某房屋框架梁裂縫的檢測(cè)鑒定與加固設(shè)計(jì)

崔朋勃 唐禮 薛學(xué)濤 劉亞杰

1河南省建筑科學(xué)研究院有限公司（450000） 2中原工學(xué)院（450000）

某房屋框架梁裂縫的檢測(cè)鑒定與加固設(shè)計(jì)

崔朋勃1唐禮2薛學(xué)濤1劉亞杰1

1河南省建筑科學(xué)研究院有限公司（450000） 2中原工學(xué)院（450000）

通過(guò)某房屋框架梁裂縫的檢測(cè)鑒定，對(duì)裂縫起因、屬性和類(lèi)別作出判斷，并根據(jù)裂縫的發(fā)展程度、所處的位置和環(huán)境，分析了該工程框架梁裂縫形成的原因及其危害；根據(jù)檢測(cè)鑒定結(jié)果結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況提出了裂縫加固修補(bǔ)處理方案，可供類(lèi)似工程的加固修補(bǔ)設(shè)計(jì)參考。

框架梁；裂縫；檢測(cè)鑒定；加固設(shè)計(jì)

0 工程概況

河南省鶴壁市某大廈主體結(jié)構(gòu)類(lèi)型為框架－核心筒結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)類(lèi)型為筏板基礎(chǔ)，地下2層，地上26層，該工程目前處于裝修階段。該地區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.20 g，設(shè)計(jì)地震分組為第二組。

該工程第7層業(yè)主裝修期間，發(fā)現(xiàn)一處框架梁出現(xiàn)裂縫，為保證工程質(zhì)量安全，施工單位委托有資質(zhì)的檢測(cè)單位對(duì)該框架梁出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行檢測(cè)鑒定，分析裂縫形成的原因，并根據(jù)檢測(cè)鑒定結(jié)果提出相應(yīng)的加固修補(bǔ)處理方案。

1 檢測(cè)鑒定

裂縫的修補(bǔ)必須以結(jié)構(gòu)可靠性鑒定結(jié)論為依據(jù)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、檢測(cè)和分析，對(duì)裂縫起因、屬性和類(lèi)別作出判斷，并根據(jù)裂縫的發(fā)展程度、所處的位置和環(huán)境,對(duì)裂縫可能造成的危害做出鑒定,才能有針對(duì)性地選擇適當(dāng)?shù)男扪a(bǔ)方法[1]。

1.1 檢測(cè)內(nèi)容及方法

為正確查找所檢測(cè)梁裂縫的成因，依照《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50784-2013[2]相關(guān)要求，主要檢測(cè)鑒定內(nèi)容如下：

1）梁外觀情況調(diào)查。2）梁裂縫情況調(diào)查。

3）梁混凝土抗壓強(qiáng)度、截面尺寸、梁底受力鋼筋配置情況及受力鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)。

4）分析梁出現(xiàn)裂縫的原因。

5）根據(jù)以上檢測(cè)結(jié)果,提出加固修補(bǔ)處理方案；

現(xiàn)場(chǎng)采用回彈儀檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度，采用鋼筋位置測(cè)定儀檢測(cè)梁鋼筋配置情況和保護(hù)層厚度，采用裂縫測(cè)寬儀和鋼卷尺檢測(cè)裂縫的寬度和長(zhǎng)度，采用鋼卷尺及非金屬板厚檢測(cè)儀檢測(cè)梁的截面尺寸。

1.2 檢測(cè)結(jié)果

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),該工程結(jié)構(gòu)布置符合設(shè)計(jì)要求，所檢位置主次梁交接處,主梁上可見(jiàn)三條豎向裂縫，見(jiàn)附圖1，三條豎向裂縫中間寬、兩頭窄，裂縫均為連通梁側(cè)面及梁底的“U”形裂縫，從左邊起，第一條裂縫寬約0.1～0.2 mm，第二條裂縫寬0.1～0.2 mm，第三條裂縫寬約0.1 mm，該梁混凝土表面無(wú)蜂窩麻面等現(xiàn)象，梁無(wú)明顯變形。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，該梁混凝土抗壓強(qiáng)度、截面尺寸、梁鋼筋配置情況及受力鋼筋保護(hù)層厚度均符合設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求。

圖1 梁裂縫示意圖

1.3 裂縫原因分析

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查與檢測(cè),結(jié)合裂縫的形態(tài)位置，綜合分析認(rèn)為，該梁出現(xiàn)裂縫的主要原因是：梁混凝土澆筑成型后，因養(yǎng)護(hù)不到位，混凝土產(chǎn)生自身收縮，梁在收縮、干縮和冷縮的綜合應(yīng)力作用下，當(dāng)總的收縮應(yīng)力大于梁的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，梁表面產(chǎn)生豎直裂縫，因此，該梁出現(xiàn)的裂縫主要是由混凝土收縮和溫度變形引起的[3、4]。

1.4 檢測(cè)結(jié)論

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，經(jīng)綜合分析鑒定，該梁出現(xiàn)的裂縫不影響該結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全，但對(duì)該構(gòu)件的使用性和耐久性產(chǎn)生了一定的影響，為保證工程質(zhì)量及構(gòu)件耐久性，應(yīng)對(duì)該梁出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行修復(fù)處理。

2 加固修補(bǔ)設(shè)計(jì)

混凝土可持續(xù)發(fā)展的主要出路是延長(zhǎng)其服役期壽命，而混凝土開(kāi)裂是降低其使用壽命的主要原因[5]。該工程所檢的梁出現(xiàn)的裂縫較小，但裂縫的存在會(huì)降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件的氣密性，從而引起鋼筋的銹蝕，降低結(jié)構(gòu)的耐久性，而且裂縫的存在影響了建筑物美觀，給人造成一種不安全的精神壓力和心理負(fù)擔(dān)，因此，需對(duì)該梁出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行加固修補(bǔ)[6]。

