某住宅樓人防地下室構(gòu)件裂縫檢測(cè)及加固方案分析

喬 偉 （安徽池州池州市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督局，安徽 池州 247100）

0 前言

本工程位于安徽省西南部，長(zhǎng)江下游南岸的池州市。隨著社會(huì)發(fā)展，為了滿足越來越多的車輛停放需求和人防要求，目前住宅小區(qū)規(guī)劃都會(huì)配備有大面積的地下室，由于施工過程中混凝土養(yǎng)護(hù)不到位、不均勻沉降等因素易導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生了裂縫。針對(duì)以上情況，本文結(jié)合具體工程實(shí)例，對(duì)加固處理方案進(jìn)行探討。

1 工程概況

本工程的結(jié)構(gòu)形式為大底盤多塔結(jié)構(gòu)。地上共8棟住宅樓 （樓號(hào)分別為 28#、32#、34#、35#、38#、40#、42#和43#樓），地下一層車庫。地下車庫建筑面積約為20198m2。其相關(guān)設(shè)計(jì)概況如下表。

建筑安全等級(jí) 二級(jí)抗震設(shè)防類別 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類（丙類）抗震設(shè)防烈度 6度（設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g）設(shè)計(jì)地震分組 第一組場(chǎng)地類別 Ⅱ類

其中，38#和34#樓采用平板式筏形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)持力層為⑤層中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，fak=500kN/m2，筏板厚度均為1000mm，基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，筏板配筋C20@150雙層雙向布置，其余6棟樓和地下車庫采用人工挖孔灌注樁，樁型為端承樁，樁端持力層為⑤層中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖層中，樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30；地下車庫樁基設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)，樁端豎向承載力特征值為 2100kN；28#、32#、35#、40#、42#和 43#樓樁基設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)，其中32#樓樁端豎向承載力特征值為3850kN，其余5棟樓樁端豎向承載力特征值均為4550kN。日前，地下車庫多處現(xiàn)澆梁板墻出現(xiàn)裂縫，發(fā)現(xiàn)裂縫時(shí)地下車庫形象進(jìn)度為主體結(jié)構(gòu)完工，住宅樓形象進(jìn)度為4～7層。

因地下車庫多處現(xiàn)澆梁板墻出現(xiàn)裂縫，為查明裂縫產(chǎn)生原因，建設(shè)單位委托了有關(guān)檢測(cè)部門對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫進(jìn)行檢測(cè)，研究其分布及特點(diǎn)。

2 現(xiàn)場(chǎng)裂縫檢測(cè)情況

2.1 梁裂縫

地下車庫裂縫梁截面尺寸、配筋符合原設(shè)計(jì)要求。裂縫主要分布于38#樓和地下車庫交接處，根據(jù)檢測(cè)報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)情況，梁裂縫數(shù)量較多，部分裂縫寬度較大，多為直裂縫且對(duì)稱貫穿，最大寬度可達(dá)0.6mm。

梁裂縫示意圖

剪力墻裂縫示意圖

板裂縫示意圖

2.2 剪力墻裂縫

地下車庫裂縫墻截面尺寸、配筋符合原設(shè)計(jì)要求。裂縫主要分布于38#樓和地下車庫交接處，墻裂縫數(shù)量較多，部分裂縫寬度較大，最大寬度可達(dá)2mm，且對(duì)稱貫穿。

2.3 頂板裂縫

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，被測(cè)板板厚及配筋均滿足設(shè)計(jì)要求，最大縫寬為0.2mm，且對(duì)稱貫穿。

3 檢測(cè)結(jié)論

①地下車庫頂梁板混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30，實(shí)測(cè)混凝土現(xiàn)齡期強(qiáng)度推定值在30.6MPa～38.9MPa之間；地下車庫墻混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C35，實(shí)測(cè)混凝土現(xiàn)齡期強(qiáng)度推定值在35.3MPa～39.7MPa之間。

