论某多层厂房裂缝产生的原因及处理措施

2011-08-15卢启彬宋广义

山西建筑 2011年35期

卢启彬宋广义

1 工程概况

该厂房结构形式为框架结构，层数为地下1层，地上6层，建筑面积为8 013.06 m2，主体檐高为23.100 m。该工程的基础混凝土强度等级为C30，垫层为C15，－1层～2层梁板为C35，3层～6层梁板为C30，基础顶～2层柱、剪力墙为 C40，3层～5层柱为C35，6层柱为C30。在2010年模板拆除后梁板上出现多处裂缝，1层～2层梁上裂缝多在梁跨中位置或主次梁交接处，个别梁端处也存在斜向裂缝，裂缝主要呈竖向或斜向发展。主梁上裂缝多在跨中，在次梁两侧呈“八”字形;裂缝最大长度为770 mm，最大宽度为0.2 mm。1层～2层现浇板上有多条不规则且多为贯通性裂缝。经检测公司检测发现，1层梁板的拆模龄期是26 d，第41天所抽检构件的现龄期混凝土强度最小值仅为23.4 MPa，2层梁板的拆模龄期是25 d，第33天所抽检构件的现龄期混凝土强度最小值仅为20.0 MPa。

2 裂缝产生原因分析

该工程采用整体现浇混凝土楼面，混凝土为泵送商品混凝土，梁的跨度偏大，混凝土冬期施工温度偏低，构件实际混凝土强度增长较慢，拆模时混凝土强度偏低，混凝土在硬化过程中，产生收缩变形和温度变形，引起混凝土构件裂缝。

3 处理方案

根据检测报告其柱、梁、板混凝土标号偏低，梁、板、墙存在裂缝，不能满足原设计要求，故需加固处理。加固设计依据主要有GB 50367-2006混凝土结构加固设计规范、CECS 146∶2003碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程、GB 50010-2001混凝土结构设计规范、GB 50009-2001建筑结构荷载规范、GB 50011-2001建筑抗震设计规范。

4 结构加固方法

1)梁、柱采用粘贴碳纤维加固和外包钢加固法。2)板采用粘贴碳纤维布和增加型钢法加固。

5 具体的施工工艺

5.1 碳纤维的施工工艺

1)粘贴碳纤维布前应对加固构架进行表面处理，清除粘贴碳纤维布位置处构件表面的抹灰层，露出结构层并进行打磨平整，除去表面浮灰、油污等杂物，表面若有凸凹应采用修复材料将表面修复平整。

2)粘贴碳纤维前，在混凝土表面放线，确定粘贴位置，粘贴碳纤维位置处的构件表面用丙酮清洗，要求表面无油污、灰尘，并保持清洁、干燥。

3)找平处理:a.配置底胶，搅拌要充分均匀;b.底胶手触干燥后对混凝土表面凹陷部分用找平胶修补平整;c.找平胶手触干燥后进行下一步工序。

4)粘贴碳纤维布:a.按照图示尺寸裁剪碳纤维布，裁剪好的碳纤维布应卷在小圆棍上并编号以备使用，在裁剪碳纤维布和卷布工程中应保持碳纤维表面无灰尘、杂物。b.配置浸胶，根据需要粘贴的碳纤维布量定浸渍胶的数量，按比例将A，B两组胶进行均匀搅拌，每次搅拌的胶为2 kg～3 kg，30 min内用完，超过规定时间不可使用。c.将配置好的浸渍胶用毛刷均匀地涂抹在结构层表面，然后将碳纤维布均匀的敷设在浸渍层上，沿碳纤维布受力方向用力液压或刮平(不可来回运动)，排除气泡和多余的胶液，使浸渍胶充分渗透在碳纤维布并与混凝土表面牢固粘结，刮平时不得损伤碳纤维布。

5)涂刷浸渍胶:在碳纤维布表面再次均匀涂抹浸渍胶，应使浸渍胶充分渗透碳纤维布。

6)养护、固化。

5.2 柱外包钢加固

1)放线。

按图纸要求尺寸确定钢材尺寸位置。结构打磨前放线宽度应比粘贴宽度要大一些，打磨清理后要进行第二次放线。

2)钢材下料。

按照图纸结构要求和现场尺寸提出准备钢板下料单。钢板下料时尽量避免钢材的翘曲变形。

3)混凝土构件表面处理。

在钢材下料的同时，用角磨机对需粘贴钢板的混凝土基面打磨，打磨掉浮浆直至露出结构新面，并用无油压缩空气吹除表面浮沉及颗粒。对于较干净的混凝土表面，可用钢丝刷刷去表面浮尘，用脱脂棉或面纱蘸工业酒精或丙酮擦拭，除去油污。对经过剔凿、清除和露筋的混凝土残缺部分采用聚合物砂浆修补。若有外露钢筋检查是否腐蚀，若有锈块须予以清除。在进行基层处理的同时，在有利于施工的部位，预留埋设注胶嘴，间距为1 m～2 m。

4)钢材基层处理。

钢材粘贴前须进行表面除锈及粗糙处理，先用角磨机将钢板粘合面打磨粗糙，打磨纹路应与钢材受力方向垂直。

5)钢构件拼装焊接。

钢构件应按照图纸规定型号进行拼装焊接，缀板、箍板及锚固端材料布置应符合图纸要求，焊接质量应严格按照有关施工规范进行施工。

6)封缝。

由于工程工期紧迫、各工序施工步骤衔接严密，待钢构件安装焊接完毕后，采用密封胶或聚合物砂浆对缝隙处进行封缝处理，并埋设注胶嘴。封缝应严密，待封闭材料完全固化后，通气试压，若有漏气处应再次进行封堵。

