小議磚混結(jié)構(gòu)住宅裂縫的加固工程與方案

近年來，磚混結(jié)構(gòu)多層住宅工程屢屢發(fā)生墻體裂縫。裂縫位置走向不一。有的裂縫由小變大，發(fā)展很快；有的裂縫，發(fā)展到一定程度后就不再增大，給住戶心理造成很大壓力。因此分析產(chǎn)生裂縫的原因并做好預(yù)防措施，是工程技術(shù)人員的一項(xiàng)重要任務(wù)。優(yōu)秀的加固方案具體體現(xiàn)在其施工作業(yè)方便、施工技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)效果好、加固質(zhì)量高等四方面的特點(diǎn)。加固工程方案的優(yōu)劣，首先要把是否具有施工作業(yè)方便作為必要條件，沒有良好的施工性是阻礙加固工程施工的一個(gè)攔路虎。有的加固方案雖然具有解決問題的可行性，但是，由于其方案在施工過程中增加了一定的施工難度，而造成施工工期長(zhǎng)，勞動(dòng)用工大，安全系數(shù)低的弊端，結(jié)果是將影響到加固質(zhì)量。

一、磚混結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因

1、由于基礎(chǔ)不均勻沉降造成墻體裂縫

對(duì)于不均勻的地基，設(shè)計(jì)中沒有把剛度不同的地基進(jìn)行調(diào)整，造成基礎(chǔ)不均勻沉降，墻身受較大的剪力作用，主拉應(yīng)力大于墻體抗拉應(yīng)力，造成了砌體受主拉應(yīng)力而破壞。這種裂縫往往是由沉降較小的一邊向沉降較大的一邊逐漸向上發(fā)展。

2、由于溫度的變化

因屋面長(zhǎng)時(shí)間受陽光幅射，其溫度較墻體高出許多，在炎熱的夏季，屋面溫度是墻體溫度的2倍左右，且在相同溫度條件下，鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)是磚砌體線膨脹系數(shù)的2倍，它使屋面變形比墻體變形大得多。在屋面變形過程中，產(chǎn)生了很大的推力，作用在墻體頂端的水平推力使墻體與屋面的接觸面受剪，剪力與屋蓋、挑檐或女兒墻的垂直壓力，構(gòu)成墻體雙向應(yīng)力，當(dāng)主拉應(yīng)力大干墻體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，墻體就會(huì)出現(xiàn)裂縫。

在建筑物的端部，垂直壓應(yīng)力很小，則此區(qū)域的主拉應(yīng)力等于最大剪應(yīng)力，一般砌體的抗拉強(qiáng)度最低，所以在端部容易出現(xiàn)斜裂縫，對(duì)于灰縫強(qiáng)度不良的砌體則出現(xiàn)水平裂縫。

3、由于塊石基礎(chǔ)施工質(zhì)量差，造成墻體裂縫。對(duì)于塊石基礎(chǔ)，在施工過程中沒有嚴(yán)格按《施工規(guī)范》施工，砌筑塊石的砂漿不飽滿，或采用堆砌的方法施工，造成塊石基礎(chǔ)工程質(zhì)量低劣。樓房交付使用后由于豎向荷載的作用或水平振動(dòng)荷載的作用，造成塊石移位，使整個(gè)基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降，造成砌體受主拉應(yīng)力作用而破壞。

4、對(duì)于寒冷地區(qū)，在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)埋置灤度的過程中，只考慮了結(jié)構(gòu)要求而忽視了基礎(chǔ)的冰凍線要求?；A(chǔ)的埋置深度小于該地區(qū)的冰凍線，造成基底地基土受凍后膨脹，給基礎(chǔ)施加了向上的作用力，當(dāng)這種作用產(chǎn)生的主拉應(yīng)力大于墻體的抗拉應(yīng)力時(shí)，導(dǎo)致了墻體裂縫，尤其經(jīng)過多次凍融循環(huán)后，裂縫更加嚴(yán)重。

5、在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上存在的問題

建筑物頂層端部剪應(yīng)力與溫度成正比，與水平阻力系數(shù)、材料彈性模量、建筑物長(zhǎng)度呈非線性關(guān)系，控制溫度應(yīng)力引起墻體裂縫的主要因素有多種，而不是建筑物長(zhǎng)度單一因素，因此用伸縮縫作為控制裂縫的唯一方法是不壘面的。

磚混房屋長(zhǎng)度過長(zhǎng)，如有的住宅，5個(gè)單元連在一起，總長(zhǎng)度超過溫度變形允許長(zhǎng)度，規(guī)范規(guī)定總長(zhǎng)超過60m應(yīng)設(shè)伸縮縫，有的房屋超過較多而未設(shè)，也未采取其他措施。

構(gòu)造柱是增強(qiáng)建筑物整體性，抵抗地震作用的重要構(gòu)造措施，過去不少設(shè)計(jì)，構(gòu)造柱的設(shè)置只考慮符臺(tái)抗震規(guī)范，不考慮實(shí)際已存在的溫度應(yīng)力，認(rèn)為溫度應(yīng)力在規(guī)范上未明確規(guī)定計(jì)算的方法，不考慮不能算是設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。因此，設(shè)計(jì)人員對(duì)6層以下住宅，基本上是隔問布置構(gòu)造柱，未對(duì)建筑物端部裂縫多發(fā)區(qū)予以重點(diǎn)加強(qiáng)。構(gòu)造柱的布置有的較稀，每隔2～3道內(nèi)橫墻才設(shè)，靠近建筑物端部往往也是一視同仁。

