混凝土柱頭裂縫的分析和加固處理

摘要：我國的社會在不斷進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)也在不斷的發(fā)展，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，建筑行業(yè)發(fā)揮了非常重要的作用，近些年來，人們對建筑工程質(zhì)量和性能的要求越來越高，施工材料和施工技術(shù)也在不斷的創(chuàng)新，很多新的材料也逐漸被應(yīng)用到了建筑施工當(dāng)中，在建筑結(jié)構(gòu)中，混凝土柱是一種十分重要的承重結(jié)構(gòu)，它對整個建筑工程的施工都有著十分重要的作用，混凝土柱在實際的施工中要比混凝土梁板的強(qiáng)度和質(zhì)量弱，同時受到外界多種因素的影響還非常容易出現(xiàn)裂縫，這種現(xiàn)象對整個結(jié)構(gòu)都會產(chǎn)生十分不利的影響。本文主要對混凝土柱頭裂縫的分析和加固處理進(jìn)行闡述，以供借鑒。

關(guān)鍵詞：混凝土柱頭；裂縫；加固措施

通常我們所說的混凝土柱就是指使用混凝土材料制作成的柱形結(jié)構(gòu)，它主要起到了承重的作用，在工程的建設(shè)和施工的過程中，按照制作方法的差異可以將其分成兩個大類，一類是現(xiàn)澆柱，一類是預(yù)制柱，但是通常，施工單位都會選擇預(yù)制柱施工的方式，這種施工方法可以有效的減少施工中所需要的成本，但是如果所采用的施工技術(shù)不當(dāng)，再加上周圍環(huán)境所帶來的負(fù)面影響，很容易就造成嚴(yán)重的裂縫現(xiàn)象，這對工程整體的質(zhì)量會產(chǎn)生十分不利的影響，在這樣的情況下，需要采取有效的措施對其進(jìn)行加固，這樣才能保證工程的施工質(zhì)量。

一、工程實例

某糧食儲備庫鐵路站臺鋼罩棚面積7 800㎡、全長282m，分7個區(qū)段。跨度分別為27．2m和30m，采用金屬拱形鋼板結(jié)構(gòu)屋面。27．2 m跨每個區(qū)段長60m，共4個區(qū)段，分別支承于兩側(cè)8個倉庫混凝土排架柱的外挑柱頭接長段上，接長段高400mm。外挑柱頭斷面尺寸分別為370mmx300mm和70mmx500mm，共88個，混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級C30，間距6000mm。柱頭內(nèi)原構(gòu)預(yù)留主筋4Φ18、箍筋Φ8@100?？紤]拱形屋面的受力特點(diǎn)和施工方便，后澆柱頂預(yù)埋370 mmx500mmxl8 mm鋼板，鋼板下設(shè)4Φ14錨筋，與預(yù)留主筋綁扎連接，柱頂之間連梁采用焊接成“口”形梁支承屋面結(jié)構(gòu)。

在這一建筑的鋼梁結(jié)構(gòu)施工結(jié)束之后，相關(guān)人員對其儲備庫進(jìn)行了嚴(yán)格的質(zhì)量檢測，在檢測的過程中發(fā)現(xiàn)，混凝土柱上存在著少量的裂縫，但是這種裂縫的數(shù)量并不是非常多，而且裂縫的寬度也不是很大，所以技術(shù)人員認(rèn)為這樣的裂縫是結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生的裂縫，所以就沒有對予以有效的處理，但是在整個工程施工結(jié)束之后，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，這種裂縫在長度和寬度都在增大，已經(jīng)達(dá)到了混凝土柱整體面積的40%以上，而且混凝土柱上的裂縫數(shù)量也大大增加，在這些裂縫當(dāng)中，最大的寬度已經(jīng)到達(dá)了2.3毫米最大的長度已經(jīng)達(dá)到了420毫米，這樣的現(xiàn)象對建筑結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量造成了十分不利的影響，同時還大大縮短了建筑結(jié)構(gòu)正常使用的期限，使得建筑本身的安全性都受到了嚴(yán)重的威脅，從而也對人們的生命和財產(chǎn)安全構(gòu)成了非常大的威脅。

二、混凝土柱裂縫成因分析

在對該工程施工的過程中，人們?yōu)榱烁玫膶炷林嬖诘牧芽p進(jìn)行有效的處理，施工人員需要對該工程混凝土柱頭最原始的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行詳細(xì)的計算，通過對計算結(jié)果的分析，相關(guān)的人員發(fā)現(xiàn)混凝土柱頭的抗剪力、抗彎力和抗壓力都能達(dá)到工程設(shè)計的相關(guān)要求，同時在了解了混凝土柱頭裂縫的實際分布情況之后發(fā)現(xiàn)混凝土柱頭承受荷載作用的部分并沒有出現(xiàn)十分明顯的裂縫現(xiàn)象，所以也就基本排除了這些裂縫是因為結(jié)構(gòu)自身的性能無法達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)這一因素。在經(jīng)過了對數(shù)據(jù)詳細(xì)的分析之后發(fā)現(xiàn)混凝土柱產(chǎn)生裂縫的原因主要有以下幾個：

1）在對該工程進(jìn)行施工的過程中，施工人員主要采用的是焊接的方式將鋼梁和柱頭進(jìn)行有效的連接，但是在焊接施工的過程中，焊接人員所采用的方法和技術(shù)并不符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，這也使得我國混凝土柱頭會受到環(huán)境的制約和影響，這樣也產(chǎn)生了比較明顯的溫度應(yīng)力，從而使得混凝土柱頭會出現(xiàn)比較明顯的變形現(xiàn)象，這樣也會使得混凝土柱頭非常容易產(chǎn)生裂縫。

