框架梁裂縫形成和擴(kuò)展的原因及其加固補(bǔ)強(qiáng)

孫穎 周潔

寶雞建安集團(tuán)股份有限公司 721006

摘要：分析了某水泥廠機(jī)立窯框架梁裂縫產(chǎn)生和擴(kuò)展的原因。對(duì)于垂直裂縫，主要是由于突然超載及施工期短、拆模早、養(yǎng)護(hù)不足、設(shè)備安裝影響等因素所造成；對(duì)于棗核形裂縫，主要是由混凝土初凝收縮及水灰比過大等方面影響所造成。介紹了裂縫控制及裂縫最大寬度的估算方法以及采用化學(xué)灌漿法加固補(bǔ)強(qiáng)框架梁的工藝和效果，并對(duì)該加固補(bǔ)強(qiáng)方法進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：框架梁；垂直裂縫；棗核裂縫；化學(xué)灌漿；加固補(bǔ)強(qiáng)

一、工程概況

本工程結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，地面以上為五層框架結(jié)構(gòu)，本次裂縫出現(xiàn)的位置是地下室人防工程中高低跨交界處某軸線的框架梁上工程的施工時(shí)間為2011 年的2 ～ 3 季度，并在2012 年的5 月份首次發(fā)現(xiàn)了裂縫的存在，截止到發(fā)現(xiàn)裂縫時(shí)，該建筑尚未投入使用且框架梁的強(qiáng)度和尺寸均滿足要求現(xiàn)場(chǎng)框架梁的尺寸為500 × 1 100（mm）（其他框架梁的尺寸主要為500 ×700（mm）和500 × 900（mm），框架梁頂標(biāo)高為0.0 m，梁南北兩側(cè)的板頂標(biāo)高分別為0.000 m 和- 1.050 m。

二、裂縫原因分析

1.框架梁上裂縫沒有明顯的產(chǎn)生在梁跨中底部或梁端支座負(fù)彎矩的規(guī)律性，因此判斷其原因不屬于受力不足，基本屬于收縮裂縫。

2.該軸線框架梁截面尺寸較大，混凝土用量較大，強(qiáng)度設(shè)計(jì)較高，早期水泥水化反應(yīng)的水化熱大，其冷卻過程易出現(xiàn)收縮裂縫。

3.梁為桿件，軸線方向尺寸長(zhǎng)，而存在約束垂直于軸線方向尺寸小，自由變形能力強(qiáng)，故當(dāng)梁發(fā)生收縮變形時(shí)，易出現(xiàn)軸線方向的受拉破壞，其裂縫特征為豎向；截面中部拉應(yīng)力最大，且鋼筋約束較小，故裂縫特征為中間寬兩邊窄。

4.該裂縫幾乎平行于框架梁的短邊，裂縫沿著場(chǎng)邊分段出現(xiàn)，中間相對(duì)較密，裂縫寬度大小不一，因此亦可能是由于在施工中后期或者是混凝土后期水化過程中產(chǎn)生的變形裂縫。

綜合以上原因，該軸線框架梁的裂縫不屬于受力不足，僅屬于收縮變形產(chǎn)生的裂縫，因此未對(duì)結(jié)構(gòu)安全構(gòu)成直接影響，但應(yīng)該對(duì)出現(xiàn)裂縫的框架梁進(jìn)行耐久性處理。

三、框架梁的化學(xué)灌漿加固補(bǔ)強(qiáng)

對(duì)框架梁出現(xiàn)的裂縫采取加固補(bǔ)強(qiáng)措施，主要方法有鋼衍片加固、鋼筋混凝土型套加固和化學(xué)灌漿法加固，加固補(bǔ)強(qiáng)不僅要有安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性，還要考慮其施工速度及不改變結(jié)構(gòu)的外形。經(jīng)分析對(duì)比，最后確定采用化學(xué)灌漿法進(jìn)行加固處理。

1.化學(xué)灌漿的材料選用

考慮到加固補(bǔ)強(qiáng)的效果及施工速度，確定選用甲基丙烯酸酯（甲凝）作為灌注液主劑。其配合比有4種方法，編號(hào)為1～4，本工程選用3號(hào)配方，采用壓力為0.2～0.35 MPa手搖壓泵灌漿。

2.施工方法

裂縫面處理在裂縫兩側(cè)距裂縫邊各60 mm范圍內(nèi)用鋼絲刷自上而下掃刷，用壓縮空氣吹凈縫隙內(nèi)灰塵。

定位布嘴在對(duì)裂縫面進(jìn)行處理后，一般在裂縫兩側(cè)各距裂縫300 mm左右處布設(shè)灌漿嘴，每側(cè)布置2個(gè)，并做好標(biāo)志。對(duì)于梁跨中垂直裂縫下端縫中部（兩側(cè)應(yīng)交錯(cuò)布置）和上端縫各設(shè)1個(gè)，梁中部棗核型裂縫上下各1個(gè)。

封閉縫口安放灌注嘴在兩側(cè)距裂縫10 mm范圍內(nèi)用環(huán)氧膠泥滿刮兩遍后，再粘貼100～140 mm寬的工業(yè)膠布，同時(shí)固定灌注嘴。

