某住宅樓現(xiàn)澆板裂縫的鑒定與加固設(shè)計(jì)

薛學(xué)濤1 李曉輝2 崔朋勃1 盧小雨3

1.河南省建筑科學(xué)研究院有限公司 450053；

2.永城市工程質(zhì)量監(jiān)督站 476600；

3.安徽理工大學(xué) 232001

摘要：通過(guò)某小區(qū)住宅樓現(xiàn)澆板裂縫的檢測(cè)鑒定，分析了該工程現(xiàn)澆板裂縫形成的原因及其危害，并根據(jù)裂縫寬度和數(shù)量的不同提出了不同的加固處理方案，可供類似工程的加固設(shè)計(jì)參考.

關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆板；裂縫；檢測(cè)鑒定；加固設(shè)計(jì)

1 工程概況

河南沈丘縣某小區(qū)住宅樓，磚混結(jié)構(gòu)，地上6層，基礎(chǔ)形式為條形基礎(chǔ).該地區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組.

該工程施工至第5層時(shí)發(fā)現(xiàn)第3層局部現(xiàn)澆板板底出現(xiàn)裂縫，為保證工程質(zhì)量，委托有資質(zhì)的檢測(cè)單位對(duì)該層現(xiàn)澆板裂縫進(jìn)行鑒定，分析裂縫形成的原因，并提出相應(yīng)的處理方案.

2 檢測(cè)鑒定

2.1 檢測(cè)內(nèi)容及方法

為正確查找裂縫形成的原因，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[1]相關(guān)要求，主要對(duì)現(xiàn)澆板的強(qiáng)度、板底鋼筋間距、板底鋼筋保護(hù)層厚度、現(xiàn)澆板厚度以及裂縫的寬度、長(zhǎng)度進(jìn)行檢測(cè).

采用回彈儀檢測(cè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)，采用鋼筋位置測(cè)定儀檢測(cè)板底鋼筋間距和保護(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，采用非金屬板厚度檢測(cè)儀檢測(cè)現(xiàn)澆板的厚度.

2.2 檢測(cè)結(jié)果

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，該工程結(jié)構(gòu)布置符合設(shè)計(jì)要求，局部現(xiàn)澆板板底出現(xiàn)裂縫，裂縫數(shù)量為1～3條不等，多為不規(guī)則裂縫，部分裂縫穿過(guò)板底燈線盒.經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，該工程現(xiàn)澆板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)、厚度以及板底鋼筋間距和保護(hù)層厚度均符合設(shè)計(jì)要求，裂縫寬度為0.10～0.25mm.

2.3 裂縫原因分析

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查與檢測(cè)，綜合分析認(rèn)為，該建筑局部現(xiàn)澆板出現(xiàn)裂縫的主要原因是[2～4]：

（1）混凝土收縮變形.所檢裂縫大多為不規(guī)則裂縫，裂縫形成的原因是混凝土收縮變形過(guò)大引起的非受力裂縫；

（2）預(yù)埋電線管對(duì)現(xiàn)澆板截面的削弱.所檢裂縫部分出現(xiàn)在預(yù)埋管線位置，預(yù)埋管線部位削弱了樓板的有效截面，在混凝土收縮變形作用下導(dǎo)致樓板開(kāi)裂.

2.4 檢測(cè)結(jié)論

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，經(jīng)綜合分析鑒定，該建筑現(xiàn)澆板出現(xiàn)的裂縫目前尚不影響該結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全，但是對(duì)現(xiàn)澆板構(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)量及安全，應(yīng)對(duì)該房屋現(xiàn)澆板出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行處理.

3 加固設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)原則

該建筑為住宅樓，在加固設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮以下原則[4]：

（1）安全性、適用性、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）盡量減小現(xiàn)澆板加固對(duì)室內(nèi)空間的影響；

3.2 加固設(shè)計(jì)方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果及該工程現(xiàn)狀，經(jīng)綜合驗(yàn)算分析，當(dāng)同一塊現(xiàn)澆板出現(xiàn)一條裂縫時(shí)，可僅對(duì)該裂縫進(jìn)行修復(fù)處理，當(dāng)同一塊現(xiàn)澆板有兩條及以上的裂縫時(shí)，應(yīng)首先對(duì)裂縫進(jìn)行修復(fù)，然后再對(duì)該現(xiàn)澆板進(jìn)行加固處理，現(xiàn)澆板裂縫修復(fù)與加固方案如下[4～5]：