②實(shí)測(cè)地下車庫頂梁板、墻鋼筋配置符合設(shè)計(jì)要求；梁截面尺寸、板厚及墻厚符合設(shè)計(jì)要求。

③結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果經(jīng)驗(yàn)算：地基基礎(chǔ)承載能力符合規(guī)范要求；上部承重結(jié)構(gòu)承載能力符合規(guī)范要求。

④地下車庫裂縫墻梁板裂縫主要分布于38#樓和地下車庫交接處有少量現(xiàn)澆板裂縫，梁和墻體裂縫數(shù)量較多，部分裂縫寬度較大且對(duì)稱貫穿。

⑤經(jīng)檢測(cè)分析，地下車庫梁板墻裂縫成因主要分以下兩種：a.混凝土收縮裂縫，主要分布于地下車庫頂板；b.不均勻沉降裂縫，38#樓基礎(chǔ)形式為筏板基礎(chǔ)，地下車庫基礎(chǔ)形式為人工挖孔樁基礎(chǔ)，兩種基礎(chǔ)形式的不同引起住宅樓和地下車庫出現(xiàn)差異沉降，致使住宅樓和地下車庫交接位置部分構(gòu)件出現(xiàn)不均勻沉降裂縫。

⑥地下車庫構(gòu)件裂縫數(shù)量較多且部分裂縫寬度較大，超出規(guī)范要求，易引起鋼筋銹蝕，對(duì)構(gòu)件承載力和耐久性均有影響，必須進(jìn)行加固處理。

4 墻體加固

由于裂縫產(chǎn)生對(duì)墻體承載力和長(zhǎng)期使用性能產(chǎn)生影響，本工程采用裂縫灌注、粘貼碳纖維、增加截面等方式進(jìn)行加固，加固具體要求如下。

4.1 裂縫處理技術(shù)

①沿裂縫走向，在裂縫中插入一些竹釘或者其他標(biāo)記物，不能插入位置采用石筆標(biāo)記，目的是為了后續(xù)工作可以找到裂縫。然后對(duì)裂縫兩側(cè)約100mm范圍內(nèi)的構(gòu)件表面（墻面）進(jìn)行打磨。如果墻面有其他粉刷或者裝飾層應(yīng)提前拆除，打磨采用噴砂機(jī)或者砂輪機(jī)，打磨至露出堅(jiān)實(shí)的骨料新面，經(jīng)檢查無油漬、污垢后用壓縮空氣機(jī)或吸塵器清理干凈。發(fā)現(xiàn)有疏松或者缺陷位置，還應(yīng)采用結(jié)構(gòu)膠修復(fù)平整。

②對(duì)裂縫進(jìn)行分類。其中當(dāng)裂縫＜0.15mm時(shí)采用環(huán)氧樹脂封閉；對(duì)于≥0.15mm的裂縫采用環(huán)氧樹脂灌注。

③對(duì)于需要灌注的裂縫應(yīng)在工作面清理完成之后按照裂縫的走向設(shè)置注膠嘴，針筒注膠嘴間距為100mm～500mm,同時(shí)尚應(yīng)設(shè)在裂縫交叉點(diǎn)、裂縫較寬處和端部。注膠嘴基座之間的裂縫應(yīng)采用封縫膠進(jìn)行表面封閉。每條裂縫上還必須設(shè)置排氣孔。

④封縫膠固化后，應(yīng)進(jìn)行壓氣試驗(yàn)。目的是為了保證裝置的氣密性，觀察注膠嘴之間的連通情況，當(dāng)注膠嘴中氣壓達(dá)到0.5MPa時(shí)，若仍有不通氣的注膠嘴，則應(yīng)重新埋設(shè)注膠嘴，并縮短其間距。

⑤當(dāng)裝置安裝完成且試驗(yàn)合格后，按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行產(chǎn)品配制并對(duì)裂縫進(jìn)行灌注。

剪力墻粘貼碳纖維示意圖1

剪力墻粘貼碳纖維示意圖2

4.2 碳纖維粘貼技術(shù)

