第３期（总第１９１期） 巍 标准与检测■ 某开裂游泳－：＇ｔＬ的结构检测与原因分析 郭行方 （福建省建筑科学研究院，福建福州３５００２５） 摘要对某开裂泳池进行结构裂缝检查和施工质量检测，结合结构有限元分析，给出了泳池开裂原因，并结合 裂缝；结构检测；有限元分析 实际情况给出泳池结构加固处理意见。 关键词１工程概况 某游泳馆位于某地下一层、地上二层现浇钢筋混凝土框 第一次裂缝调查发现梁侧裂缝主要集中于（１６—２１）一（Ｆ） 轴框架梁，表现为主梁两端支座附近斜向裂缝、跨中竖向裂 缝以及梁板交接处或梁柱交接处开裂、渗水等现象；泳池其 架结构的体育场馆内，体育馆总建筑面积约为２．０１万ｍｚ，房 屋高度为２３．５ １ｍ，上部结构分为篮球馆和游泳馆两个主要功 能区结构单元，主体结构于２０１４年建成。游泳馆内设有两个 他区域梁亦出现不同程度的开裂、渗水，其中梁支座附近出 现剪切斜裂缝，实测最大裂缝宽度尚未超过《危险房屋鉴定 标准》（ＪＧＪ １２５—９９）限值；部分游泳馆区域楼板板底沿框架柱 顶沿约４５。方向斜向开裂，主要分布于（Ｆ）轴及（Ｇ）轴，表现 出较明显的受拉裂缝特征。 第二次裂缝调查发现部分原有梁侧裂缝宽度有增大迹 象，部分梁出现新增裂缝；游泳馆区域楼板板底未见明显新 泳池——热身泳池和主泳池，尺寸分别为１３．７ｍ×２４．３ｍ和 ２１．３ｍ×５１．０ｍ，池壁下部厚度３５０ｍｍ，上部厚度２５０ｍｍ池底 厚度均为２５０ｍｍ，设计使用年限为５Ｏ年，抗震设防烈度６度 区（０．０５ｇ），抗震设防类别为重点设防类，框架抗震等级二级。 游泳馆于２０１５年７月投入运营，在使用过程中发现主泳池 池底区域部分梁板出现不同程度的开裂、渗水现象，并有扩 散趋势。经过一个月周期的裂缝监测，发现主泳池池底区域 增裂缝，但原有梁板交接处开裂、渗水有扩散迹象。 第三次裂缝调查发现存在个别梁支座附近剪切斜裂缝 增大较为明显；个别梁跨中新增一条竖向受拉裂缝；部分板 板底出现新增裂缝；部分楼板板底斜裂缝较首次裂缝普查时 延长约１５０ｍｍ，其余梁板裂缝状况与首次普查时未见明显变 化。 梁板裂缝出现增大、扩展现象，且部分裂缝宽度已达到或超 过《危险房屋鉴定标准》（ＪＧＪ １２５—９９）规定的危险点限值，存 在重大安全隐患。游泳馆外貌及平面如图１￣２。 ２现状调查 ２．１裂损情况 ２．１．１底板裂缝检查 第四次裂缝调查发现新增５处梁出现跨中竖向受拉裂 缝或梁支座附近剪切斜裂缝，原有楼板板底受拉裂缝最大裂 缝宽度测读值增大至０．３０ｍｍ。 第五次裂缝调查发现新增８根梁出现跨中竖向受拉裂 缝或梁支座附近剪切斜裂缝，其中部分梁原有裂缝宽度增大 并出现新增裂缝，部分裂缝已延伸至梁底，实测最大裂缝宽 度测读值为０．４０ｍｍ， 达到《危险房屋鉴定标 准》（ＪＧＪ １２５—９９）限 值；另有个别板底裂缝 较上次监测时裂缝长 度有所延长。 第六次裂缝调查 由于该泳池设于馆内，且泳池底下存在其他使用功能情 况，为慎重起见，对泳池结构底板裂缝进行监测，详细了解裂 缝布置及发展情况。裂缝调查共分七次，进行裂缝开展监测， 其情况大致为： 发现新增４根梁出现 跨中竖向受拉裂缝或 图１游泳馆总貌图 图２游泳馆平面图 梁支座附近剪切斜裂 ・２５・ ■标准与检测 翘 ２０１７年 要求施Ｔ；泳池底板面层现状较原设计’存在较大ｊ十１人，原设 计底板面层做法南上至下为：机械升降池底、泳池专用瓷砖、 缝，其中个别原有梁原裂缝宽度增大并出现新增裂缝，部分 裂缝已延伸至梁底，实测最大裂缝宽度测读值为０．