3.2.1 裂縫修復(fù)

根據(jù)裂縫的不同寬度，對(duì)現(xiàn)澆板的裂縫進(jìn)行處理，對(duì)于裂縫寬度w≤0.2mm裂縫，采用低黏度且具有良好滲透性的修補(bǔ)膠液表面封閉，封閉完成后再在混凝土表面粘貼Ⅰ級(jí)300g/m2碳纖維布補(bǔ)強(qiáng)；

對(duì)于裂縫寬度0.2mm

裂縫封護(hù)采用100mm寬碳纖維布，粘貼示意圖見(jiàn)圖1，碳纖維布粘貼時(shí)，應(yīng)注意纖維方向，纖維應(yīng)平整，先粘貼垂直裂縫方向的碳纖維布，后粘貼封護(hù)裂縫用碳纖維布，當(dāng)同一塊現(xiàn)澆板有多條裂縫時(shí)，碳纖維布可拉通粘貼，壓條為1Y-100.

3.2.2 現(xiàn)澆板加固

當(dāng)同一塊現(xiàn)澆板出現(xiàn)兩條及以上的裂縫時(shí)，除了對(duì)相關(guān)裂縫進(jìn)行修復(fù)外，尚應(yīng)對(duì)該現(xiàn)澆板進(jìn)行加固處理.加固方法為板底粘貼碳纖維布，碳纖維布為雙向1T-200@400粘貼，壓條為1Y-100.

本加固方案中所使用的碳纖維布均為高強(qiáng)度Ⅰ級(jí)碳纖維布300g/m2，抗拉強(qiáng)度≥3400MPa，碳纖維布粘貼采用性能匹配的專用膠.

圖1 碳纖維布粘貼裂縫示意圖

Fig 1 Stick cracks with CFRP

3.3 施工技術(shù)要點(diǎn)

3.3.1 注射法施工

注射法是以一定的壓力將低黏度、高強(qiáng)度的裂縫修補(bǔ)膠液注入裂縫腔內(nèi)，以達(dá)到恢復(fù)結(jié)構(gòu)整體性、耐久性及防水性的修補(bǔ)方法，主要施工工藝如下[6]：

（1）表面處理：用鋼絲刷、砂紙或毛刷打磨混凝土表面沿接縫走向?qū)捈s50～80mm范圍，清除構(gòu)件表面的灰塵及疏松的混凝土塊和砂粒，油污要用二苯甲或丙酮擦洗一遍，若表面潮濕，應(yīng)用噴燈烘烤干燥；

（2）布置灌漿嘴：直接騎縫用灌漿嘴試灌，根據(jù)接縫的寬度，設(shè)置入口的距離，注入口位置盡量設(shè)置在裂縫較寬處、縱橫裂縫交錯(cuò)處以及裂縫端部，在預(yù)計(jì)要粘注漿嘴的位置，貼上醫(yī)用白膠布條.將封口膠的兩種成分混合攪拌均勻，抹少許在注入座底面四邊，將注入孔對(duì)正接縫中心稍加力按壓，使其從底面的四個(gè)小孔中擠出，注意不要堵塞注入孔，粘好后避免錯(cuò)動(dòng)注入座.混凝土基底狀況不好時(shí)可適當(dāng)擴(kuò)展座周圍的粘結(jié)面積并對(duì)座進(jìn)行包覆.根據(jù)接縫的寬度和深度，沿縫的走向按400～500mm間距布置灌漿嘴，灌漿嘴騎在裂縫中間；

（3）接縫密封：用封口膠沿接縫走向密封50mm寬的范圍，厚度應(yīng)為1.5mm以上，盡量一次完成，避免反復(fù)涂抹；

（4）試漏：試漏時(shí)，氣壓保持0.2～0.4MPa，垂直縫從下往上，在封閉帶上及灌漿嘴四周涂肥皂水檢查，若發(fā)現(xiàn)泡沫，表示漏氣，應(yīng)再次封閉；

