現(xiàn)澆混凝土梁裂縫的分析及預(yù)防

趙旦霞

摘 要：本文分析了鋼筋混凝土梁的裂縫產(chǎn)生原因和部位，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土梁;裂縫;熱脹冷縮

1前言

鋼筋混凝土梁在外荷載的直接應(yīng)力和次應(yīng)力的作用下，引起結(jié)構(gòu)變形而裂縫。構(gòu)件在使用過(guò)程中受年溫差的長(zhǎng)期作用，當(dāng)溫差的脹縮應(yīng)力大于構(gòu)件極限抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)裂縫。構(gòu)件裂縫的因素是多方面的，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地基沉降差異、施工質(zhì)量、材料質(zhì)量、環(huán)境影響等，無(wú)論何種原因產(chǎn)生的裂縫，都會(huì)給建筑物肢體結(jié)構(gòu)帶來(lái)影響。

2裂縫形成原因

鋼筋混凝土梁出現(xiàn)裂縫的原因很復(fù)雜。主要有：材料或氣候因素、施工不當(dāng)、設(shè)計(jì)和施工錯(cuò)誤、改變使用功能或使用不合理等。通?？蓺w納為以下幾種：

（1）收縮裂縫?；炷辽刑幱谖赐耆不癄顟B(tài)時(shí)，如干燥過(guò)快，則產(chǎn)生收縮裂縫，通常發(fā)生在表面上，裂縫不規(guī)則，寬度小。

（2）水泥水化硬化時(shí)的裂縫。水泥在水化及硬化的過(guò)程中，散發(fā)大量熱量，使混凝土內(nèi)外部產(chǎn)生溫差.超過(guò)一定值時(shí).因混凝土的收縮不一致而產(chǎn)生裂縫。

（3）溫變裂縫?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土梁隨著溫度變化會(huì)產(chǎn)生熱脹冷縮變形。即溫度變形。

AL=L（t1-t2）﹠△AL—— 鋼筋混凝土梁的變形值

L――梁的長(zhǎng)度

（（t1—t2））—— 溫度變化值

d— — 材料的線嘭脹系數(shù)、混凝土為10a×10-b由于混凝土截面高度較大或較特殊環(huán)境下施工.如較寒冷地區(qū)施工。梁的上下表面溫度不一致，梁會(huì)產(chǎn)生溫度彎矩。如溫度彎矩與荷載彎矩迭加超過(guò)梁所能承擔(dān)的能力。梁便會(huì)產(chǎn)生裂縫。預(yù)防產(chǎn)生溫度裂縫的措施主要有：① 設(shè)置溫度裂縫。② 運(yùn)用水化熱小和收縮小的水泥。③ 澆筑后.表面應(yīng)及時(shí)覆蓋并灑水養(yǎng)護(hù).復(fù)季應(yīng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，寒冷季節(jié)混凝土表面采取保溫措施。

（4）設(shè)計(jì)欠周全。如鋼筋混凝土梁的截面不夠，梁的跨度過(guò)大，高度偏小，或者由于計(jì)算錯(cuò)誤，受力鋼筋截面偏小、配筋位置不當(dāng)、節(jié)點(diǎn)不合理等。都會(huì)導(dǎo)致混凝土梁出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。

（5）施工質(zhì)量造成的裂縫。

① 由于混凝土標(biāo)號(hào)偏低、受力鋼筋截面偏小、截面尺寸不符合設(shè)計(jì)等而導(dǎo)致混凝土梁出現(xiàn)裂縫。

② 由于施工不當(dāng)、模板支撐下沉，或過(guò)早拆除底模和支撐等形成的裂縫。

③ 由于施工控制不嚴(yán)，在梁上超載堆荷，而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。

（6）預(yù)制鋼混凝土梁在運(yùn)輸、吊裝過(guò)程中，由于支撐不合理、吊點(diǎn)位置不符，以及較大的振動(dòng)或沖擊荷載，也會(huì)導(dǎo)致鋼筋混凝土梁出現(xiàn)裂縫。

（7）在使用過(guò)程中，改變?cè)瓉?lái)的使用功能，如將辦公室改為倉(cāng)庫(kù)、屋面加層、使用不當(dāng)、增大梁上荷載等均會(huì)出現(xiàn)裂縫。

