論某多層廠房裂縫產(chǎn)生的原因及處理措施

盧啟彬 宋廣義

1 工程概況

該廠房結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，層數(shù)為地下1層，地上6層，建筑面積為8 013.06 m2，主體檐高為23.100 m。該工程的基礎(chǔ)混凝土強度等級為C30，墊層為C15，－1層～2層梁板為C35，3層～6層梁板為C30，基礎(chǔ)頂～2層柱、剪力墻為 C40，3層 ～5層柱為C35，6層柱為C30。在2010年模板拆除后梁板上出現(xiàn)多處裂縫，1層～2層梁上裂縫多在梁跨中位置或主次梁交接處，個別梁端處也存在斜向裂縫，裂縫主要呈豎向或斜向發(fā)展。主梁上裂縫多在跨中，在次梁兩側(cè)呈“八”字形;裂縫最大長度為770 mm，最大寬度為0.2 mm。1層～2層現(xiàn)澆板上有多條不規(guī)則且多為貫通性裂縫。經(jīng)檢測公司檢測發(fā)現(xiàn)，1層梁板的拆模齡期是26 d，第41天所抽檢構(gòu)件的現(xiàn)齡期混凝土強度最小值僅為23.4 MPa，2層梁板的拆模齡期是25 d，第33天所抽檢構(gòu)件的現(xiàn)齡期混凝土強度最小值僅為20.0 MPa。

2 裂縫產(chǎn)生原因分析

該工程采用整體現(xiàn)澆混凝土樓面，混凝土為泵送商品混凝土，梁的跨度偏大，混凝土冬期施工溫度偏低，構(gòu)件實際混凝土強度增長較慢，拆模時混凝土強度偏低，混凝土在硬化過程中，產(chǎn)生收縮變形和溫度變形，引起混凝土構(gòu)件裂縫。

3 處理方案

根據(jù)檢測報告其柱、梁、板混凝土標(biāo)號偏低，梁、板、墻存在裂縫，不能滿足原設(shè)計要求，故需加固處理。加固設(shè)計依據(jù)主要有GB 50367-2006混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范、CECS 146∶2003碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程、GB 50010-2001混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范、GB 50009-2001建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范、GB 50011-2001建筑抗震設(shè)計規(guī)范。

4 結(jié)構(gòu)加固方法

1)梁、柱采用粘貼碳纖維加固和外包鋼加固法。2)板采用粘貼碳纖維布和增加型鋼法加固。

5 具體的施工工藝

5.1 碳纖維的施工工藝

1)粘貼碳纖維布前應(yīng)對加固構(gòu)架進(jìn)行表面處理，清除粘貼碳纖維布位置處構(gòu)件表面的抹灰層，露出結(jié)構(gòu)層并進(jìn)行打磨平整，除去表面浮灰、油污等雜物，表面若有凸凹應(yīng)采用修復(fù)材料將表面修復(fù)平整。

2)粘貼碳纖維前，在混凝土表面放線，確定粘貼位置，粘貼碳纖維位置處的構(gòu)件表面用丙酮清洗，要求表面無油污、灰塵，并保持清潔、干燥。

3)找平處理:a.配置底膠，攪拌要充分均勻;b.底膠手觸干燥后對混凝土表面凹陷部分用找平膠修補平整;c.找平膠手觸干燥后進(jìn)行下一步工序。

4)粘貼碳纖維布:a.按照圖示尺寸裁剪碳纖維布，裁剪好的碳纖維布應(yīng)卷在小圓棍上并編號以備使用，在裁剪碳纖維布和卷布工程中應(yīng)保持碳纖維表面無灰塵、雜物。b.配置浸膠，根據(jù)需要粘貼的碳纖維布量定浸漬膠的數(shù)量，按比例將A，B兩組膠進(jìn)行均勻攪拌，每次攪拌的膠為2 kg～3 kg，30 min內(nèi)用完，超過規(guī)定時間不可使用。c.將配置好的浸漬膠用毛刷均勻地涂抹在結(jié)構(gòu)層表面，然后將碳纖維布均勻的敷設(shè)在浸漬層上，沿碳纖維布受力方向用力液壓或刮平(不可來回運動)，排除氣泡和多余的膠液，使浸漬膠充分滲透在碳纖維布并與混凝土表面牢固粘結(jié)，刮平時不得損傷碳纖維布。