４２ｍｍ，超 过《危险房屋鉴定标准｝（ＪＧＪ １２５—９９）限值。 撒素水泥面、２０ｍｍ厚１：４干硬性水泥砂浆、素水泥砂浆结 合层一道、Ｃ２０细石混凝土找坡、２ｍｍ厚水泥基聚合物防水 涂层、３０ｒａｍ厚内掺有机硅防水砂浆；底板面层现状南上至下 第七次裂缝调奁发现新增４根梁出现跨中竖向受拉裂 缝或梁支座附近剪切斜裂缝，其中个别梁原有裂缝宽度增大 并出现新增裂缝，部分裂缝已延伸至梁底，实测最大裂缝宽 度测读值为０．４０ｒａｍ，已达到《危险房屋鉴定标准》（ＪＧＪ １２５—９９）限值；原有楼板板底裂缝较上次监测时未见明显发 展。较典型梁、板裂缝如图３～４。 为９００～１２００ｒａｍ高塑胶升降池底、泳池专用瓷砖、干硬性水 泥砂浆、７００ｍｍ厚加气混凝土垫层、水泥基聚合物防水涂层， 取消了细石混凝土找坡及３０ｍｍ厚内掺有机硅防水砂浆。 （３）原设计泳池设备用房区域改变，并增设荷载较大的 不锈钢水箱、过滤沙缸、水泵等，使用荷载大幅超过原设汁使 用荷载。 ２．３结构检测 ２．３．１混凝土强度检测 根据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程））ＪＧＪ，Ｉ’２３和 《建筑结构检测技术标准》ＧＢ厂ｆ’５０３４４现场抽取部分柱、梁构 件进行混凝土强度回弹法检测，所检区域框架柱、泳池侧壁、 梁现龄期混凝土强度推定值为２７．３～４０．６ＭＰａ，存在部分泳 池侧壁现龄期混凝土强度推定值低于设计强度等级Ｃ３０。 ２．３．２构件尺寸及钢筋检测 图３较典型梁裂缝 （１）经量测，各层框架柱、梁及泳池池壁构件截面尺寸与 设计基本相符。 （２）现场抽取部分框架柱、梁构件进行主筋分布扫描检 测，所检框架柱、梁构件主筋根数与角筋规格均符合设计要 求。 （３）现场对泳池侧壁构件进行钢筋分布扫描检测，所检 泳池侧壁大部分水平、竖向钢筋间距较原设计均偏大，不符 合设计要求。 （４）现场抽取部分框架柱、梁构件进行箍筋分布扫描检 测，部分所检梁、柱箍筋未按规范要求全长加密，或未按要求 设置足够长度加密区，或加密间距偏大。 图４较典型板裂缝 （５）现场抽取部分泳池底板进行板底钢筋分布扫描检 测，个别所检板平行字母轴方向板底钢筋平均间距超过规范 ２．Ｉ．２泳池侧壁裂缝检查 泳池侧壁进行裂缝普查发现所检池壁裂缝均为竖向裂 缝，裂缝分布较均匀，多数裂缝贯通截面（渗漏），裂缝宽度两 端小、中间大，表现｝｛｛较典型的混凝土墙体收缩裂缝特征。实 测最大裂缝宽度测读值为０．６０ｍｍ，接近《民用建筑可靠性鉴 定标准》（ＧＢ ５０２９２—１９９９）规定的高湿度环境下钢筋混凝土 构件收缩裂缝宽度限值（＞Ｏ．６０ｍｍ）。 ２．２建筑现状调查 允许正偏差，其余所检泳池板底钢筋平均间距均符合设计要 求。 ３泳池结构计算分析 经现场施工质量检测，发现部分项目不满足原设计和国 家规范要求，但这些施工质量的缺陷应不足以造成该泳池大 面积范围的结构开裂渗水，故将根据国家有关规范对钢筋混 凝土水池结构及相应区域结构进行结构计算复核，采用中国 （１）现场调查发现，二层即泳池底板所在层建筑功能改 建筑科学研究院编制的ＰＫＰＭ系列软件“ＳＡＴＷＥ”和Ｍｉ— ｄａｓ／Ｇｅｎ有限元分析软件进行计算，Ｍｉｄａｓ／Ｇｅｎ有限元软件能 够较精细地考虑结构空间效应、水池板底具体受力情况。 ３．１计算参数 建筑结构的安全等级取二级，结构重要性系数＾ｙ。取 变较大，局部增设隔墙墙体，部分墙位改变，部分区域变为荷 载较大的浴池、桑拿室和通风机房，其余区域建筑功能使用、 结构平面布置与原设计基本相符。 （２）主泳池池壁外侧３０ｒａｍ厚保温砂浆抹面未按原设计 第３期（总第１９ｌ期） 楚建蜥 凝土抗札强度ｆＩ｜『．汁算结 标准与检测● 体详 ７～１０ 由ｆ、Ｉｆ Ｊ ｌ皋１和１部 １．０，抗震设防烈度６度ｌｘ２｛ｏ．１Ｏｇ），设汁地震分组为第一小．场 汁算，泳池底板最火十 力均趔过原没计考虑 ，Ｉｌ－超过混 地类圳取Ⅱ类，抗震没防类圳为重点没防类，框架抗震等级 二级，基本风压取０．４０ｋＮ／ｍ ，地面粗糙度Ｂ类，结构层ｆｊ晕 分泳池底板裂缝揣绘 （ ｌ１）几『知，应力云罔 ，Ｊ 底板开 按设计板厚计算，泳池底板装修荷载取６．０ｋＮ／ｍ：，ｊ 余衙绒 按围家规范取值。 ３．２ＳＡＴＷＥ计算 裂裂缝布置较为吻 、芎虑侧 水 作用Ｔ况下各项内力均 大于近似 ‘算的结果，仃限元分析可Ⅻ住 架ｆ｝＝川 板的应 力达刮最大， 此 没汁 设计过 未能够充分譬虑棚／ 的 加强措施是导致底饭裂缝，ｒ裂的重要原 之一 ＳＡＴＷＥ计算时，无法精确号虑泳池侧壁水压力的汁算． 敞考虑泳池满载１ 下水 对结构的影响，采用取池壁下端 的附加卡“矩４５ｋＮ・Ｉｌｌ／Ｉｎ．水平力４５ｋＮ／ｍ荷载等待办法进行计 算分析 经计算分析结果，ｌｌ『知泳池 满载Ｔ况下，部分二层梁 （即泳池底板所在楼 ）机弯乐载能力不满足要求．并 个 别梁抗扭承载力不越 题． ３．３ Ｍｉｄａｓ／Ｇｅｎ分析 为＿ｒ验证和分析Ｉ 述计算结果的正确性，同时也为＿ｒ得 刮结构详尽的内力币１ｌ他移结粜，利Ｈ｛Ｍｉｄａｓ／Ｇｅｎ有限元分析 软件对泳池区域结构底扳应力进行计算分析，计算分两种１ 况进行． Ｔ况一：采用近似倚载等待方法，即按原设计思路，仪学 虑泳池水压直接作川ｊ：底板。 Ｔ况二：采用实际衙裁伽置情况建模，考虑水 对侧 及周罔构件的影响；其他荷裁 前面所述．汁算模型女ｌ】 ５－６ 所示 图５工况一模型 图６工况二模型 经过计算分析。在不弩虑侧壁水压作用的情况下，仪按 衙载等待方法计算，泳池底板在柱位的顶处最大拉应力为 ６．０４ＭＰａ，考虑侧壁水压作用的情况下，最大拉应力为 ６．８５ＭＰａ，因此，可知不管等待荷载计算还是实际荷载布置的 羹黪 登ｎ薅—一 嘲 —≯警 ：，簪—矗： 张 ｜ 挚葭蠢荔一≮曩附 Ｉ二＝ 簟ｉ Ｉ 图７考虑侧壁作用时板面应力云图 妻 瓣 鬃鼋 器黉 Ｉ ； ｉ ． ．嚣 毽忑羲蒜 薹 ÷ ０暑 ■● 垫 ｔ０ 匿 ｉ篾 氆 §鳘２≯ 辫 藤 Ｌ 图８考虑侧壁作用时板底应力云图 毒可 ８：蟊 毒＝ 叠一 ： 『一 图９未考虑侧壁作用时板面应力云图 ｐｔ三 ＿二 ； 图１０未考虑侧壁作用时板底应力云图 （下转第２１页） ・２７・ 第３期（总第１９１期） 悫 浆必须饱满，不满时应及时补注。 ４．４需要注意的问题 试验研究■ ４岩土锚杆索的砂浆强度检测方法 ４．１抗压强度计算 抗压强度为一组试件的平均值，当一组试件中抗压强度 岩土锚杆索砂浆强度检测过程中，为确保检测结果精确 可靠，应该把握人为因素对强度检测可能带来的负面影响。 