某住宅裂縫的分析與處理

潘 華

1 工程現(xiàn)狀

河南鄭州市某住宅項目,地下 2層,地上26層,總高82.7 m;?,?軸線間懸挑陽臺的挑梁高度為520 mm,懸挑長度為2.4 m,挑梁盡端有造型用構(gòu)造柱。結(jié)構(gòu)主體封頂后發(fā)現(xiàn)底部3層挑梁端部和盡端均出現(xiàn)裂縫,底層挑梁端部裂縫達(dá)0.5 mm,見圖1。

2 裂縫成因分析

根據(jù)文獻(xiàn)[1],裂縫形成原因分為兩種：一種是荷載引起的,另一種是變形引起的。從圖1的裂縫狀況來看,梁根部為受彎裂縫,梁端部為剪切斜裂縫,屬于荷載引起的裂縫。

經(jīng)過現(xiàn)場了解,施工單位懸挑梁端的構(gòu)造柱和主體結(jié)構(gòu)一起澆筑,這是造成裂縫的直接原因。構(gòu)造柱的縱筋拉通,梁縱筋錨入構(gòu)造柱,構(gòu)造柱與主體結(jié)構(gòu)一起澆筑,形成了剛性節(jié)點,構(gòu)造柱參與整體結(jié)構(gòu)工作,改變了主體結(jié)構(gòu)受力模式,與設(shè)計的結(jié)構(gòu)模型不一致,原設(shè)計結(jié)構(gòu)簡圖見圖2a),而實際的結(jié)構(gòu)簡圖見圖2b)。

設(shè)計時未考慮由此產(chǎn)生的影響,這是造成裂縫的間接原因。此處為造型所設(shè)的單獨構(gòu)造柱,并非磚墻邊緣構(gòu)造柱,而且此構(gòu)造柱在結(jié)構(gòu)圖中重點標(biāo)出,施工單位為方便施工,常常會把構(gòu)造柱和主體結(jié)構(gòu)一起澆筑完成,設(shè)計時應(yīng)注意這個問題。首先,應(yīng)在結(jié)構(gòu)說明中強調(diào)構(gòu)造柱應(yīng)后澆;另外,也需對一起澆筑產(chǎn)生的不利影響有充分估計,宜進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a充計算。

下面來分析圖2b)的結(jié)構(gòu)簡圖,結(jié)構(gòu)由層層懸挑變?yōu)楦鲗討姨袅簠f(xié)調(diào)變形,結(jié)構(gòu)逐層施工,剛度分層形成,在施工一層結(jié)構(gòu)時,荷載會通過構(gòu)造柱傳至下層懸挑梁,這樣就導(dǎo)致底部幾層荷載比原設(shè)計要大,從而產(chǎn)生梁根部的受彎裂縫和梁端部的剪切裂縫。

3 處理方案

3.1 結(jié)構(gòu)加固方案

后來設(shè)計方提出兩個方案供業(yè)主選擇,方案1：在構(gòu)造柱下增加立柱,柱下設(shè)人工挖孔樁基礎(chǔ),見圖 2c);方案2：增設(shè)拉桿和斜壓桿,利用懸挑梁根部的墻體傳遞構(gòu)造柱上的荷載。兩個方案均為轉(zhuǎn)移構(gòu)造柱的荷載,減少底部幾層懸挑梁荷載,形成類似框架結(jié)構(gòu)受力體系。考慮到樁基礎(chǔ)施工有難度,業(yè)主選擇了方案2。

圖3為加固方案2結(jié)構(gòu)圖,拉桿和壓桿組合承擔(dān)構(gòu)造柱傳下來的所有荷載,計算得出拉桿和壓桿的內(nèi)力,然后計算得出拉桿和壓桿的截面和配筋。拉桿和一層懸挑梁間設(shè)30 mm厚聚苯板,分隔新舊混凝土,以避免互相影響。在拉桿和壓桿末端設(shè)置6根豎向鋼筋植入構(gòu)造柱以連接新舊結(jié)構(gòu)。拉桿和壓桿的縱向鋼筋因受力的差異,錨固方法也區(qū)別對待：拉桿鋼筋穿過墻體彎折焊在對面鋼板上,而壓桿鋼筋植入原墻體中,用結(jié)構(gòu)膠塞孔即可。

