某中學(xué)教學(xué)樓梁裂縫檢測鑒定及治理對策

朱慧鵬，王 超，薛振國

（山西中方森特建筑工程設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030002）

1 引言

建筑工程在施工過程中會(huì)由很多因素而導(dǎo)致工程出現(xiàn)問題，比較多見的就是建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件在拆模后會(huì)出現(xiàn)不同原因的各種裂縫，對于結(jié)構(gòu)裂縫必須進(jìn)行及時(shí)加固處理，以保證整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的安全性。本文針對一實(shí)際工程，對其產(chǎn)生裂縫的原因進(jìn)行分析，并采用碳纖維加固法[1]對其進(jìn)行處理。

2 工程概況

本工程位于古交市，為古交某中學(xué)教學(xué)樓，地上4層，無地下室，結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)類型為鋼筋混凝土獨(dú)立柱基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)使用年限50年，建筑結(jié)構(gòu)安全等級二級，按地震烈度7度抗震設(shè)防。

該工程2011年完成主體結(jié)構(gòu)，拆除模板后發(fā)現(xiàn)梁有裂縫。建設(shè)單位委托太原市準(zhǔn)恒質(zhì)量檢測有限公司對結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行了檢測鑒定并出具報(bào)告。

3 檢測概況

3.1 裂縫檢測

經(jīng)現(xiàn)場檢測，二、三、四、屋面層部分梁側(cè)、梁底有裂縫，具體檢測報(bào)告及裂縫位置圖見表1~表4，圖1~圖4。

表1 二層梁檢測報(bào)告

表2 三層梁檢測報(bào)告

表3 四層梁檢測報(bào)告

表4 屋面層梁檢測報(bào)告

檢測儀器為：JC4-10讀數(shù)顯微鏡，其中二層梁最大裂縫寬度為0.22 mm；三層梁最大裂縫寬度為0.20 mm；四層梁最大裂縫寬度為0.20 mm；屋面層梁最大裂縫寬度為0.18 mm。

3.2 梁混凝土抗壓強(qiáng)度檢測

采用回彈法對框架梁混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行抽檢，回彈結(jié)果表明，框架梁混凝土抗壓強(qiáng)度滿足原設(shè)計(jì)要求。

3.3 梁鋼筋檢測與評定

采用鋼筋探測儀對梁箍筋和梁腰筋進(jìn)行了抽檢。結(jié)果表明，梁箍筋間距及大小基本滿足原設(shè)計(jì)要求；梁的腰筋保護(hù)層厚度均基本滿足原設(shè)計(jì)要求，腰筋大小及間距、數(shù)量也基本滿足原設(shè)計(jì)要求。

4 裂縫處理方案

在發(fā)生裂縫的梁側(cè)粘貼碳布纖維進(jìn)行加固，具體見圖5。

圖5 梁側(cè)粘貼碳布纖維進(jìn)行加固詳圖

5 碳纖維加固材料

結(jié)構(gòu)膠粘劑為A級結(jié)構(gòu)膠，碳纖維片材的設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度≥3 000 MPa，彈性模量≥2.1×10 MPa，伸長率≥1.5%。

6 碳纖維施工要求

6.1 膠粘劑的配置

（1）將原材料按不同配合比稱量準(zhǔn)確，分別配置底涂膠料，整平膠料及黏結(jié)膠料，先將稀釋劑加入聚合物主料內(nèi)攪拌均勻，再將填料加入繼續(xù)攪拌至均勻。最后加入固化劑，充分?jǐn)嚢韬蠹纯墒褂谩?/p>

（2）配置膠料時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：底涂膠料每次配置量以1~2 kg為宜；整平膠料每次配置量以0.5~1 kg為宜；黏結(jié)膠料每次配置量以1~2 kg為宜。

（3）所有膠料要求于1 h內(nèi)施工完畢。

（4）對于采用粘碳纖維加固的結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)定期檢查其工作狀態(tài)，第一次檢查時(shí)間為8年，以后每隔5年檢查一次，如發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)膠老化或失效應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。

（5）承重結(jié)構(gòu)用的膠粘劑，必須進(jìn)行安全性能檢驗(yàn)。檢驗(yàn)時(shí)，其黏結(jié)抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)置信水平c=0.9、保證率為95%的要求。

（6）膠粘劑必須通過毒性檢驗(yàn)。對完全固化的膠粘劑，其檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合實(shí)際無毒衛(wèi)生等級的要求。在承重結(jié)構(gòu)用的膠粘劑中嚴(yán)禁使用乙二胺作改性環(huán)氧樹脂固化劑；嚴(yán)禁摻加揮發(fā)性有害溶劑和非反應(yīng)性稀釋劑。

6.2 碳纖維復(fù)合材料

（1）碳纖維復(fù)合材料用的纖維必須為連續(xù)纖維，必須用聚丙烯睛基（PAN基）12K或12K以下的小絲素纖維，嚴(yán)禁使用大絲素纖維。

（2）纖維的主要力學(xué)性能應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄C的規(guī)定。