5)涂刷浸漬膠:在碳纖維布表面再次均勻涂抹浸漬膠，應(yīng)使浸漬膠充分滲透碳纖維布。

6)養(yǎng)護(hù)、固化。

5.2 柱外包鋼加固

1)放線。

按圖紙要求尺寸確定鋼材尺寸位置。結(jié)構(gòu)打磨前放線寬度應(yīng)比粘貼寬度要大一些，打磨清理后要進(jìn)行第二次放線。

2)鋼材下料。

按照圖紙結(jié)構(gòu)要求和現(xiàn)場尺寸提出準(zhǔn)備鋼板下料單。鋼板下料時盡量避免鋼材的翹曲變形。

3)混凝土構(gòu)件表面處理。

在鋼材下料的同時，用角磨機對需粘貼鋼板的混凝土基面打磨，打磨掉浮漿直至露出結(jié)構(gòu)新面，并用無油壓縮空氣吹除表面浮沉及顆粒。對于較干凈的混凝土表面，可用鋼絲刷刷去表面浮塵，用脫脂棉或面紗蘸工業(yè)酒精或丙酮擦拭，除去油污。對經(jīng)過剔鑿、清除和露筋的混凝土殘缺部分采用聚合物砂漿修補。若有外露鋼筋檢查是否腐蝕，若有銹塊須予以清除。在進(jìn)行基層處理的同時，在有利于施工的部位，預(yù)留埋設(shè)注膠嘴，間距為1 m～2 m。

4)鋼材基層處理。

鋼材粘貼前須進(jìn)行表面除銹及粗糙處理，先用角磨機將鋼板粘合面打磨粗糙，打磨紋路應(yīng)與鋼材受力方向垂直。

5)鋼構(gòu)件拼裝焊接。

鋼構(gòu)件應(yīng)按照圖紙規(guī)定型號進(jìn)行拼裝焊接，綴板、箍板及錨固端材料布置應(yīng)符合圖紙要求，焊接質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)施工規(guī)范進(jìn)行施工。

6)封縫。

由于工程工期緊迫、各工序施工步驟銜接嚴(yán)密，待鋼構(gòu)件安裝焊接完畢后，采用密封膠或聚合物砂漿對縫隙處進(jìn)行封縫處理，并埋設(shè)注膠嘴。封縫應(yīng)嚴(yán)密，待封閉材料完全固化后，通氣試壓，若有漏氣處應(yīng)再次進(jìn)行封堵。

7)灌注膠配置。

灌注膠使用前須進(jìn)行現(xiàn)場質(zhì)量檢查，檢查合格后方可使用，本工程灌注膠采用上海優(yōu)士康灌注膠。灌注膠應(yīng)嚴(yán)格按生產(chǎn)廠家使用比例說明書配置。配置容器內(nèi)不得有油污，攪拌過程中避免其他雜質(zhì)進(jìn)入。使用機械攪拌器應(yīng)按同一方向攪拌，拌至稀稠、色澤均勻為止。灌注膠液應(yīng)視使用情況配置，一次調(diào)和量在可使用時間內(nèi)用完，超過使用時間不得使用。

8)注膠。

以0.2 MPa～0.4 MPa壓力將結(jié)構(gòu)膠從灌膠口壓入;當(dāng)排氣孔出現(xiàn)漿液后停止加壓，用密封材料封堵排氣孔;再以較低壓力維持10 min以上，再封堵出氣孔。

9)表面防護(hù)。

待注膠工序完畢后，根據(jù)裝修要求進(jìn)行相應(yīng)表面防護(hù)。

10)成品保護(hù)。

對粘貼好的鋼材，在養(yǎng)護(hù)期間不得受到擾動，且環(huán)境溫度差不宜過大，粘貼在樓板面上的鋼板，應(yīng)在養(yǎng)護(hù)期間設(shè)置圍欄保護(hù)，并且要求其他工種不得作業(yè)，防止其他外力作用，影響粘鋼膠固化效果。建筑膠粘劑的固化一般受自身，構(gòu)件和環(huán)境溫度限制。一般溫度越高，固化周期越短。

11)檢驗。

粘貼鋼板(型鋼)固化后，應(yīng)進(jìn)行密實度檢驗，可用小錘輕擊鋼板，從音響確定有效粘結(jié)面積，密實度應(yīng)達(dá)到有關(guān)規(guī)定，粘貼鋼板(型鋼)當(dāng)有效粘結(jié)面積少于90%時，對空鼓的地方需開孔再注膠。

5.3 裂縫處理

1)裂縫檢查:全面查清裂縫的性質(zhì)以及裂縫的長度、寬度、深度、走向、貫穿及漏水情況，以便確定處理方案。

2)裂縫處理:對較小的混凝土構(gòu)件的裂縫，用鋼絲刷等工具清除混凝土裂縫表面的灰塵、浮渣及松散層等污物，刷去浮灰，用酒精或丙酮將沿縫兩側(cè)2 cm～3 cm范圍擦拭干凈采用表面涂抹環(huán)氧樹脂膠處理，當(dāng)裂縫不小于0.3 mm且深度大于100 mm時采用壓力灌環(huán)氧樹脂膠，對于板貫通裂縫按設(shè)計圖紙要求粘貼碳纖維布，梁上斜裂縫處U型碳纖維布滿粘，且延伸至裂縫邊緣外200 mm，柱上裂縫先涂抹環(huán)氧樹脂膠粘劑封閉后再加固。