①對(duì)于有裂縫的墻體應(yīng)先進(jìn)行裂縫灌注，然后按照?qǐng)D紙進(jìn)行碳纖維粘貼。

②對(duì)粘貼部位要修復(fù)平整，不得有較大孔洞、疏松等缺陷。對(duì)轉(zhuǎn)角處要打磨成圓弧半徑不小于25mm的圓角，上述加工完成后，清理混凝土表面并保持表面干燥。

③當(dāng)粘貼碳纖維材料采用的是配有底膠的結(jié)構(gòu)膠粘劑時(shí)，應(yīng)按照產(chǎn)品的使用說明書進(jìn)行底膠涂刷。

④按照設(shè)計(jì)尺寸裁剪纖維織物，不能折疊織物；若織物原件已有折痕，應(yīng)將有折痕部分剪去。

⑤將碳纖維按照放線的位置放在圖號(hào)膠液的混凝土表面?？椢飸?yīng)充分展平，不得有皺褶。

⑥沿纖維方向用滾筒進(jìn)行多次滾壓，使膠液充分浸漬纖維織物，并使織物的鋪層均勻壓實(shí)，無氣泡發(fā)生。

⑦如果有多層粘貼，后面一層要及時(shí)粘貼。中間間隔時(shí)間若超過1h，則應(yīng)等待12h后，方可重復(fù)上述步驟進(jìn)行繼續(xù)粘貼。

⑧最后一層纖維織物粘貼完畢，尚應(yīng)在其表面均勻涂刷一道浸漬、粘結(jié)專用的結(jié)構(gòu)膠。

4.3 加大截面技術(shù)

裂縫的開展嚴(yán)重影響了剪力墻的承載力，根據(jù)裂縫產(chǎn)生及開展情況，按照檢測(cè)報(bào)告的描述進(jìn)行分析后采用此方法對(duì)破壞嚴(yán)重的剪力墻進(jìn)行加大截面處理。

4.3.1 新老混凝土結(jié)合面處理

①老混凝土界面必須鑿毛，并鑿成凹凸面。

②涂刷結(jié)構(gòu)界面膠（劑）前，應(yīng)對(duì)原構(gòu)件表面截面處理的質(zhì)量進(jìn)行檢查不得有松動(dòng)、疏松的石子或者漏補(bǔ)的裂縫、漏清除的其他污垢等。

③施工中必須輕敲輕鑿，不得損傷應(yīng)保留的混凝土；新結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)比原結(jié)構(gòu)高一等級(jí)，加固混凝土澆筑后，應(yīng)加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)。

剪力墻加大截面示意圖5

4.3.2 植筋技術(shù)

首先按照?qǐng)D紙要求和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際放樣，在鋼筋加工區(qū)對(duì)加固鋼筋進(jìn)行下料。然后按設(shè)計(jì)要求的孔位、孔徑、孔深鉆孔。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，確定鋼筋植筋位置，檢查植筋處的周邊尺寸，確保所植鋼筋位于有效約束范圍內(nèi)，同時(shí)對(duì)群錨植筋的最小間距值和最小邊距值要求不小于5d。鉆孔完成后用吹風(fēng)機(jī)與刷子清理孔道直至孔內(nèi)壁無浮塵水漬，以保證不同結(jié)構(gòu)材質(zhì)（混凝土和鋼筋）之間的粘合。

植筋膠當(dāng)采用自動(dòng)攪拌注射筒包裝的膠粘劑時(shí)，應(yīng)按照說明書規(guī)定進(jìn)行運(yùn)輸和儲(chǔ)存，以防膠粘劑受損、變質(zhì)。當(dāng)采用現(xiàn)場(chǎng)配制的植筋膠時(shí)，應(yīng)按產(chǎn)品說明書規(guī)定的配合比和工藝要求嚴(yán)格執(zhí)行，現(xiàn)場(chǎng)還要有人專門負(fù)責(zé)。

