某住宅楼现浇板裂缝的鉴定与加固设计

薛学涛1 李晓辉2 崔朋勃1 卢小雨3

1.河南省建筑科学研究院有限公司 450053；

2.永城市工程质量监督站 476600；

3.安徽理工大学 232001

摘要：通过某小区住宅楼现浇板裂缝的检测鉴定，分析了该工程现浇板裂缝形成的原因及其危害，并根据裂缝宽度和数量的不同提出了不同的加固处理方案，可供类似工程的加固设计参考.

关键词：现浇板；裂缝；检测鉴定；加固设计

1 工程概况

河南沈丘县某小区住宅楼，砖混结构，地上6层，基础形式为条形基础.该地区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组.

该工程施工至第5层时发现第3层局部现浇板板底出现裂缝，为保证工程质量，委托有资质的检测单位对该层现浇板裂缝进行鉴定，分析裂缝形成的原因，并提出相应的处理方案.

2 检测鉴定

2.1 检测内容及方法

为正确查找裂缝形成的原因，依照《混凝土结构现场检测技术标准》GB/T 50784-2013[1]相关要求，主要对现浇板的强度、板底钢筋间距、板底钢筋保护层厚度、现浇板厚度以及裂缝的宽度、长度进行检测.

采用回弹仪检测混凝土强度等级，采用钢筋位置测定仪检测板底钢筋间距和保护层厚度，采用裂缝测宽仪和钢卷尺检测裂缝的宽度和长度，采用非金属板厚度检测仪检测现浇板的厚度.

2.2 检测结果

经现场勘查，该工程结构布置符合设计要求，局部现浇板板底出现裂缝，裂缝数量为1～3条不等，多为不规则裂缝，部分裂缝穿过板底灯线盒.经现场检测，该工程现浇板的混凝土强度等级、厚度以及板底钢筋间距和保护层厚度均符合设计要求，裂缝宽度为0.10～0.25mm.

2.3 裂缝原因分析

經现场勘查与检测，综合分析认为，该建筑局部现浇板出现裂缝的主要原因是[2～4]：

（1）混凝土收缩变形.所检裂缝大多为不规则裂缝，裂缝形成的原因是混凝土收缩变形过大引起的非受力裂缝；

（2）预埋电线管对现浇板截面的削弱.所检裂缝部分出现在预埋管线位置，预埋管线部位削弱了楼板的有效截面，在混凝土收缩变形作用下导致楼板开裂.

2.4 检测结论

根据检测结果，经综合分析鉴定，该建筑现浇板出现的裂缝目前尚不影响该结构构件的安全，但是对现浇板构件的使用性和耐久性产生了一定的影响，为保证工程质量及安全，应对该房屋现浇板出现的裂缝进行处理.

3 加固设计

3.1 设计原则

该建筑为住宅楼，在加固设计时，主要考虑以下原则[4]：

（1）安全性、适用性、经济性；

（2）加固中尽可能不影响其他结构构件；

（3）尽量减小现浇板加固对室内空间的影响；

3.2 加固设计方案

根据现场检测结果及该工程现状，经综合验算分析，当同一块现浇板出现一条裂缝时，可仅对该裂缝进行修复处理，当同一块现浇板有两条及以上的裂缝时，应首先对裂缝进行修复，然后再对该现浇板进行加固处理，现浇板裂缝修复与加固方案如下[4～5]：

3.2.1 裂缝修复

根据裂缝的不同宽度，对现浇板的裂缝进行处理，对于裂缝宽度w≤0.2mm裂缝，采用低黏度且具有良好渗透性的修补胶液表面封闭，封闭完成后再在混凝土表面粘贴Ⅰ级300g/m2碳纤维布补强；

对于裂缝宽度0.2mm

裂缝封护采用100mm宽碳纤维布，粘贴示意图见图1，碳纤维布粘贴时，应注意纤维方向，纤维应平整，先粘贴垂直裂缝方向的碳纤维布，后粘贴封护裂缝用碳纤维布，当同一块现浇板有多条裂缝时，碳纤维布可拉通粘贴，压条为1Y-100.

3.2.2 现浇板加固

当同一块现浇板出现两条及以上的裂缝时，除了对相关裂缝进行修复外，尚应对该现浇板进行加固处理.加固方法为板底粘贴碳纤维布，碳纤维布为双向1T-200@400粘贴，压条为1Y-100.

本加固方案中所使用的碳纤维布均为高强度Ⅰ级碳纤维布300g/m2，抗拉强度≥3400MPa，碳纤维布粘贴采用性能匹配的专用胶.

图1 碳纤维布粘贴裂缝示意图

Fig 1 Stick cracks with CFRP

3.3 施工技术要点

3.3.1 注射法施工

注射法是以一定的压力将低黏度、高强度的裂缝修补胶液注入裂缝腔内，以达到恢复结构整体性、耐久性及防水性的修补方法，主要施工工艺如下[6]：

（1）表面处理：用钢丝刷、砂纸或毛刷打磨混凝土表面沿接缝走向宽约50～80mm范围，清除构件表面的灰尘及疏松的混凝土块和砂粒，油污要用二苯甲或丙酮擦洗一遍，若表面潮湿，应用喷灯烘烤干燥；

