测结果，不满足该条件的结果予以剔除，保证结果的有效性和准确性。

需要注意的是，检测人员应结合实际情况选择合适的超声波检测法，具体而言，当只需要检测一个结构表面时，且缝深在500mm 之内时，则选择单面评测法，在该情况下，通过对跨缝声时和混凝土声速进行检测即可把握裂缝深度。当存在两个测试表面且互为平行关系时，应选择双面穿透斜测法，使检测人员判断裂缝是否构成贯穿裂缝。另外，为有效提高检测精度，尤其是使用超声波检测法时，相关检测人员应明确以下内容：①明确测试原理。检测人员应明确检测结果直接受不跨缝平测混凝土声速精度的影响，所以，在实际检测过程中，检测人员应保证混凝土结构光滑，且骨料不存在外露情况，同时，对换能器间距进行精准测量和把控，并保证测试部位尽量贴近于裂缝，从而提高检测精度；②由于实际检测过程中极易出现波形反向情况，为此，检测人员应合理改变测距，并靠近反相现象，进而提高裂缝深度检测的精准程度[2]。

2.2.3 雷达法

雷达法主要利用微波低裂缝各项信息进行检测和判断，具体而言，向目标构件发出短波脉冲信号，再接收反射波，通过分析反射波分布情况以及相关仪器位置进而对房屋混凝土结构裂缝的位置进行确定。同时，在掌握裂缝位置的同时，还能检测结构内部缺陷。

2.2.4 裂缝宽度检测技术

从目前现状来看，应用较为广泛的裂缝宽度测量方法主要有三种，具体有：①使用塞尺和对比卡，该方法操作简单，成本较低，但精度不足，为此，该方法仅适用于裂缝宽度的粗测阶段；②应用裂缝显微镜，该方法能够将检测精度控制在0.02~0.05mm 之间，主要是检测人员对显微镜焦距进行调节，并进行读书和记录工作，虽然能够保障裂缝检测精度，但劳动强度较大；③裂缝宽度测试仪，该设备直接连接显示屏，通过将放大后的裂缝图像进行显示，再对测试仪的检测结果进行人工读取，从而避免检测人员近距离对焦距进行调节，减轻检测强度和工作量。

3 处理房屋混凝土结构裂缝的有效措施

在对房屋混凝土结构裂缝进行处理时，应遵循预防大于处理的原则，最大限度避免房屋混凝土结构出现裂缝，在对已经现存裂缝进行处理时，主要采取修补措施。具体而言：①对表面裂缝进行处理时，可以使用涂覆法进行处理，主要使用环氧胶泥或是环氧树脂胶料等；②灌浆法，主要以胶结材料为基础对裂缝进行灌浆和封堵作业，例如水泥灌浆等；③对房屋混凝土结构进行加固，避免裂缝增大。该方法主要适用于裂缝宽度较宽和荷载裂缝，此类裂缝对房屋混凝土结构的安全造成影响；④混凝土置换法，该方法主要适用于存在严重损伤的房屋混凝土结构中[3]。

例如，某房屋地下室局部顶板渗水这一案例，经过相关人员全面检查，并未在停车库的顶板处发现裂缝，而是在隔壁换衣间顶板发现多条平行裂缝，在对裂缝进行检测时，对裂缝深度、宽度以及混凝土强度进行全面检测，最终发现造成该裂缝的原因是内部外温度差引起的混凝土收缩，导致混凝土开裂。在对其进行处理时，由于裂缝未对结构安全和承载力造成明显影响，主要采用灌浆法对裂缝进行填充，并使用环氧浆液在出现裂缝的结构表面粘贴玻璃纤维布，进而有效修补混凝土裂缝。