工業廠房樓面結構裂縫控制技術研究

鄭伯群

（中建二局第二建筑工程有限公司，廣東 深圳 518000）

1 引言

通過對國內外建筑樓面結構裂縫問題的調研與分析，得出樓面結構裂縫問題出現的成因來自多個方面，同時該問題也是現階段工程結構領域中普遍存在的情況，樓面結構裂縫不僅對整個建筑結構的穩定性、耐久性有極大的影響，也為后期建筑的使用埋下安全隱患。

針對工業廠房樓面結構裂縫問題，如何有效應用裂縫控制技術，是目前各相關人員需要考慮的問題。本文基于樓面結構裂縫對工業廠房使用的負面影響，提出具體的裂縫控制技術的應用，結合實際案例，對裂縫控制技術要點進行深入探討，以期能夠有效避免樓面結構裂縫問題發生。

2 工業廠房樓面結構裂縫類型

通過對現階段工業建筑建設情況的調研與分析可知，樓面結構裂縫是工業建筑使用期間普遍存在的問題，由于工業廠房使用功能特殊，樓面結構裂縫問題的發生不僅對工業廠房使用功能有較大的影響，若未能得到有效控制，還會威脅工業廠房的整體結構安全。目前，我國工程結構領域對此方面質量通病解決的突破極為迫切。

工業廠房樓面結構裂縫類型，主要包括以下幾種：

1）由于外荷載作用影響形成的樓面結構裂縫。由于廠房結構承受的外荷載作用力超過自身的抗拉強度而產生的裂縫，即為荷載裂縫。具有吊車梁結構的工業廠房出現荷載裂縫問題的概率較高。

2）因結構變形導致的裂縫。溫度、混凝土收縮、膨脹等均是引起樓面結構裂縫的主要因素。熱脹冷縮是混凝土結構明顯的基本特征，當樓面混凝土結構因溫度影響發生變形時，其變形過程會受到約束力作用，當約束應力大于結構的抗拉強度時，混凝土結構就會產生裂縫，即為溫度裂縫。

3）受到外荷載作用影響，因結構次應力產生形成的裂縫。不屬于常規計算范圍內的外荷載應力，即為結構次應力。如工業廠房樓面結構較為復雜，尤其是橫、縱單元交叉處，在動荷載、靜荷載等外荷載作用下產生的應力引發的裂縫，會降低樓面結構的穩定性，難以保證后期工業廠房使用安全。

3 工業廠房樓面結構裂縫控制技術應用

3.1 以加大截面為主的裂縫控制技術

通過增加工業廠房樓面混凝土結構的截面面積，在不影響工業廠房使用功能的前提下可以增強結構的承載力，有利于提升工業廠房樓面結構的整體穩定性與安全性。具體操作如下：

首先，在工業廠房樓面混凝土受彎構件受壓區添加混凝土現澆層，以增加截面面積，以此提高構件正截面與斜截面的抗彎及抗剪強度，同時提高截面剛度，滿足工業廠房樓面結構加固補強的需求。

其次，隨著截面鋼筋面積與強度的增加，受彎構件正截面的承載力也會隨之增強。其中，主筋的增加能提升原構件正截面的有效抗彎強度；受彎區新添加的截面部分和原構件共同承擔外部荷載作用下所產生的應力，使工業廠房樓面結構性能得到有效改善的同時，降低樓面結構產生裂縫的概率。加大截面施工工序流程可參考圖1。

圖1 加大截面施工工序流程

最后，應用以加大截面為主的裂縫控制技術的過程中，需要特別注重受彎區新添加的截面部分與原構件結合面強度的把控，若結合面強度不足，也會增加工業廠房結構裂縫發生的概率。以開展剪切試驗的方式掌握受彎區新添加的截面部分與原構件結合面的強度，根據試驗中結合面裂縫大小確認結合面受剪性能對構件承載力的具體影響。基于GB 50367—2006《混凝土結構加固設計規范》計算結合面的承載力Vu，計算公式為：

式中，μ為摩擦系數；Avf為穿過預裂面的鋼筋總面積，mm2；fy為鋼筋屈服強度，MPa。

當結合面出現裂縫后，截面鋼筋受到拉力的作用，鋼筋受到的拉力促使結合面混凝土受壓，從而提高結合面抗剪承載力，改善結合面的延性，保證新舊混凝土結合面強度，減少工業廠房樓面結構裂縫問題發生[1]。

3.2 以外包鋼加固為主的裂縫控制技術應用

利用特制的建筑結構膠在工業廠房樓面混凝土構件表面粘貼鋼板，以此增強樓面結構承載力。在實際施工過程中，需要嚴格把控環境的溫度與濕度，同時做好相應的防腐蝕措施。施工操作簡單、效率高，并且不會對工業廠房結構外形產生破壞，同時滿足工業廠房日常使用需求。缺點是成本較高，在長期振動影響下，工業廠房樓面結構耐久性不斷降低，需要做好日常維護工作。柱結構的外包鋼加固平面可參考圖2。