2）預(yù)埋鋼板錨筋和柱筋采用綁扎連接，錨固不夠牢靠，按《混凝土結(jié)構(gòu)施工及驗收規(guī)范》規(guī)定，綁扎錨固長度不應(yīng)小于35a（即490 mm），而實際錨固長度僅250mm，導(dǎo)致預(yù)埋錨筋在承受反復(fù)荷載作用下滑移。

3）柱頭是二次澆筑完成的，所以其尺寸相對也比較小，同時，預(yù)埋鋼板的尺寸和柱頭的尺寸是完全一致的，施工條件和環(huán)境也不是非常的好，在柱頭支模的施工中也存在著不小的障礙，因此施工的質(zhì)量也很難得到有效的保證，這樣也會使得鋼板和混凝土粘結(jié)的質(zhì)量受到了非常大的影響，使得鋼板因為水平荷載力的作用下產(chǎn)生非常明顯的位移現(xiàn)象，根據(jù)上述的種種情況，該結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的主要原因是溫度應(yīng)力的影響下柱頭，錨筋產(chǎn)生了位移，同時其裂縫的開度也已經(jīng)超過了相關(guān)準(zhǔn)則中規(guī)定的0.15毫米的裂縫寬度，這樣就會使得鋼筋出現(xiàn)明顯的銹蝕現(xiàn)象，使得鋼筋自身的承載力和穩(wěn)定性都受到了非常不利的影響，所以必須要采取有效的措施進(jìn)行加固。

2、加固方案及施工

（1）為消除溫度應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的影響，經(jīng)計算復(fù)核后在每個60 m區(qū)段鋼連梁的兩端距端部15 m處將“口”形鋼連梁斷開，改為螺栓連接?？紤]到無法卸除鋼梁上整體屋面荷載，決定分兩步施工。在兩邊柱設(shè)臨時斜支撐，鋼梁內(nèi)外兩側(cè)鉆8M21．5孔，先將“口”形鋼梁上半部割開，校核螺栓孔位后在連接鋼板上對應(yīng)位置打孔，安裝連接鋼板1并用4M20螺栓固定；再將“口”形鋼梁下半部割開，安裝連接鋼板2并用4M20螺栓固定，然后拆除臨時斜支撐。

（2）對有裂縫柱頭進(jìn)行壓密灌漿粘鋼加固（其他無裂縫柱頭亦采取鋼加固）。對寬度大于0．15 mm的裂和下部空鼓的預(yù)埋鋼板先采用壓密漿，然后粘貼鋼板加固，灌漿及加固工藝按CECS25：90標(biāo)準(zhǔn)要求，灌漿材料采用低粘度組分改性環(huán)氧樹脂膠92—02，灌機(jī)具選用袖珍CZ自動壓力樹脂注器。由于柱頂鋼梁內(nèi)側(cè)緊靠倉庫天溝，施工困難，為確保全封閉灌漿，事先采用樹脂漿封堵內(nèi)側(cè)表面后再進(jìn)行壓密灌漿，灌漿壓力0.06～0.1 MPa。粘貼鋼板前先將混凝土表面鑿毛，剔除松動部分，再用丙酮清洗，選用JGN甲乙組分結(jié)構(gòu)膠（配合比3：1，涂抹厚度1～3 mm，鋼板Q235，粘鋼完成后混凝土表面噴石英砂。

三、加固處理措施

在對混凝土柱頭進(jìn)行加固處理的過程中，施工人員要根據(jù)混凝土柱頭裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，從而選取合適的加固處理方法對其進(jìn)行相應(yīng)的控制處理。目前，在混凝土柱加固處理過程中，常用的措施主要有以下幾點(diǎn)：

1、確保混凝土原材料質(zhì)量，對進(jìn)場材料必須按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查驗收，并按規(guī)定進(jìn)行抽樣復(fù)試。

2、嚴(yán)格控制混凝土配合比，保證計量準(zhǔn)確，按試驗室確定的配合比及調(diào)整施工配合比，正確控制加水量及外加劑摻量。加大對施工人員宣傳教育力度，強(qiáng)調(diào)混凝土柱結(jié)構(gòu)規(guī)范操作的重要性，改變其認(rèn)為柱子混凝土水灰比大，易操作易密實的錯誤觀念。

3、混凝土應(yīng)拌合充分均勻，混凝土坍落度值可以較梁板混凝土小一些，宜摻減水劑，增加混凝土的和易性，減少用水量。

4、合理安排好澆筑混凝土柱的次序，適當(dāng)放慢混凝土的澆筑速度，混凝土澆筑至柱頂時應(yīng)二次澆搗并排除其水分和抹面。

四、結(jié)語

在建筑施工的過程中，混凝土柱頭結(jié)構(gòu)是一個十分重要的結(jié)構(gòu)，它主要起到了承重的作用，所以混凝土柱頭的施工質(zhì)量也對建筑整體的施工質(zhì)量都會產(chǎn)生非常重要的影響，混凝土柱的裂縫 問題對整個建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有著非常不利的影響，而且還會縮短建筑自身的使用壽命，在這樣的情況下，需要對混凝土柱頭裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行詳細(xì)的分析，采取合理的方式對其進(jìn)行加固，這樣才能有效的保證結(jié)構(gòu)的質(zhì)量符合設(shè)計的相關(guān)要求。

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