（3）結(jié)構(gòu)加固用的纖維復(fù)合材的安全性能指標(biāo)必須符合《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，纖維復(fù)合材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)置信水平c=0.99、保證率為95%的要求確定。當(dāng)它與其他改性環(huán)氧樹脂膠粘劑配套使用時(shí)，必須按下列項(xiàng)目重新作適配性試驗(yàn)，且檢驗(yàn)結(jié)果必須符合《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。

6.3 基層處理

（1）混凝土表面如出現(xiàn)剝落、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應(yīng)予剔除，對于較大面積的劣質(zhì)層，在剔除后應(yīng)用聚合物水泥砂漿或修補(bǔ)砂漿進(jìn)行修復(fù)。

（2）對于寬度＜0.3 mm的裂縫進(jìn)行封閉處理，≥0.3 mm的裂縫進(jìn)行封閉注膠處理。

（3）用混凝土角磨機(jī)、砂輪（砂紙）等工具，去除混凝土表面的浮漿、油污等雜質(zhì)，構(gòu)件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸出部位要磨平，轉(zhuǎn)角粘貼處打磨成圓弧狀（R=20 mm）。

（4）用吹風(fēng)機(jī)將混凝土表面清理干凈并保持干燥。

6.4 涂底層

（1）按2∶1比例將主劑與固化劑先后置于容器中，用攪拌器攪拌均勻，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際氣溫決定用量，并嚴(yán)格控制使用時(shí)間。

（2）用滾桶刷或毛刷將膠均勻涂抹于混凝土構(gòu)件表面，厚度不超過0.4 mm，并不得漏刷或有流淌、氣泡等膠固化后（固化時(shí)間視現(xiàn)場氣溫而定，以手指觸感干燥為宜，一般不小于2 h）再進(jìn)行下一道工序。

6.5 用整平膠料找平

（1）混凝土表面凹陷部位應(yīng)用刮刀嵌刮整平膠料修補(bǔ)填平，模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)用整平膠料填補(bǔ)，盡量減少高差。

（2）轉(zhuǎn)角的處理，應(yīng)用整平膠料將其修補(bǔ)為光滑的圓弧，半徑不小于20 mm。

（3）整平膠料須固化后（固化時(shí)間視現(xiàn)場氣溫而定，以手指觸感干燥為宜，一般不小于2 h），再進(jìn)行下一道工序。

6.6 粘貼碳素纖維布

（1）按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維布，碳纖維布沿纖維方向的搭接長度不得小于100 mm。

（2）配置、攪拌浸漬樹脂，然后用滾筒刷均勻涂抹于所粘貼部位，在搭接拐角部位適當(dāng)多涂抹一些。

（3）粘貼碳纖維布，涂刷浸漬樹脂后立即將碳纖維布按設(shè)計(jì)位置粘貼，使用脫泡羅拉滾壓使浸漬樹脂浸透碳纖維布。多層粘貼應(yīng)重復(fù)以上步驟，待纖維表面指觸感干燥為宜，方可進(jìn)行下一層碳纖維布的粘貼。

（4）在最外一層碳纖維布的外表面均勻抹一層浸漬樹脂，保護(hù)碳纖維布。

6.7 表面防護(hù)

為保證膠的耐久性和耐火性，可在表面噴涂防火涂料或抹砂漿防護(hù)。

6.8 施工及驗(yàn)收

（1）驗(yàn)收時(shí)必須有碳纖維及其配套膠料的材料檢驗(yàn)證明。

（2）每一道工序結(jié)束后均應(yīng)按工藝要求進(jìn)行檢驗(yàn)，作好相關(guān)的驗(yàn)收記錄，如出現(xiàn)質(zhì)量問題應(yīng)立即返工。

（3）采用目視檢測與小錘敲擊法檢查黏結(jié)效果，如出現(xiàn)空鼓應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)救，若黏結(jié)面積小于95%，則黏結(jié)無效，應(yīng)重新施工。

施工時(shí)，如發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)質(zhì)量或構(gòu)造有嚴(yán)重問題，應(yīng)停止施工并通知相關(guān)人員處理。在確保加固質(zhì)量滿足現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范[2~3]、規(guī)程要求條件下，該框支梁可按原設(shè)計(jì)條件使用。

7 結(jié)束語

通過對某一在建工程中出現(xiàn)裂縫的轉(zhuǎn)換梁，經(jīng)現(xiàn)場檢測，并對檢測結(jié)果進(jìn)行分析、評定，提出在發(fā)生裂縫的梁側(cè)粘貼碳布纖維進(jìn)行加固來提高構(gòu)件承載力，并取得良好的加固效果。

[1]卜良桃，高偉，葉蓁.高性能復(fù)合砂漿鋼筋網(wǎng)加固某RC框架梁施工技術(shù).工業(yè)建筑 2006，36（8）：89~91.

[2]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.GB50010-2002[S].

[3]卜良桃等.混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范算例.北京，中國建筑工業(yè)出版社，2008-03.