采用的灌注方式應(yīng)不妨礙孔中空氣排出，注入植筋膠后應(yīng)立即插入鋼筋，并向一個(gè)方向邊轉(zhuǎn)邊插，直至達(dá)到規(guī)定的深度。膠粘劑未達(dá)到說明書規(guī)定的固化期前，應(yīng)靜置養(yǎng)護(hù)，不得擾動(dòng)。

5 梁加固

梁裂縫分布較多，且裂縫寬度較大，嚴(yán)重影響梁的承載力，本工程采用裂縫灌注、粘貼碳纖維或包鋼處理，具體要求如下：①裂縫灌注和粘貼碳纖維方法同上；②外粘型鋼加固技術(shù)。

鑿除加固處的粉刷層至混凝土結(jié)構(gòu)層，混凝土表面應(yīng)打磨平整，不得有浮漿等雜質(zhì)?；炷亮罕砻嬗糜裁⑺⒊砻嬗凸肝畚?再對(duì)表面面進(jìn)行打磨，除去2～3mm厚表層，直至完全露出新面，并用專用塵器清理粉塵。待完全干燥后用毛刷沾丙酮擦試表面。所有鋼構(gòu)件在制作前均1∶1施工大樣，按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際尺寸復(fù)核無誤后方可下料。按圖示要求在混凝土上打孔，預(yù)埋化學(xué)螺栓；將已除銹和粗糙處理的角鋼骨架貼附于梁表面，用卡具卡緊。對(duì)綴板的粘接面進(jìn)行處理，再將其與角鋼骨架焊牢，梁鋼板采用貼角焊（焊條用E43型4.0焊條）,焊縫質(zhì)量達(dá)三級(jí)，焊縫檢測(cè)合格后進(jìn)行下步工作。安裝已除銹和粗糙處理的連接角鋼，再將其與角鋼骨架焊牢。用環(huán)氧膠泥將角鋼及綴板周圍封閉，留出排氣孔，并在有利灌漿處做灌漿嘴，間距為2～3m。灌注膠采用建筑結(jié)構(gòu)灌縫粘合劑,分甲、乙兩組份，使用前應(yīng)進(jìn)行按產(chǎn)品使用說明書規(guī)定配制。注意攪拌時(shí)應(yīng)避免水進(jìn)入，按同一方向進(jìn)行攪拌，裝入專用壓力容器內(nèi)，待灌漿嘴粘牢后，用壓力將灌注膠從灌漿嘴壓入；直至排氣孔有漿液冒出時(shí)方可停止加壓，用環(huán)氧樹脂膠泥進(jìn)行封堵，再維持10min左右的較小壓力再停止灌漿。灌漿后應(yīng)注意對(duì)型鋼的保護(hù)，不得使其受到擾動(dòng)。外粘型鋼或鋼板加固表面應(yīng)首先進(jìn)行除銹和清潔處理，除銹防銹漆兩道后采用25mm厚1∶3水泥砂漿（加鋼絲網(wǎng)）防護(hù)，加固部分的防護(hù)要達(dá)到相關(guān)的耐火等級(jí)要求。

6 地下室頂板加固

板底粘貼碳纖維示意圖6

不均勻沉降及混凝土收縮導(dǎo)致在兩種基礎(chǔ)形式（平板式筏形基礎(chǔ)和人工挖孔灌注樁基礎(chǔ)）的交接部位產(chǎn)生很多裂縫，影響了構(gòu)件的耐久性和承載力。本工程針對(duì)這一現(xiàn)象，采用結(jié)構(gòu)膠灌注裂縫，并在板底粘貼碳纖維進(jìn)行處理。裂縫灌注及粘貼碳纖維布做法同上。

7 結(jié)語

混凝土收縮及不均勻沉降對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，甚至導(dǎo)致構(gòu)件破壞的情況在實(shí)際施工過程中屢見不鮮，本案例通過對(duì)建筑進(jìn)行檢測(cè)分析，分構(gòu)件、分類別地對(duì)損傷部位進(jìn)行了處理，做到了加固后能滿足原設(shè)計(jì)的要求，并對(duì)原設(shè)計(jì)的使用功能影響甚微。