建筑結(jié)構(gòu)裂縫分析及加固

吳健

【摘 要】近年來，隨著科技水平的不斷提升，我國建筑工程質(zhì)量總體水平有了較大提高，但存在的問題仍然不少。在施工中由于各種因素的影響，經(jīng)常會出現(xiàn)這樣或那樣的質(zhì)量問題，甚至造成質(zhì)量事故，產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。而在眾多的質(zhì)量事故中，裂縫是一種典型的質(zhì)量問題。因此，探討質(zhì)量控制措施與如何防治裂縫的產(chǎn)生，對于保證建筑工程建筑物的質(zhì)量有著重要意義。

【關(guān)鍵詞】裂縫；混凝土結(jié)構(gòu)；加固

1混凝土建筑結(jié)構(gòu)常見裂縫原因

1.1因材料質(zhì)量而導(dǎo)致裂縫。施工技術(shù)人員為了節(jié)約成本，減少工程預(yù)算，在購買材料時，不考慮材料的質(zhì)量，只考慮材料的價格。購買一些價格低而質(zhì)量偏差的鋼筋混凝土建筑材料，因為劣質(zhì)材料對工程的質(zhì)量沒有保證，在工程結(jié)束后的短時間內(nèi)就出現(xiàn)了很多問題。鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)裂縫問題是最嚴(yán)重也是最突出的問題，這一問題的出現(xiàn)，不僅給建筑企業(yè)本身帶來了負(fù)面的影響，而且還影響人們的生命安全。

1.2混凝土自身發(fā)生收縮及水泥水化。鋼筋混凝土在發(fā)生水泥水化的過程中，大量的水分脫離水泥而被蒸發(fā)到空氣中，在蒸發(fā)的過程中大量的熱量通過混凝土排放到大氣中，在熱量通過混凝土的時候混凝土的溫度突然上升，當(dāng)混凝土水泥水化結(jié)束后，混凝土建筑結(jié)構(gòu)的溫度又突然下降，這種溫度差的突變使混凝土產(chǎn)生了收縮變形、干縮變形、體積變形，從而使得整個混凝土的建筑發(fā)生裂縫。

1.3由施工技術(shù)而導(dǎo)致裂縫。建筑工程的施工技術(shù)不僅影響著整個施工單位建筑產(chǎn)品的質(zhì)量與安全，而且還影響著整個企業(yè)在市場的競爭力。鋼筋混凝土中含有大量的水分，在施工過程中大量的水分會隨著天氣溫度的升高而不斷的蒸發(fā)，使建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的收縮，從而導(dǎo)致了鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫；建筑工地上的建筑施工技術(shù)人員對混凝土土拌制過程中管理督促工作不到位及施工人員沒有按技術(shù)要求施工，最后使混凝土攪拌不均勻、振搗不實，再加上后來混凝土澆筑不當(dāng)和混凝土彈性模量不均勻?qū)е抡麄€建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫；在施工過程中，如果施工人員沒有對鋼筋與混凝土采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，也會導(dǎo)致鋼筋被腐蝕而混凝土出現(xiàn)質(zhì)量問題，從而使得整個建筑結(jié)構(gòu)中大量的鋼筋出現(xiàn)錯位以及混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斷裂，這種情況的發(fā)生不僅僅導(dǎo)致了整個混凝土建筑本身發(fā)生了斷裂，而且還影響建筑的堅固性和安全性能，另外混凝土的后期養(yǎng)護(hù)與維護(hù)工作也很重要，如果沒有及時采取措施對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)與維護(hù)，特別是在混凝土建筑剛剛竣工后的早期養(yǎng)護(hù)工作做的不及時不到位，一般混凝土建筑結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)裂縫。

2建筑物結(jié)構(gòu)加固常用的技術(shù)方法

2.1增大截面法

增大截面法就是在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時，增大了結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面的面積。這種方法既增加了建筑結(jié)構(gòu)的承重力，又增大了截面的剛度，使結(jié)構(gòu)的自振頻率發(fā)生了改變，增加了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。增大截面法通常用在混凝土結(jié)構(gòu)的梁、柱、板和磚結(jié)構(gòu)的墻、柱的加固中。這種加固方法的缺點(diǎn)是使建筑的使用空間變小，并且在梁板等結(jié)構(gòu)上進(jìn)行混凝土澆層時，會加大結(jié)構(gòu)的承重。

2.2外包鋼加固法

此種方法有兩種形式，分別為濕式外包鋼和分干式外包鋼，它是在要加固的結(jié)構(gòu)周圍用型鋼包裹起來。外包鋼加固法的優(yōu)點(diǎn)是不會增加結(jié)構(gòu)的截面積，使結(jié)構(gòu)的剛度和延展性得到了提高，故這種方法通常用在混凝土結(jié)構(gòu)的梁柱與磚窗間墻、煙囪等結(jié)構(gòu)的加固上。外包鋼加固法的缺點(diǎn)是鋼材料的使用量較大，故加固費(fèi)用較高。