2.1 設(shè)計(jì)原則

在加固設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮以下原則[1、5]：

1）安全性、適用性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性。

2）加固中盡可能不影響其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

3）該梁加固不能對(duì)室內(nèi)空間使用造成影響。

2.2 加固設(shè)計(jì)方案

裂縫修復(fù)首先采用低黏度且具有良好滲透性的修補(bǔ)膠液封閉裂縫通道，以抵御誘發(fā)鋼筋銹蝕的介質(zhì)侵入。

裂縫封閉完成后，在混凝土表面粘貼碳纖維布增強(qiáng)封護(hù)作用，見(jiàn)附圖2。碳纖維布粘貼時(shí)，先粘貼垂直于裂縫方向的碳纖維布，以防止裂縫進(jìn)一步發(fā)展，然后粘貼順裂縫方向的碳纖維布，起到增強(qiáng)封護(hù)的作用。

碳纖維布采用高強(qiáng)度Ⅰ級(jí)碳纖維布300 g/m2，抗拉強(qiáng)度≥3 400 MPa，碳纖維布粘貼采用性能匹配的專(zhuān)用膠。

圖2 梁裂縫加固修復(fù)示意圖

2.3 粘貼碳纖維布施工工藝[1、7]

1）施工流程為：施工準(zhǔn)備→清理混凝土表面→表面修復(fù)處理→粘貼樹(shù)脂的配制及涂刷→粘貼碳纖維布→固化→驗(yàn)收→表面防護(hù)。

2）清除混凝土表面的油污、浮漿并打磨至堅(jiān)實(shí)基層,對(duì)缺陷部位按要求進(jìn)行相應(yīng)的修復(fù)處理，清除表面粉塵并清洗干凈。

3）配制找平材料，然后進(jìn)行找平，指觸干燥后進(jìn)行下一步工序施工。

4）嚴(yán)格按結(jié)構(gòu)膠說(shuō)明書(shū)提供的配比配制，攪拌均勻后方可使用。一次配膠量不宜過(guò)多，以40～50分鐘用完為宜。拌合應(yīng)采用低速攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢瑁韬玫哪z液色澤應(yīng)均勻、無(wú)氣泡。膠液注入盛膠容器后，應(yīng)采取措施防止水、油、灰塵等雜質(zhì)混入。

5）按照設(shè)計(jì)尺寸裁剪碳纖維布，且嚴(yán)禁折疊；若碳纖維布原件已有折痕，應(yīng)裁去已有折痕的一段碳纖維布；

將配置好的結(jié)構(gòu)膠均勻涂抹在粘貼部位的混凝土表面；

將裁剪好的碳纖維布按照放線位置粘貼在涂好結(jié)構(gòu)膠的混凝土表面，碳纖維布應(yīng)充分展平，不得有褶皺；

沿纖維方向應(yīng)使用特制滾筒在已經(jīng)貼好碳纖維布的表面上，多次滾壓，使膠液多次充分浸漬碳纖維布，并使織物的鋪層均勻壓實(shí)，無(wú)氣泡發(fā)生。

碳纖維布的粘貼位置,與設(shè)計(jì)要求的位置相比，其中心線偏差不應(yīng)大于10 mm；長(zhǎng)度負(fù)偏差不應(yīng)大于15 mm。

6）碳纖維布粘貼完畢后應(yīng)靜止固化，并應(yīng)按照膠黏劑的說(shuō)明書(shū)規(guī)定的固化環(huán)境溫度和固化時(shí)間進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

7）碳纖維布與混凝土之間的粘接質(zhì)量可用錘擊法進(jìn)行檢測(cè)，按照檢測(cè)結(jié)果推定的有效粘接面積不應(yīng)小于總粘接面積的95%，碳纖維布與原構(gòu)件混凝土之間的正拉結(jié)粘接強(qiáng)度應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。

8）碳纖維布加固后的構(gòu)件表面，應(yīng)粉刷聚合物砂漿進(jìn)行有效的防護(hù)，加固構(gòu)件的防護(hù)應(yīng)達(dá)到相關(guān)規(guī)范及耐火等級(jí)的要求。

4 結(jié)語(yǔ)

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由于施工或其他原因?qū)е聵?gòu)件開(kāi)裂的情況非常多，裂縫出現(xiàn)的位置多種多樣，其對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性影響程度也不盡相同。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的裂縫，只要其大小已經(jīng)達(dá)到人們關(guān)注的程度，不論是否已經(jīng)超限，均應(yīng)該盡快封護(hù)，因?yàn)榇藭r(shí)所需的費(fèi)用較低，又有利于消除影響混凝土構(gòu)件耐久性的隱患和住戶(hù)心理上的懸念，避免延誤出現(xiàn)更多的問(wèn)題。因此，及早發(fā)現(xiàn)及早處理混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的裂縫，對(duì)于延長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命有著重要的意義。

[1]GB 50367-2013,混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]GB/T 50784-2013,混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3]CECS 293-2011,房屋裂縫檢測(cè)與處理技術(shù)規(guī)程[S].

[4]薛學(xué)濤,李曉輝,崔朋勃,等.某住宅樓現(xiàn)澆板裂縫的鑒定與加固設(shè)計(jì)[J].基層建設(shè),2014(8)：215.

[5]崔朋勃.噴射補(bǔ)償收縮鋼纖維混凝土變形與力學(xué)性能試驗(yàn)研究[D].淮南：安徽理工大學(xué)，2011.

[6]GB 50292-2015,民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[7]GB 50550-2010,建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].