（5）密封材料的固化：讓其自行硬化（在不同溫度下約需4～10h）；

（6）注入膠液：將注入器的連接端牢固地安裝在注入座上，安裝時(shí)用力不要過(guò)猛，以免損壞座的頸部.將主劑和硬化劑混合攪拌均勻，用黃油槍或其他小型泵類工具通過(guò)過(guò)濾頭連接注入器的注入端，開(kāi)始注入，當(dāng)橡膠管膨脹充滿限制套時(shí)停止注入.如注入器膨脹后收縮較快，說(shuō)明該處接縫深，縫內(nèi)空間大，要補(bǔ)灌；

（7）灌漿完畢，應(yīng)及時(shí)用壓縮空氣將壓氣罐和注漿管中殘留的漿液吹凈，并用稀料清洗注入工具；

（8）注入材料的固化：讓注入材料自行固化（一般需10～24h），可用手捏注入管隨時(shí)了解固化情況.固化后敲掉注入器和注入座，如有必要，用砂輪機(jī)把密封膠打磨平整.

（9）在漿液硬化12～24h后，可將灌漿嘴取下重復(fù)使用，灌漿時(shí)，操作人員要戴防毒面具，以防中毒，配置環(huán)氧膠液時(shí)，應(yīng)根據(jù)氣溫控制材料溫度和漿液的初凝時(shí)間，以免浪費(fèi)材料，在缺乏灌漿泵時(shí)，較寬的平、立面裂縫亦可用手壓泵或醫(yī)用注射器進(jìn)行操作.

3.3.2 粘貼碳纖維加固

粘貼碳纖維布施工工藝如下[6]：

（1）施工流程為：施工準(zhǔn)備→清理混凝土表面→底層樹(shù)脂配制并涂刷→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→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，經(jīng)修整露出骨料新面的混凝土加固粘貼部位，應(yīng)進(jìn)一步按設(shè)計(jì)要求修復(fù)平整，并采用結(jié)構(gòu)修補(bǔ)膠對(duì)較大空洞、凹面、漏筋等缺陷進(jìn)行修補(bǔ)、復(fù)原；對(duì)有段差、內(nèi)轉(zhuǎn)交的部位應(yīng)抹成平滑的曲面，在完成以上表面清潔工程后，應(yīng)保持干燥.

（3）按選用產(chǎn)品的要求進(jìn)行底涂，配制底層樹(shù)脂，用滾筒刷將底層樹(shù)脂均勻涂抹于需加固的混凝土表面，待樹(shù)脂表面指觸干燥時(shí)進(jìn)行下一步工序施工；

（4）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；

（5）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40～50min用完為宜；

（6）按設(shè)計(jì)要求裁剪碳纖維布，碳纖維下料和粘貼期間要保持碳纖維材料的干凈平整，嚴(yán)防褶皺、受損；碳纖維布應(yīng)盡量少搭接，搭接時(shí)應(yīng)滿足構(gòu)造要求；配制浸漬樹(shù)脂并均勻涂抹于所要粘貼的部位，用特制的滾筒沿纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，并使浸漬樹(shù)脂充分浸透碳纖維布，滾壓時(shí)不得損傷碳纖維布；

（7）碳纖維加固后的表面采用25mm厚1：2.5水泥砂漿防護(hù)，為增加粘結(jié)力，可涂刷界面劑或采取其他措施進(jìn)行處理；處于二（a）類環(huán)境的加固構(gòu)件應(yīng)采用50mm厚新增混凝土保護(hù)層進(jìn)行防護(hù)；加固構(gòu)件的防護(hù)應(yīng)達(dá)到相關(guān)耐火等級(jí)的要求.

4 結(jié)語(yǔ)

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.鋼筋混凝土現(xiàn)澆板產(chǎn)生裂縫是工程中常見(jiàn)的一個(gè)問(wèn)題，裂縫產(chǎn)生的原因多種多樣，其對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性影響程度也不盡相同.對(duì)于工程中已經(jīng)出現(xiàn)的現(xiàn)澆板裂縫，首先應(yīng)該通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及正確的檢測(cè)鑒定方法尋找構(gòu)件開(kāi)裂的原因，然后再根據(jù)找出的原因?qū)?gòu)件的安全性、使用性和耐久性進(jìn)行評(píng)價(jià)，只有掌握了這些，才能有針對(duì)性的對(duì)現(xiàn)澆板采取處理措施，以使加固設(shè)計(jì)安全可靠，切實(shí)可行.

參考文獻(xiàn)：

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