3)設(shè)置灌漿嘴:在裂縫的交錯處、裂縫較寬處及裂縫端部必須設(shè)置灌膠嘴，灌膠嘴的間距根據(jù)裂縫大小、走向及結(jié)構(gòu)形式而定，一般縫寬0.3 mm～0.5 mm時灌膠嘴間距為30 cm～50 cm，在一條裂縫上必須設(shè)置有進(jìn)漿、排氣或出漿口。灌膠嘴可先用專業(yè)修補膠粘貼在預(yù)定位置，也可在封縫時一同粘貼。應(yīng)特別注意防止堵塞灌膠嘴。

4)封縫:封縫質(zhì)量的好壞直接影響灌漿效果與質(zhì)量，應(yīng)特別予以重視。裂縫的封閉使用粘鋼膠封縫，油灰刀沿裂縫往復(fù)涂刮后均勻涂抹一層厚約1 mm～2 mm、寬2 cm～3 cm的膠泥，注意防止小氣泡及密封不嚴(yán)。

5)封縫檢驗:一般情況下，封縫后1 d～2 d即可進(jìn)行試漏檢驗，以檢查裂縫的密封效果及貫通情況。若用壓縮空氣進(jìn)行試漏試驗，可沿裂縫涂刷一層肥皂水，從灌漿嘴吹入壓縮空氣(壓力與灌漿壓力相同)，漏氣處可再行封閉;若用壓力水進(jìn)行試漏試驗，檢驗完畢后應(yīng)用壓縮空氣吹凈積水，并留有足夠的時間讓裂縫干燥。對重要構(gòu)件或走向復(fù)雜的裂縫，建議進(jìn)行試漏檢驗，以確保注膠效果。

6)配置膠液:應(yīng)按照生產(chǎn)廠家說明配置膠液，根據(jù)估計的灌膠量按推薦配膠比準(zhǔn)確稱量兩組分并混合均勻。從膠液混合開始，注膠操作應(yīng)在膠液適用期內(nèi)完成(25℃時約為90 min)，本工程采用上?！皟?yōu)士康”牌灌縫膠。

7)灌膠:灌膠操作應(yīng)使用專用的注膠器具。灌膠前，應(yīng)用壓縮空氣將孔縫吹凈，達(dá)到無水干燥狀態(tài)。根據(jù)裂縫區(qū)域大小，可采用單孔灌膠或分區(qū)群孔灌膠。在一條裂縫上的灌膠可由淺到深，由下而上，由一端到另一端。灌膠壓力常采用0.2 MPa，在保證灌膠順暢的情況下，采用較低的灌膠壓力和較長的灌膠時間，可獲得更好的灌膠效果。當(dāng)最后一個出膠口出膠且出膠速率保持穩(wěn)定后，再保持壓注10 min左右即可停止灌膠。拆除管路，并注意防止流膠。

8)膠液固化:應(yīng)在5℃以上的環(huán)境中固化，固化時間視環(huán)境溫度而定。一般情況(25℃)下固化2 d～3 d即可。

9)灌膠效果檢驗:灌膠結(jié)束后應(yīng)檢驗灌膠效果及質(zhì)量，凡有不密實等不合格情況，應(yīng)進(jìn)行補注。灌膠效果一般可采用壓水檢查，在裂縫較多、灌膠質(zhì)量較差的部位設(shè)置檢查孔，水壓值一般為灌膠壓力的70%～80%，基本不吸水、不滲漏即可認(rèn)為合格。

6 驗收

加固工程完畢后，根據(jù)GB 50550-2010建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范建設(shè)單位組織施工、設(shè)計(包括原設(shè)計單位)、監(jiān)理單位負(fù)責(zé)人進(jìn)行分部工程竣工驗收，共同確認(rèn)該加固工程合格。

7 結(jié)語

以上內(nèi)容從一起多層廠房質(zhì)量事故的處理方案來分析混凝土構(gòu)件裂縫處理方法，并通過工程實例證明了其可行性。通過該論文希望這種方法能夠得到推廣及完善，從而為中國的建筑事業(yè)奉獻(xiàn)微薄力量。

[1]GB 50367-2006，混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范[S］.

[2]CECS 146∶2003，碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S］.

[3]GB 50010-2001，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S］.

[4]GB 50009-2001，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S］.

[5]GB 50011-2001，建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S］.

[6]GB 50550-2010，建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S］.