3裂縫的部位

3.1 粱受拉區(qū)裂縫

由于澆筑混凝土?xí)r施工管理不善.使用了低劣的鋼筋，造成梁受拉鋼筋強(qiáng)度不足。施工中，提前拆模、施工荷載超過(guò)設(shè)計(jì)荷載或混凝土強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)規(guī)定，以及使用不當(dāng)，使用荷載大大超過(guò)原設(shè)計(jì)荷載，使梁受拉區(qū)產(chǎn)生裂縫。梁受拉區(qū)產(chǎn)生的裂縫一般采用水泥漿封閉，防止鋼筋銹蝕，再根據(jù)具體情況做補(bǔ)強(qiáng)加固處理。

3.2 梁在支座附近的斜裂縫

梁的混凝土強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度，抗剪鋼筋不足，箍筋沒(méi)有增加，也有的因超載，提前拆模時(shí)混凝土強(qiáng)度低于標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度值，造成的抗剪能力低而產(chǎn)生剪切裂縫。應(yīng)先用粘結(jié)漿液壓注處理。再進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。確保梁的使用安全。

3.3 粱受壓區(qū)裂縫

梁的高度小，有的梁沒(méi)有抗裂驗(yàn)算，混凝土振搗不夠密實(shí)，梁長(zhǎng)期在溫差作用下產(chǎn)生溫差變形及長(zhǎng)期處于干燥狀態(tài)的環(huán)境中干縮變形，梁在溫差和干縮的綜合作用下裂縫。縫上寬下窄，有貫穿的，不貫穿的。裂縫長(zhǎng)度為梁高的3/5～4/5， 粱底部不裂。這種裂縫可用水泥砂漿壓注、粘結(jié)密封裂縫和補(bǔ)強(qiáng)。

4 裂縫的處理

根據(jù)裂縫的成因情況，可將裂縫分為兩種類(lèi)型：一類(lèi)是由于材料、氣候等造成的一般塑性收縮裂縫、干縮裂縫等。這類(lèi)裂縫一般對(duì)承載力影響小，可作一般處理或不處理;另一類(lèi)裂縫明顯影響了梁的承載能力。隨著裂縫的擴(kuò)展和延伸，鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度，受壓區(qū)混凝土應(yīng)變量增大.梁剛度大大降低，構(gòu)件趨向破壞。此類(lèi)縫必須及早采取加固補(bǔ)強(qiáng)。以滿足結(jié)構(gòu)安全需要。對(duì)于裂縫的處理，首先要重視對(duì)裂縫的調(diào)查分析，確定裂縫的種類(lèi)、程度、危害及加固的依據(jù)。調(diào)查可從裂縫的寬度、長(zhǎng)度、是否貫通、是否達(dá)到彈性極限應(yīng)力的位置、有無(wú)潮氣或漏水、工程地點(diǎn)環(huán)境以及施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)情況等多處人手，分析裂縫產(chǎn)生的本質(zhì)原因，以采取相應(yīng)的措施。

1.經(jīng)過(guò)調(diào)查分析，確認(rèn)裂縫在不降低承載力的情況下，采取表面處理法、充填法、注入法等簡(jiǎn)易的處理方法：

（1）表面修補(bǔ)法。該法適用于縫較窄，用以恢復(fù)構(gòu)件表面美觀和提高耐久性時(shí)所采用，常用的是沿混凝土裂縫表面鋪設(shè)薄膜材料，一般可用環(huán)氧類(lèi)樹(shù)脂或樹(shù)脂浸漬玻璃布。施工時(shí)先將混凝土表面用鋼絲刷打毛。清水洗凈干燥，將混凝土表面氣孔由油灰狀樹(shù)脂填平，然后在其上鋪設(shè)薄膜，如果單純以防水為目的，也可采用涂刷瀝青的方法。

（2）充填法。當(dāng)裂縫較寬時(shí)，可沿裂縫混凝土表面鑿成V形或U形槽，使用樹(shù)脂砂漿材料進(jìn)行填充，也可使用水泥砂漿或?yàn)r青等材料。施工時(shí)，先將槽內(nèi)碎片清除，必要時(shí)涂底層結(jié)合料，填充后待填充料充分硬化，再用砂輪或拋光機(jī)將表面磨光。