不少磚混房屋熱衷于采用屋頂鋼筋混凝土大挑檐，有時(shí)為平衡懸挑荷重，在室內(nèi)屋蓋部分也要現(xiàn)澆一部分屋蓋板，在二者之間緊密連結(jié)的是外縱墻圈粱，圈梁往往與墻同寬。這樣桃檐、圈梁及現(xiàn)澆屋蓋部分共同組成剛度較大的現(xiàn)澆連續(xù)板如遇溫差變化，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力較高，導(dǎo)致墻體不能承受而開裂。

采用的磚、砂漿強(qiáng)度等級(jí)，越到頂層越低，有些建筑物底部幾層采用MU10級(jí)磚，M5級(jí)砂漿，而到頂層則為MU7.5級(jí)磚，5級(jí)砂漿。設(shè)計(jì)人員習(xí)慣于從強(qiáng)度上考慮，對(duì)溫度應(yīng)力引起的抗剪強(qiáng)度及變形則考慮較少。

二、不同類型加固工程與加固方案分析

一般來說，加固工程常采用的方法有加大截面加固法、外包鋼加固法，預(yù)應(yīng)力加固法和改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法等，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝進(jìn)行工程加固的方法，如，化學(xué)灌漿法、粘鋼錨固法、碳纖維加固法應(yīng)運(yùn)而生，并開始廣泛應(yīng)用于各類加固工程中。具體那個(gè)方案最能體現(xiàn)加固工程所要求的短、平、快、省的特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)需要加固的構(gòu)件情況，綜合確定加固方案。

1、框架粱的加固

此種加固方法較為合理、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)先進(jìn)的加固方案當(dāng)屬粘鋼錨固法和碳纖維加固法，前者以造價(jià)低，施工簡(jiǎn)單，占用空間小，加固效果好，明顯優(yōu)于加大截面法和預(yù)應(yīng)力加固法，后者除材料費(fèi)用高外，則各種優(yōu)勢(shì)盡顯其中，重要表現(xiàn)在自重輕，材料自身幾乎不增加重量；強(qiáng)度高，固化后的碳纖維強(qiáng)度比鋼材高達(dá)十幾倍；勞動(dòng)強(qiáng)度小，一個(gè)作業(yè)面只需一至兩人操作即可；施工工期短，熟練工人每人每天可完成近200左右。但是，應(yīng)用其在負(fù)彎矩部位進(jìn)行加固效果不如鋼板性能好。

2、框架柱的加固

這是較為常見的加固方法有外包鋼加固法，即，在混凝土柱四周包以型鋼進(jìn)行加固，這樣既不增大混凝土截面尺寸，又大幅度地提高混凝土柱的承載力，具體方法又分干法作業(yè)與濕作業(yè)法兩種形式：干式加固法是將型鋼(一般是角鋼)直接外包干需要加固的混凝土柱四周，型鋼與混凝土之間無連接，由于與混凝土沒有形成一個(gè)整體，所以不能確保結(jié)合面?zhèn)鬟f剪力。濕式加固法一是用乳膠水泥漿或環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿等材料，將角鋼粘貼在混凝土柱上，二是角鋼與混凝土之間留一定間距，中間澆筑混凝土，達(dá)到外包鋼材與混凝土相結(jié)合。兩種作業(yè)方法相比較，干式作業(yè)法施工更為簡(jiǎn)單，價(jià)格低，施工時(shí)間短，但其承載力提高不如濕式作業(yè)法好。在方案選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)加固要求和原構(gòu)件情況，合理挑選適當(dāng)?shù)姆桨高M(jìn)行加固。

另外，對(duì)于加固工程，還有焊接補(bǔ)筋加固法、套箍加固法、噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)法、化學(xué)灌漿修補(bǔ)法、粘鋼加固法、碳纖維加固法等，每種加固方法各有其特點(diǎn)及適應(yīng)范圍，只要行之有效，技術(shù)成熟，既滿足加固要求，又經(jīng)濟(jì)實(shí)用，均可采用。

3、有粘結(jié)外包型鋼加固法

外包鋼加固是把型鋼或鋼板包在被加固構(gòu)件的外邊，外包鋼加固鋼筋混凝土梁一般應(yīng)采用濕式外包法，即采用環(huán)氧樹脂化灌漿等方法把型鋼與被加固構(gòu)傭粘結(jié)成一整體，加固后的構(gòu)件，由于受拉和受壓鋼截面面積大幅度提高，因此正截面承載力和截面剛度大幅度提高。

該法也稱濕式外包鋼加固法，受力可靠、施工簡(jiǎn)便、現(xiàn)場(chǎng)工作量較小，但用鋼量較大，且不宜在無防護(hù)的情況下用于600C以上高溫場(chǎng)所；適用于使用上不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結(jié)構(gòu)加固。

4、粘鋼加固法

鋼筋混凝土受彎構(gòu)件外部粘鋼加固是在構(gòu)件承載力不足區(qū)段(正截面受拉區(qū)、正截面受壓區(qū)或斜截面)表面粘貼鋼板，這樣可提高被加固構(gòu)件的承載力，且施工方便。

該法施工快速、現(xiàn)場(chǎng)無濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè)，對(duì)生產(chǎn)和生活影響小，且加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空無顯著影響，但加固效果‘在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平；適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎或受拉構(gòu)件的加固。

就目前來看，這些混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)還有待于在實(shí)踐中進(jìn)一步探索，隨著建筑科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，新型建筑材料不斷出現(xiàn)，更好的加固施工方法將會(huì)有更大拓展，因此，加固施工方案的選擇范圍也將具有更為廣泛的空間。