灌注甲凝漿液在未灌注甲凝漿液前，要對(duì)灌注嘴進(jìn)行壓風(fēng)試驗(yàn)，將全部灌注嘴涂上肥皂水，當(dāng)一個(gè)嘴壓入空氣，其他嘴口的肥皂水起泡氣流暢通后即可灌注，否則要進(jìn)行返工處理。漿液用手搖壓泵灌注，或用黃油槍壓注。灌（壓）注時(shí)必須將輸漿管端部與注漿口套牢，防止滑稅，按自下而上的順序進(jìn)行灌注。裂縫中部灌漿嘴灌漿配料按主劑[200 mL]配制，裂縫端部灌漿嘴按主劑[100 mL]配制，梁兩側(cè)裂縫也要同時(shí)灌注甲凝漿液.封孔當(dāng)灌注嘴注滿后立即套上膠管，將灌注嘴敲下刮上閉縫膠泥。

安全措施施工時(shí)要用鋼筋做活動(dòng)工作架，以保證足夠的剛度和穩(wěn)定性，同時(shí)其護(hù)身圍欄應(yīng)高于1.2m，用好“安全三保”，按安全操作規(guī)程施工。

3.對(duì)化學(xué)注漿加固補(bǔ)強(qiáng)法的評(píng)價(jià)

注漿加固補(bǔ)強(qiáng)工程歷時(shí)20 d，一次成功。從應(yīng)用角度對(duì)該方法的評(píng)價(jià)如下：（1）甲基丙烯酸脂的粘度比水低得多，其表面張力為水張力的1/3，因此可灌性好，擴(kuò)散能力強(qiáng)，在干燥條件下作為裂縫補(bǔ)縫時(shí)可首先選用。（2）力學(xué)強(qiáng)度比混凝土高，其抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別可達(dá)64.3 MPa和3.6MPa左右（3）設(shè)備簡(jiǎn)單，施工方便，不受機(jī)械條件限制，使用黃油注入槍也可灌注。（4）一次配料量灌注時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格控制在20min內(nèi)，灌注應(yīng)由專人連續(xù)灌注，隨配隨灌，不可中斷。（5）所配甲凝漿液應(yīng)將溫度控制在55℃時(shí)方可灌注，結(jié)束時(shí)溫度不低于45℃，能保證補(bǔ)縫質(zhì)量。因此，補(bǔ)縫過程中吊運(yùn)、灌注都要求迅速便捷。（6）甲凝材料費(fèi)用較貴，原材料購(gòu)置困難，應(yīng)事先計(jì)算好用量，在購(gòu)置時(shí)，余量應(yīng)控制在10%～20%之內(nèi)。

四、對(duì)裂縫的處理建議

1.框架梁的裂縫不屬于受力不足產(chǎn)生的裂縫，因此對(duì)裂縫的處理主要是為了恢復(fù)結(jié)構(gòu)的防水性能和耐久性。

2.可以對(duì)產(chǎn)生裂縫的框架梁灌注環(huán)氧樹脂，并且在灌注后的表面涂抹砂漿保護(hù)層，以恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性防水性和耐久性。

3.可以采用灌漿法進(jìn)行處理，主要是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中，膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個(gè)整體，從而起到封堵補(bǔ)強(qiáng)的目的，常用的膠結(jié)材料有水泥漿環(huán)氧樹脂甲基丙烯酸酯聚氨酯等化學(xué)材料。

4.對(duì)處理后的混凝土裂縫要進(jìn)行檢查確認(rèn)其是否達(dá)到預(yù)先的修補(bǔ)效果，若無(wú)再次開裂無(wú)滲漏，則說明修補(bǔ)效果良好。

結(jié)束語(yǔ)

混凝土工程中裂縫是普遍存在的，但是裂縫的不同種類對(duì)結(jié)構(gòu)安全性的影響也不盡相同，因此在施工過程中要嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范的要求，尤其是當(dāng)構(gòu)件混凝土用量大時(shí)，應(yīng)采取有效的措施來(lái)減少收縮裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，從而保證建筑物的安全、可靠。

參考文獻(xiàn)：

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[3]程驍 土建注漿施工與效果檢測(cè) 同濟(jì)大學(xué)出版社 2012.1

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當(dāng)完成了混凝土澆筑施工之后，需要依據(jù)工程設(shè)計(jì)的直徑進(jìn)行開挖，并且還要穿過透水層。此外，對(duì)于人工挖空樁的護(hù)壁，應(yīng)確保每挖一節(jié)之后就立即進(jìn)行混凝土澆筑，然后振搗密實(shí)，此時(shí)應(yīng)當(dāng)將坍塌度控制在100mm以內(nèi)，以確保人工挖孔樁的穩(wěn)定性。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，在選用民用建筑地基處理方法時(shí)，需要對(duì)其所涉及的多方面因素進(jìn)行綜合的考慮，例如工程場(chǎng)地土質(zhì)情況、地質(zhì)條件、材料供應(yīng)以及設(shè)計(jì)要求等。同時(shí)，在具體的施工過程中，還應(yīng)在提高工程施工效率的同時(shí)，降低工程施工成本，在確保施工安全的前提下，合理選擇地基的處理方法，這就要求不斷優(yōu)化現(xiàn)有的施工技術(shù)，為提高地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量與水平奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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