圖2 外包鋼加固平面圖

3.3 低壓注漿法

若廠房樓面結構裂縫寬度在0.2～0.3 mm，可以采用低壓注漿的方式對結構裂縫進行修補。根據工業廠房樓面結構裂縫控制技術要求，選擇合適的注漿材料，以此提升樓面結構耐久性。未貫通的結構裂縫，以傳統注漿的方式對其進行修補時，在操作過程中，若壓力沒有得到嚴格把控，極有可能因壓力過大而導致結構裂縫寬度變化。基于此，應用低壓注漿法，施工人員可根據現場情況控制每次注漿材料的注入量，待注漿完成后，利用鋼爪釘對注漿完成的裂縫部位進行加固處理，既能提升工業廠房結構裂縫處理后的整體性，對結構裂縫寬度進一步擴大也有良好的遏制效果。

3.4 樓面上層鋼筋網保護加強技術應用

廠房內四周陽角處的房間，并且與陽角間隔1 m處是極易出現裂縫的部位，導致該類型裂縫問題出現的成因與混凝土自身收縮特性及受到外部溫差影響有著直接關系，和樓面處距離越近的裂縫，其寬度越大。縱、橫方向剪力墻或剛度相對較大的樓面梁是對廠房的四周陽角進行約束的對象，使樓面混凝土結構無法出現自由變形情況；在外部溫差與混凝土收縮特性的雙重作用影響下，樓面的配筋薄弱處最先出現裂縫情況。

因此，針對上述廠房樓面結構裂縫問題，可選擇應用樓面上層鋼筋網保護加強技術，利用樓面混凝土板中鋼筋的抗拉受力對外部荷載產生的彎矩進行抵抗以及達到有效控制樓面結構裂紋的作用。前提是必須有效保護樓面上層鋼筋網。首先，若為樓面雙層雙向鋼筋，需要進行鋼筋小撐馬設置，其縱橫間距最大不超過60 cm，有利于強化對鋼筋網的保護效果。其次，待底板鋼筋綁扎作業結束后，合理安排線管預埋與模板收頭的穿插工序，通過控制作業人員在綁扎完板面鋼筋上的數量，減少人員作業活動對板面鋼筋性能的影響。最后，在易發生結構裂縫問題的部位設置臨時性活動跳板，以增加接觸面積的形式預防樓面上層鋼筋因踩踏出現變形情況。通過合理應用樓面上層鋼筋網保護加強技術，降低樓面結構裂縫問題發生概率，并增強工業廠房樓面結構的穩定性[2]。

3.5 樓面結構裂縫表面處理

樓面結構裂縫表面處理技術是現階段較為常見的裂縫修補工藝，具有操作簡單、效率高等特點。當樓面結構裂縫對結構承載力無影響時，可以應用此項技術對樓面結構裂縫進行處理。首先，對現有的樓面結構裂縫進行鑿毛處理，處理完成后，在裂縫表面均勻噴射水泥砂漿，形成一定厚度的保護層；其次，根據樓面結構裂縫寬度及深度控制水泥砂漿噴射厚度；最后，若裂縫寬度小于0.2 mm，可采用涂膜封閉法，既能提升樓面結構的耐久性，又能滿足短時間內快速控制裂縫進一步擴大的要求。

樓面結構裂縫表面處理技術無法對裂縫內部進行深度處理，需要做好后續定期檢查處理工作，盡可能減少樓面結構裂縫問題發生。當樓面結構裂縫寬度超過0.2 mm時，需要對裂縫所在位置進行開槽處理，開鑿八字形凹槽，同時將槽內的異物清除干凈，再按照比例配制攪拌好的水泥砂漿涂抹在裂縫部位，待抹平處理完成后，使用環氧膠泥對其進行嵌補處理，以此達到加固補強的作用效果[3]。其中環氧膠泥具有抗滲、抗凍、防腐蝕、無污染等特點，混合固化后形成一種高強度、坑沖擊、耐磨損、高黏結力的固結體，能夠有效抵抗外力引起的變形，降低體系產生的內應力，提高材料的適應性能。其熱膨脹系數與混凝土接近，故不易從被黏結的基材上脫落，并避免了因材料脹縮差異大造成界面應力過大而引發涂層脫空、開裂等情況出現。

4 結語

綜上所述，原材料質量不合格、工藝操作不規范、外部環境等均是影響工業廠房樓面結構裂縫出現的主要成因，所出現的樓面結構裂縫也有較大差異，樓面結構裂縫問題若不能得到有效解決和控制，不僅會縮短工業廠房的使用期限，也會增加額外維修成本，嚴重時會引發一系列安全事故，造成無法挽回的損失。為了改善工業廠房樓面結構性能以及降低裂縫問題出現頻率，可根據樓面結構裂縫類型分析樓面結構裂縫問題出現的具體成因，在此基礎上選擇具有針對性的裂縫控制技術，再結合裂縫問題的嚴重程度確定是否需要對其進行加固處理，確保樓面結構裂縫問題有效解決，提升工業廠房樓面結構穩定性與安全性，從而減少上述問題的發生，為工業廠房正常使用提供安全保障。