因此，要注重提高检测人员素质，加强检测规范标准和检测 最大值或最小值与平均值相差超过２０％时，应取中间４个试 件强度的平均值。 岩土锚杆索砂浆强度计算公式如下： ｆｃｃ＝Ｐ／Ａ 流程的学习，把握每个检测要点，确保检测工作严格按规范 要求进行。同时还要结合试验的经验、施工材料配合比设计、 施工工艺和砂浆性能、施工养护要求等，对测试结果进行全 式中：ｆｃｃ为砂浆立方体抗压强度，应精确至０．１ＭＰａ；Ｐ 为试件破坏荷载（Ｎ）；Ａ为试件承压面积ｍｍ：）。 面分析，确保检测结果准确可靠。 试件在试验过程中应连续均匀地加荷，强度等级不大于 Ｍ３０时，加荷速度应取每秒钟０．３ ０．５ＭＰａ；等级大于Ｍ３０且 ５结束语 总之，为确保岩土锚杆索砂浆综合性能，使其在工程建 设中更好发挥作用，应该遵循规范要求，做好配合比设计工 作，确保砂浆的综合性能。另外还要采取有效措施，加强砂浆 强度检测工作。从而及时、全面掌握砂浆性能，对存在的不足 采取完善措施，让岩土锚杆索砂浆在工程建设中更好发挥作 用 小于Ｍ５０时，加荷速度应取每秒钟０．５～０．８ＭＰａ；等级不小于 Ｍ５０时，加荷速度每秒钟０．８～１．０ＭＰａ。 浆体强度检验用的试块每３Ｏ根锚杆不应少于一组，应 采用边长为７０．７ｍｍ的立方体试件，每组不应少于６个试块。 ４．２检测步骤 根据施工现场基本情况，选用科学合理的方法进行岩土 锚杆索砂浆强度检测，准备好试验材料，遵循检测规范要求， 把握每个质量检测要点。在检测过程中还要做好数据记录工 参考文献 ［１】ＣＥＣＳ２２—２００５，岩土锚杆（索）技术规程，【ｓ】． 作，进行细致全面的分析，从而更为详尽、全面把握岩土锚杆 索砂浆强度情况。 ４．３检测要点 Ｉ２］ＧＢ５００８６—２０１５，岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规 范，【Ｓ］． ［３】ＧＢ１７５—２００７，通用硅酸盐水ｉＥ［ｓ］． 注浆前先检查孔位、孔深，查看是否符合要求，并将钻杆 垫板与钻杆端头焊连用高压风将孔内积水及岩碴吹净。配制 砂浆时，浆液、砂浆要随拌随用，注浆后及时插入锚杆杆体，注 ［４］ＪＧＪ６３—２００６，混凝土用水标准［ｓ】． 【５】ＪＧＪ／Ｔ７Ｏ－－２ＯＯ９，建筑砂浆基本性能试验方法标准【ｓ】． （上接第２７页） 泳池结构设计未充分考虑到水压力对池壁以及相邻结构构 ｔ』 ：Ｉ Ｉ Ｉ： ＝＝＝＝＝＝：Ｉ 件的影响，同时由于施工质量的缺陷、施工养护的不到位等 挣 ：： ： 综合因素导致了该泳池结构出现大量大规模的开裂，造成了 结构安全隐患。为了避免结构进一步恶化，应对现有裂缝进 行封闭，恢复结构整体性后，增大泳池整体刚度，并对柱位的 泳池底板部位进行构造筋加强。 ： ：ｈ ＝＝＝ ＝ ；； ： ＝ — ＩＩ： ｆ丽耐 ：： ＩＩ：＝『＝ ：ｉ／ 司ｊ： ｊ｛ ： ＩＩＩ￣ｔ ＝ 参考文献 ：＝二二＝： ｉ： ４结语 ！：ｊ： 拜…～ — ！：ｉ： ： 【１】ＧＢ／Ｔ５０３４４—２００４，建筑结构检测技术标准［ｓ】． 【２］张有才，段经民．建筑物的检测、鉴定、加固与改造［Ｍ】．北 京：冶金工业出版社，１９９７． 图１ １局部泳池板底裂缝描绘图 作者简介：郭行方（１９８２一），男，工程师，从事建筑结构检 测鉴定工作。 通过以上检测与计算分析，较为详细地了解了泳池结构 当前的裂损情况和施工质量情况；由详细的计算分析可知， ・２１・