（2）布置灌浆嘴：直接骑缝用灌浆嘴试灌，根据接缝的宽度，设置入口的距离，注入口位置尽量设置在裂缝较宽处、纵横裂缝交错处以及裂缝端部，在预计要粘注浆嘴的位置，贴上医用白胶布条.将封口胶的两种成分混合搅拌均匀，抹少许在注入座底面四边，将注入孔对正接缝中心稍加力按压，使其从底面的四个小孔中挤出，注意不要堵塞注入孔，粘好后避免错动注入座.混凝土基底状况不好时可适当扩展座周围的粘结面积并对座进行包覆.根据接缝的宽度和深度，沿缝的走向按400～500mm间距布置灌浆嘴，灌浆嘴骑在裂缝中间；

（3）接缝密封：用封口胶沿接缝走向密封50mm宽的范围，厚度应为1.5mm以上，尽量一次完成，避免反复涂抹；

（4）试漏：试漏时，气压保持0.2～0.4MPa，垂直缝从下往上，在封闭带上及灌浆嘴四周涂肥皂水检查，若发现泡沫，表示漏气，应再次封闭；

（5）密封材料的固化：让其自行硬化（在不同温度下约需4～10h）；

（6）注入胶液：将注入器的连接端牢固地安装在注入座上，安装时用力不要过猛，以免损坏座的颈部.将主剂和硬化剂混合搅拌均匀，用黄油枪或其他小型泵类工具通过过滤头连接注入器的注入端，开始注入，当橡胶管膨胀充满限制套时停止注入.如注入器膨胀后收缩较快，说明该处接缝深，缝内空间大，要补灌；

（7）灌浆完毕，应及时用压缩空气将压气罐和注浆管中残留的浆液吹净，并用稀料清洗注入工具；

（8）注入材料的固化：让注入材料自行固化（一般需10～24h），可用手捏注入管随时了解固化情况.固化后敲掉注入器和注入座，如有必要，用砂轮机把密封胶打磨平整.

（9）在浆液硬化12～24h后，可将灌浆嘴取下重复使用，灌浆时，操作人员要戴防毒面具，以防中毒，配置环氧胶液时，应根据气温控制材料温度和浆液的初凝时间，以免浪费材料，在缺乏灌浆泵时，较宽的平、立面裂缝亦可用手压泵或医用注射器进行操作.

3.3.2 粘贴碳纤维加固

粘贴碳纤维布施工工艺如下[6]：

（1）施工流程为：施工准备→清理混凝土表面→底层树脂配制并涂刷→表面修复处理→粘贴树脂的配制及涂刷→粘貼碳纤维布→固化→表面防护.

（2）清除混凝土表面的油污、浮浆并打磨至坚实基层，对缺陷部位按要求进行相应的修复处理，清除表面粉尘并清洗干净，经修整露出骨料新面的混凝土加固粘贴部位，应进一步按设计要求修复平整，并采用结构修补胶对较大空洞、凹面、漏筋等缺陷进行修补、复原；对有段差、内转交的部位应抹成平滑的曲面，在完成以上表面清洁工程后，应保持干燥.

（3）按选用产品的要求进行底涂，配制底层树脂，用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于需加固的混凝土表面，待树脂表面指触干燥时进行下一步工序施工；

（4）配制找平材料，然后进行找平，指触干燥后进行下一步工序施工；

（5）严格按结构胶说明书提供的配比配制，搅拌均匀后方可使用.一次配胶量不宜过多，以40～50min用完为宜；

（6）按设计要求裁剪碳纤维布，碳纤维下料和粘贴期间要保持碳纤维材料的干净平整，严防褶皱、受损；碳纤维布应尽量少搭接，搭接时应满足构造要求；配制浸渍树脂并均匀涂抹于所要粘贴的部位，用特制的滚筒沿纤维方向多次滚压，挤除气泡，并使浸渍树脂充分浸透碳纤维布，滚压时不得损伤碳纤维布；

（7）碳纤维加固后的表面采用25mm厚1：2.5水泥砂浆防护，为增加粘结力，可涂刷界面剂或采取其他措施进行处理；处于二（a）类环境的加固构件应采用50mm厚新增混凝土保护层进行防护；加固构件的防护应达到相关耐火等级的要求.

4 结语

混凝土可持续发展的主要出路是延长其服役期寿命，而混凝土开裂是降低其使用寿命的主要原因.钢筋混凝土现浇板产生裂缝是工程中常见的一个问题，裂缝产生的原因多种多样，其对结构的安全性影响程度也不尽相同.对于工程中已经出现的现浇板裂缝，首先应该通过现场调查及正确的检测鉴定方法寻找构件开裂的原因，然后再根据找出的原因对构件的安全性、使用性和耐久性进行评价，只有掌握了这些，才能有针对性的对现浇板采取处理措施，以使加固设计安全可靠，切实可行.

参考文献：

[1] GB/T 50784-2013，混凝土结构现场检测技术标准[S].

[2] 薛学涛，崔朋勃.补偿收缩钢纤维混凝土用于加固工程的研究现状与发展[J].河南建材，2013（5）：14～15.

[3] 黄兴棣.建筑物鉴定加固与增层改造[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[4] GB 50367-2006，混凝土结构加固设计规范[S].

[5] 孟辉，马芹永，卢小雨.碳纤维编织网增强混凝土板的抗弯强度试验与分析[J].混凝土与水泥制品，2013（4）：43～45.

[6] 吕克顺，伏文英.混凝土结构加固设计与施工细节详解[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.