2.3改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法

此種方法一般采用增加支點(diǎn)或托梁拔柱的方法，使原有結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定的受力體系發(fā)生了改變。其中，增加支點(diǎn)的方法縮小了結(jié)構(gòu)的裂縫寬度，使建筑構(gòu)件的計算跨度、彎矩減小，提高了其承重能力。故此種方法通常用在加固跨度比較大的結(jié)構(gòu)上，缺點(diǎn)是支點(diǎn)的設(shè)立占用了一定建筑空間。而在對一些舊建筑進(jìn)行增大空間的加固改造時就要用托梁拔柱的方法，它的優(yōu)點(diǎn)是盡量少的改動建筑的上部結(jié)構(gòu)，僅僅做拆除、更換或者接長柱子的處理。在加固鋼結(jié)構(gòu)的建筑時也常用這種方法，來增大結(jié)構(gòu)的承重能力。比如，在加固鋼制建筑屋架平面時可以增加支點(diǎn)、支撐架的方法，把其結(jié)構(gòu)變成空間結(jié)構(gòu)，大大增加了鋼架結(jié)構(gòu)的承載力和穩(wěn)定性。

2.4外部粘鋼加固法

此方法是把鋼板用膠粘劑牢牢粘在需加固的結(jié)構(gòu)的外面。膠粘劑的主要成分通常為環(huán)氧樹脂。外部粘鋼加固法的優(yōu)點(diǎn)為加固的工期比較短，建筑結(jié)構(gòu)在加固后其外形及建筑的空間一般不發(fā)生變化，而結(jié)構(gòu)的承重能力得到了加強(qiáng)。應(yīng)用此方法進(jìn)行加固時粘結(jié)的部位一般是建筑梁底的受拉區(qū)域，這樣在粘貼上鋼板厚會加強(qiáng)梁的承重能力。有時也會在梁的兩側(cè)粘貼上鋼板來加強(qiáng)其斜截面方向的承載能力。當(dāng)受靜力作用下的型鋼或混凝土受拉、受彎構(gòu)件在加固時，通常采用的就是外部粘鋼加固法。此方法對環(huán)境有一定要求，溫濕度不易太高。另外，此方法對施工人員的操作水平有較高要求，要有專業(yè)的施工隊伍來完成。

2.5化學(xué)灌漿法

此方法是把特制的化學(xué)漿液用壓送的機(jī)械設(shè)備灌注到建筑結(jié)構(gòu)的裂縫中去，使灌入的化學(xué)漿液和結(jié)構(gòu)的混凝土牢牢的粘合在一起，使建筑結(jié)構(gòu)的整體性得到了提高，增加了舊建筑的使用壽命。用于化學(xué)漿液的材料一般有兩類：一類是環(huán)氧樹脂漿液，它的主要成分為環(huán)氧樹脂，其優(yōu)點(diǎn)是粘結(jié)能力強(qiáng)、收縮力小、強(qiáng)度較高，通常在修補(bǔ)0.2mm～0.5mm寬的裂縫使使用；另一類化學(xué)漿液的主要成分為甲基丙烯酸甲脂，其優(yōu)點(diǎn)為灌注力強(qiáng)，能夠灌注到0.05mm～0.2mm細(xì)的裂縫中。像水池、水壩、水塔等建筑產(chǎn)生裂縫時通常用化學(xué)灌漿法進(jìn)行修補(bǔ)，像一些混凝土結(jié)構(gòu)的梁、柱、板等產(chǎn)生裂縫時也可采用此方法修補(bǔ)。另外，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的鋼筋生銹發(fā)生腐蝕時也可用此方法修補(bǔ)以增加結(jié)構(gòu)的耐久度。

2.6水泥灌漿或噴射修補(bǔ)法

水泥灌漿法是把水泥漿液用專用的壓力機(jī)械設(shè)備灌注到建筑結(jié)構(gòu)的裂縫中，使水泥漿液與產(chǎn)生裂縫的結(jié)構(gòu)粘介在一起。因為所用水泥漿液的強(qiáng)度要大于建筑所用的水泥砂漿的強(qiáng)度，故而此方法可以很好的修復(fù)受損結(jié)構(gòu)，恢復(fù)結(jié)構(gòu)的承載力。此方法的優(yōu)點(diǎn)是所用材料的成本較低，缺點(diǎn)為灌注水泥漿液所用的湘L械設(shè)備比較特殊，小易推廣。當(dāng)建筑物的磚墻因為地震、地而沉降等原因產(chǎn)生裂縫時常采用水泥灌漿法。

水泥噴射修補(bǔ)法則是把水泥砂漿用壓縮空氣噴射到建筑結(jié)構(gòu)需要加固的表而，使水泥砂漿在結(jié)構(gòu)表而形成凝固層以保護(hù)受損建筑，提高建筑結(jié)構(gòu)的剛度和承載能力，延長建筑物的使用壽命。該方法山于噴射形成的凝固層和原來結(jié)構(gòu)表而的粘介力強(qiáng)，并且施工起來比較簡便，所以應(yīng)用較為廣泛。此方法的缺點(diǎn)和水泥灌漿法的缺點(diǎn)一樣，也是要用到專門的設(shè)備才能施工。受損混凝土部分或者全部更換、在梁板等結(jié)構(gòu)的下方增加一層混凝土、在結(jié)構(gòu)表而增加一層保護(hù)性混凝土或抗?jié)B防水層、填補(bǔ)建筑結(jié)構(gòu)中的縫隙或孔洞等情況下一般會采用水泥噴身寸修補(bǔ)法。

結(jié)束語

總而言之，建筑結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)裂縫是一種不可避免的現(xiàn)象，針對不同類型裂縫產(chǎn)生的原因，還需要采取切實可行的辦法做好控制和預(yù)防措施，建筑行業(yè)在設(shè)計與施工中要重視控制和預(yù)防裂縫的產(chǎn)生，降低裂縫生成率，為建筑行業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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