某混凝土結(jié)構(gòu)兩種梁裂縫原因分析及處理建議

梁紅霞

1 概述

一般來講，由于混凝土的抗拉強度較低，在使用荷載作用下，鋼筋混凝土構(gòu)件是帶裂縫工作的。我國現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》規(guī)定，裂縫通常允許寬度是0.2 mm～0.4 mm。如處在室內(nèi)正常環(huán)境中時，一般鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫不應超過0.3 mm;鋼筋混凝土屋面梁和托梁，其最大裂縫寬度不應超過0.3 mm;對處于年平均濕度小于60%的地區(qū)，其最大裂縫寬度不應超過0.4 mm。

混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是建筑工程中難以避免的問題。裂縫所帶來的危害，因結(jié)構(gòu)物使用、功能和環(huán)境的差異而不同。對處于有侵蝕性介質(zhì)或高濕度環(huán)境中的構(gòu)件，過寬的裂縫會引起混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的銹蝕，影響結(jié)構(gòu)的耐久性;對于一些構(gòu)件，過寬的裂縫有損結(jié)構(gòu)的美觀，造成使用者的不安全感;同時，裂縫也會導致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)剛度的減小。因此，對于結(jié)構(gòu)上存在的裂縫，必須正確分析其出現(xiàn)的原因并妥善處理。

當裂縫對結(jié)構(gòu)受力影響不大時，為了滿足美觀和使用要求，防止鋼筋銹蝕，減少滲漏、提高構(gòu)件的耐久性等，可采用表面處理法、壓力灌漿法等進行修補。

2 工程概況

某新建建筑物，為地下1層，地上13層的辦公樓，結(jié)構(gòu)類型為框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，于上一年底封頂，次年春節(jié)開工。開工后，該樓部分樓層的框架梁及次梁被發(fā)現(xiàn)存在裂縫。

3 檢測情況

為了科學的分析裂縫出現(xiàn)的原因，確保結(jié)構(gòu)的安全，對該樓存在裂縫的梁的混凝土強度、梁的撓度及梁體上的裂縫進行了檢測。

1)檢測時，工作人員采用TS-160混凝土鉆孔機，在該樓的部分次梁上鉆取了混凝土芯樣，芯樣直徑為100 mm，混凝土芯樣在試驗室內(nèi)加工成高徑比為1∶1的標準試件，自然干燥后，依據(jù)《鉆芯法檢測混凝土強度技術規(guī)程》對混凝土芯樣進行現(xiàn)齡期抗壓強度試驗，檢測結(jié)果表明，本次所取混凝土芯樣的現(xiàn)齡期抗壓強度均達到設計要求的混凝土抗壓強度。

2)在該樓裂縫數(shù)量較多或裂縫較寬且具備測量條件的梁，進行了梁撓度測量，測量結(jié)果表明，所測梁的跨中撓度均未超過《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》所要求的撓度限值。

3)裂縫主要表現(xiàn)為兩類，一類裂縫為豎向裂縫，裂縫主要出現(xiàn)在梁的中部，形態(tài)表現(xiàn)為中間較寬，逐漸向兩端收斂，呈棗核形，裂縫最寬處約0.26 mm，裂縫主要出現(xiàn)在次梁上;另一類裂縫為斜向裂縫，該類裂縫主要出現(xiàn)在框架主梁上，且以邊跨主梁居多，斜裂縫在梁體上表現(xiàn)為“正八字形”，裂縫最寬處約0.26 mm，梁體上同時有輕微的龜裂現(xiàn)象。

4 裂縫原因分析

梁體中部的豎向裂縫為收縮裂縫，裂縫主要是由于混凝土材料因自身體積收縮而形成的裂縫?；炷潦且环N具有凝縮特性的建筑材料，通?；炷猎谀Y(jié)硬化過程中會發(fā)生體積收縮。對于框架結(jié)構(gòu)來說，由于受梁端支座的約束作用，梁在發(fā)生凝縮時，會在其內(nèi)部產(chǎn)生拉應力，但混凝土材料的極限抗拉強度較低，當梁內(nèi)部產(chǎn)生的拉應力大于混凝土的極限抗拉強度時，就會造成混凝土梁開裂。裂縫一般出現(xiàn)在梁的中部，或者構(gòu)件截面薄弱的部位(例如在設有箍筋的截面，箍筋的存在削弱了構(gòu)件的截面)，由于受到梁頂部板的約束和梁底部配筋的約束，裂縫表現(xiàn)為中間較寬，向兩端收斂的豎向裂縫。由于次梁上的配筋比主梁上的配筋相對較少，次梁上鋼筋對混凝土收縮的約束較主梁上鋼筋對混凝土收縮的約束差，故此類裂縫表現(xiàn)為次梁上的裂縫較主梁上的裂縫多。此類裂縫對構(gòu)件的承載力無影響。

梁體的斜裂縫主要為構(gòu)件自重和混凝土干縮共同作用產(chǎn)生的裂縫。試驗表明，混凝土構(gòu)件內(nèi)力不到30%極限荷載時，便會出現(xiàn)裂縫，裂縫寬度在0.05 mm～0.1 mm左右。許多工程的梁式結(jié)構(gòu)等僅在結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重靜載的作用下才會出現(xiàn)受拉區(qū)開裂或剪力區(qū)主拉應力裂縫，這種裂縫對結(jié)構(gòu)的極限承載力沒有影響，結(jié)構(gòu)構(gòu)件還可承受70%～80%的極限荷載;同時，存在裂縫的樓層是在上一年的7月～8月間施工，當?shù)貧鉁剌^高且空氣干燥，水分蒸發(fā)較快，當構(gòu)件表面失水較快時，構(gòu)件表面就會出現(xiàn)不規(guī)則的干縮裂縫。在結(jié)構(gòu)自重的作用下，主梁梁端承受的剪力較大，且由于邊跨梁體失水較快，邊跨梁體干縮較嚴重，故裂縫在部分主梁梁端會表現(xiàn)為斜裂縫。且由于混凝土材料自身的收縮，加速了裂縫的形成。這種裂縫對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力沒有影響。

抽檢的混凝土芯樣抗壓強度滿足設計要求，表明了現(xiàn)有的梁裂縫與混凝土材料強度無關;所測梁的撓度未超過《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》所要求的撓度限值，且裂縫的最大寬度僅為0.26 mm，對結(jié)構(gòu)的安全無影響。

5 結(jié)語

1)該混凝土梁體上的豎向裂縫為收縮裂縫，主要是由于混凝土材料因自身體積收縮而形成的裂縫;梁體上的斜裂縫為構(gòu)件自重和混凝土干縮共同作用產(chǎn)生的裂縫。

2)該混凝土梁體上裂縫的最大寬度僅為0.26 mm，對結(jié)構(gòu)的安全無影響，建議在進行后續(xù)施工時，對裂縫進行封閉處理。

[1]王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，1997.

[2]袁廣林.建筑工程事故診斷與分析[M].北京:中國建材工業(yè)出版社，2007.

[3]潘 華.某住宅裂縫的分析與處理[J].山西建筑，2010，36(19):82-83.