（3）注入法。當(dāng)裂縫寬度較小且較深時(shí)，可采用將修補(bǔ)材料注入混凝土內(nèi)部的修補(bǔ)方法，首先裂縫處安設(shè)注入用管.其它部位用表面處理法封住.使用低粘度環(huán)氧樹(shù)脂注入材料，用電動(dòng)泵或手動(dòng)泵注入修補(bǔ)，此法在裂縫寬大于0.2mm 時(shí)，效果較好。

2.如果梁的裂縫情況影響了梁的承載能力，就應(yīng)更慎重研討，分析比較，采用經(jīng)濟(jì)高效的方法，達(dá)到加固的目的，可采用的方法有：

（1）鋼箍加固法。此法適合于補(bǔ)強(qiáng)梁內(nèi)特長(zhǎng)箍筋及彎起筋不足，抗剪達(dá)不到要求的情況。具體方法是：用扁鋼或圓鋼制成垂直或斜形的鋼箍，兩端留有螺紋，套人鋼板后用螺母擰緊。也可采用由兩個(gè)u形鋼箍套上后焊接，然后打入金屬楔楔緊。采用鋼箍時(shí)需在梁上刻槽以防滑。

（2）粘貼加固法。將鋼板或型鋼用改性環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑粘結(jié)到構(gòu)件混凝土裂縫部位表面.使鋼板或型鋼與混凝土連接成整體共同工作。粘結(jié)前.鋼材表面進(jìn)行噴砂處理，混凝土表面刷凈干燥，粘結(jié)層厚度為3mm 左右。

（3）梁的三面或四面加做圍套法。在梁的剛度、強(qiáng)度或剪力不足且相差較大的情況下，采用梁的三面或四面加大，做鋼筋混凝土圍套加固較為適宜。采用四面圍套時(shí)壁厚應(yīng)據(jù)實(shí)際情況而定，一般兩側(cè)大于50ram，上下大于l00mm 為宜，縱向鋼筋及箍筋通過(guò)計(jì)算確定。當(dāng)梁受樓面限制時(shí)，可采用三面圍套，此時(shí)兩側(cè)混凝土厚度宜大于l00mm.縱向鋼筋可用25與原梁縱筋焊接固定，施工時(shí)在梁兩側(cè)板上間隔500mm 鑿洞以澆筋混凝土，箍筋可用開(kāi)口箍或穿板封閉箍.并經(jīng)計(jì)算確定配筋數(shù)量。

（4） 梁的單面加大截面法。單面加大截面法分兩種，即上面加高或下面加厚。梁的上面加高適用于粱的支座抗彎強(qiáng)度不足的加固，所加混凝土靠焊在原梁上部箍筋上的附加箍筋與原混凝土接成整體.上部荷載靠附加縱筋承受。梁的上部加厚，適用于梁跨中抗彎不足加固.當(dāng)梁截面強(qiáng)度與要求相差不大時(shí)，可將梁下加厚80mm～l00mm.配制新的縱筋與原鋼筋焊接，做法同三面圍套。當(dāng)粱的截的下部增加l00mm 以上，按計(jì)算配置縱筋和箍筋采用圍套及單面加厚法加固時(shí)，縱筋與支座連接有下述方法：

梁支撐在柱上時(shí)，新加縱筋可通過(guò)連接鋼板或直接與柱內(nèi)受力筋焊接在一起;梁支撐在主梁上時(shí)，應(yīng)在主梁上回設(shè)斜托支座，斜托鋼筋與主梁中主筋焊接。對(duì)于梁的端支座，可將梁內(nèi)部分縱向鋼筋按45?；?0。角曲折成斜筋焊于主梁內(nèi)原縱筋上，或另加入浮筋，電焊連接新舊縱筋。

5結(jié)語(yǔ)

鋼筋混凝土梁裂縫應(yīng)針對(duì)成因、貫徹預(yù)防為主的原則、加強(qiáng)設(shè)計(jì)施工及使用等方面的管理，確保結(jié)構(gòu)安全和避免不必要的損失。一旦產(chǎn)生裂縫.應(yīng)全面調(diào)查分析，查明原因，取得加固依據(jù)，在選擇處理方法上，應(yīng)比較論證、綜合考慮，以求施工方便、經(jīng)濟(jì)高效。