3.2 裂縫修補方案

本工程裂縫寬度達(dá)到0.5 mm,雖然對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了加固,但因為是后處理,故對懸挑梁的裂縫寬度只能保證不擴展,但不會因此而減小裂縫。根據(jù)文獻(xiàn)[2],當(dāng)前裂縫超過容許寬度,故需對裂縫進(jìn)行修補。

對裂縫作化學(xué)灌漿處理。使用甲苯作稀釋劑配成環(huán)氧漿液,既安全可靠又能加快施工進(jìn)度。在灌漿前,將裂縫兩側(cè)2 cm～3 cm處混凝土表面灰塵、浮渣及松散層等清除干凈,露出混凝土本體。用油工刀把環(huán)氧膠泥刮抹在已用甲苯擦干凈的灌漿嘴的底盤上,厚度為1 mm左右,然后將灌漿嘴的進(jìn)漿孔對準(zhǔn)裂縫貼到所定的位置上。灌漿嘴粘住以后,沿裂縫兩側(cè)薄涂一層環(huán)氧底漆,以便封裂縫時膠泥粘結(jié)良好,涂環(huán)氧底漆的寬度為2 cm～3 cm。涂完環(huán)氧底漆后,封閉裂縫時,用油工刀將封閉裂縫用的環(huán)氧膠泥刮抹到裂縫處,膠泥厚度在1 mm左右,封縫寬度為2 cm～3 cm,刮抹膠泥時盡可能防止小孔并使之表面平整,以保證裂縫的密封效果,能承受較高的灌漿壓力,待封閉裂縫用的膠泥固化以后進(jìn)行灌漿。此時,需要保持灌漿壓力在0.2 MPa以上,待漿液從進(jìn)漿嘴進(jìn)入到從另一灌漿嘴流出時,用細(xì)鐵絲把出漿嘴口上膠管封閉,然后繼續(xù)加壓灌漿,直到壓力基本穩(wěn)定后,再保持一定的灌漿時間。結(jié)束灌漿時,在設(shè)計灌漿壓力下封閉所有的漿嘴,以保持裂縫內(nèi)漿液的壓力,使固結(jié)體密實,與縫壁粘結(jié)牢固。待裂縫內(nèi)的漿液不流以后,即可將灌漿嘴打下,并用封閉裂縫用的環(huán)氧膠泥或摻入水泥的灌漿液把灌漿嘴封好。

為保證裂縫修補的質(zhì)量,必須注意如下兩點：1)要把好粘貼灌漿嘴這一關(guān)。應(yīng)根據(jù)裂縫的走向考慮布置灌漿嘴的位置,同時灌漿嘴要粘在裂縫較寬處,并使灌漿嘴的進(jìn)漿孔對準(zhǔn)裂縫,保證灌漿嘴與裂縫連通。在一條裂縫上應(yīng)布置進(jìn)漿、排氣、出漿用的灌漿嘴。灌漿嘴要四通八達(dá),以使灌漿時進(jìn)漿順利;2)要把好灌漿壓力關(guān)。裂縫一般都比較細(xì)小,因此完全靠壓力把漿液注到裂縫內(nèi)部。裂縫內(nèi)漿液是否飽滿取決于灌漿的壓力大小。為保證漿液能充滿裂縫內(nèi)的空間,灌漿壓力不能低于0.2 MPa,而且在灌漿過程中,還必須封住進(jìn)漿嘴和出漿嘴,以保證裂縫內(nèi)的漿液在有壓力的狀態(tài)下固化,否則會造成裂縫內(nèi)漿液不滿。

4 結(jié)語

通過對某工程項目裂縫成因分析,指出某些非結(jié)構(gòu)構(gòu)件如構(gòu)造柱等可能會改變結(jié)構(gòu)整體受力形式,提請設(shè)計和施工人員予以充分重視,并提出了裂縫的解決方案,供類似工程參考。

[1]王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,1997：6.

[2]GB 50010-2002,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[3]黃崇煥.建筑施工裂縫控制措施初探[J].山西建筑,2009,35(27)：156-158.