7)灌注胶配置。

灌注胶使用前须进行现场质量检查，检查合格后方可使用，本工程灌注胶采用上海优士康灌注胶。灌注胶应严格按生产厂家使用比例说明书配置。配置容器内不得有油污，搅拌过程中避免其他杂质进入。使用机械搅拌器应按同一方向搅拌，拌至稀稠、色泽均匀为止。灌注胶液应视使用情况配置，一次调和量在可使用时间内用完，超过使用时间不得使用。

8)注胶。

以0.2 MPa～0.4 MPa压力将结构胶从灌胶口压入;当排气孔出现浆液后停止加压，用密封材料封堵排气孔;再以较低压力维持10 min以上，再封堵出气孔。

9)表面防护。

待注胶工序完毕后，根据装修要求进行相应表面防护。

10)成品保护。

对粘贴好的钢材，在养护期间不得受到扰动，且环境温度差不宜过大，粘贴在楼板面上的钢板，应在养护期间设置围栏保护，并且要求其他工种不得作业，防止其他外力作用，影响粘钢胶固化效果。建筑胶粘剂的固化一般受自身，构件和环境温度限制。一般温度越高，固化周期越短。

11)检验。

粘贴钢板(型钢)固化后，应进行密实度检验，可用小锤轻击钢板，从音响确定有效粘结面积，密实度应达到有关规定，粘贴钢板(型钢)当有效粘结面积少于90%时，对空鼓的地方需开孔再注胶。

5.3 裂缝处理

1)裂缝检查:全面查清裂缝的性质以及裂缝的长度、宽度、深度、走向、贯穿及漏水情况，以便确定处理方案。

2)裂缝处理:对较小的混凝土构件的裂缝，用钢丝刷等工具清除混凝土裂缝表面的灰尘、浮渣及松散层等污物，刷去浮灰，用酒精或丙酮将沿缝两侧2 cm～3 cm范围擦拭干净采用表面涂抹环氧树脂胶处理，当裂缝不小于0.3 mm且深度大于100 mm时采用压力灌环氧树脂胶，对于板贯通裂缝按设计图纸要求粘贴碳纤维布，梁上斜裂缝处U型碳纤维布满粘，且延伸至裂缝边缘外200 mm，柱上裂缝先涂抹环氧树脂胶粘剂封闭后再加固。

3)设置灌浆嘴:在裂缝的交错处、裂缝较宽处及裂缝端部必须设置灌胶嘴，灌胶嘴的间距根据裂缝大小、走向及结构形式而定，一般缝宽0.3 mm～0.5 mm时灌胶嘴间距为30 cm～50 cm，在一条裂缝上必须设置有进浆、排气或出浆口。灌胶嘴可先用专业修补胶粘贴在预定位置，也可在封缝时一同粘贴。应特别注意防止堵塞灌胶嘴。

4)封缝:封缝质量的好坏直接影响灌浆效果与质量，应特别予以重视。裂缝的封闭使用粘钢胶封缝，油灰刀沿裂缝往复涂刮后均匀涂抹一层厚约1 mm～2 mm、宽2 cm～3 cm的胶泥，注意防止小气泡及密封不严。

5)封缝检验:一般情况下，封缝后1 d～2 d即可进行试漏检验，以检查裂缝的密封效果及贯通情况。若用压缩空气进行试漏试验，可沿裂缝涂刷一层肥皂水，从灌浆嘴吹入压缩空气(压力与灌浆压力相同)，漏气处可再行封闭;若用压力水进行试漏试验，检验完毕后应用压缩空气吹净积水，并留有足够的时间让裂缝干燥。对重要构件或走向复杂的裂缝，建议进行试漏检验，以确保注胶效果。

6)配置胶液:应按照生产厂家说明配置胶液，根据估计的灌胶量按推荐配胶比准确称量两组分并混合均匀。从胶液混合开始，注胶操作应在胶液适用期内完成(25℃时约为90 min)，本工程采用上海“优士康”牌灌缝胶。

7)灌胶:灌胶操作应使用专用的注胶器具。灌胶前，应用压缩空气将孔缝吹净，达到无水干燥状态。根据裂缝区域大小，可采用单孔灌胶或分区群孔灌胶。在一条裂缝上的灌胶可由浅到深，由下而上，由一端到另一端。灌胶压力常采用0.2 MPa，在保证灌胶顺畅的情况下，采用较低的灌胶压力和较长的灌胶时间，可获得更好的灌胶效果。当最后一个出胶口出胶且出胶速率保持稳定后，再保持压注10 min左右即可停止灌胶。拆除管路，并注意防止流胶。

8)胶液固化:应在5℃以上的环境中固化，固化时间视环境温度而定。一般情况(25℃)下固化2 d～3 d即可。

9)灌胶效果检验:灌胶结束后应检验灌胶效果及质量，凡有不密实等不合格情况，应进行补注。灌胶效果一般可采用压水检查，在裂缝较多、灌胶质量较差的部位设置检查孔，水压值一般为灌胶压力的70%～80%，基本不吸水、不渗漏即可认为合格。