金 昭

(湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限公司，湖南長沙 410008)

淺談框架結(jié)構(gòu)裂縫成因及治理技術(shù)

金 昭

(湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限公司，湖南長沙 410008)

框架結(jié)構(gòu)主要是由梁和柱所組成的，由于受到地基沉降、溫度、混凝土變形等因素的影響，框架結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)裂縫問題。文章對框架裂縫的成因進(jìn)行分析，然后結(jié)合實際情況采用有效的裂縫處理技術(shù)，保持框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對常見的幾種框架結(jié)構(gòu)裂縫成因以及治理技術(shù)進(jìn)行了分析，結(jié)合工程實例，對框架結(jié)構(gòu)梁板裂縫處理技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)探究，以期為類似工程提供借鑒。

框架結(jié)構(gòu)； 沉降裂縫； 治理

現(xiàn)如今，各類建筑建設(shè)數(shù)量逐漸增多，在建筑工程的設(shè)計施工中，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)較為常見。但是，隨著框架結(jié)構(gòu)使用年限的增長，會出現(xiàn)裂縫問題影響框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因此，對框架結(jié)構(gòu)裂縫成因以及治理技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)探究具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 框架結(jié)構(gòu)裂縫成因

框架結(jié)構(gòu)又可以被稱為構(gòu)架式結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)主要由梁和柱所組成，其在建筑工程施工中的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點：跨度大，空間分隔靈活；墻體不承重故自重較輕且側(cè)向剛度較柔而構(gòu)成延性，有利于抗震；梁和柱利于標(biāo)準(zhǔn)化施工，節(jié)約材料，可以靈活地配合建筑平面布置。因具備良好的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，故框架結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于各類公共建筑中，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，各類形式的框架結(jié)構(gòu)在我國建筑結(jié)構(gòu)中大約占三分之一，而且這一比重將會不斷增大。

通常框架主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫多見于梁、板上。裂縫的形成，最常見的原因是混凝土的收縮?；炷翝仓瓿珊螅诔跗谟不^程中，其內(nèi)部會釋放出很多熱量，但是混凝土的散熱性很慢，因此，混凝土體積產(chǎn)生較大的變化，最終就會造成混凝土構(gòu)件產(chǎn)生裂縫。另外，建筑工程基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降，也會造成框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。當(dāng)建筑工程地基發(fā)生不均勻沉降后，鋼筋混凝土墻體就會發(fā)生一定的位移，墻體產(chǎn)生附加剪力，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫，另外，當(dāng)?shù)鼗痪鶆虺两岛?，磚砌體受到一定的彎曲應(yīng)力影響，從而產(chǎn)生拉應(yīng)力，導(dǎo)致砌體出現(xiàn)裂縫問題。除此以外，溫度變化也是引起建筑物產(chǎn)生裂縫的原因之一。

2 框架結(jié)構(gòu)裂縫防治

在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)該加強(qiáng)裂縫預(yù)防設(shè)計。對于已經(jīng)形成的建筑裂縫，要有針對性地選擇合適的修補(bǔ)裂縫的方法來對其進(jìn)行修補(bǔ)和完善，找出消除裂縫的有效方法，這樣就能夠有效地消除建筑物的安全隱患，延長建筑工程使用壽命。

對于形成的裂縫我們要具體分析其成因，對于由于混凝土膨脹而引起的開裂問題，應(yīng)在高溫天氣進(jìn)行裂縫修復(fù)，這樣當(dāng)構(gòu)件修復(fù)后，不會因為膨脹而產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力。對于由于收縮而形成的裂縫，可以選擇在低溫天氣進(jìn)行裂縫修補(bǔ)，當(dāng)構(gòu)件修復(fù)完成后，不會因為建筑工程收縮而產(chǎn)生裂縫。在框架結(jié)構(gòu)裂縫修補(bǔ)中，常用的修補(bǔ)辦法有彈性材料修補(bǔ)法和無紡布修補(bǔ)法等。

3 框架結(jié)構(gòu)裂縫防治工程實例

3.1 工程概況

某三層框架結(jié)構(gòu)，建于填方區(qū)，采用樁基礎(chǔ)。由于沉降導(dǎo)致局部梁開裂，需進(jìn)行加固處治。加固方法，基礎(chǔ)樁采用壓漿加固，梁兩端采用無收縮微膨脹自流密實混凝土加腋，且地梁兩側(cè)增加截面寬度，中部采用黏貼碳纖維，裂縫采用灌膠修補(bǔ)。

3.2 地基加固處理

3.2.1 地基沉降防治

某建筑位于高邊坡、高回填區(qū)，填方回填時未經(jīng)壓實，因為趕工期，填方完成后數(shù)月即開始樁基礎(chǔ)施工。房屋完工后由于地面下沉導(dǎo)致房屋開裂。從現(xiàn)場看場地邊坡有起拱、開裂的情況，但由于原坐標(biāo)點已無法找到，無法測出位移數(shù)據(jù)，通過2個月沉降觀察，沒有發(fā)現(xiàn)明顯沉降，為防止房屋可能由于沉降導(dǎo)致開裂，采用壓漿的方式進(jìn)行加固。

3.2.2 壓漿工藝介紹

壓力注漿是將調(diào)配好的水泥漿通過壓漿泵注入灌漿導(dǎo)管均勻注入土體中，以填充、滲透和擠密等方式，清理掉土體裂縫中或巖土顆粒之間的水分和氣體，填充其位置，待硬化后可將土體膠結(jié)成一個整體，形成一個強(qiáng)度大、壓縮性低、抗?jié)B性高和穩(wěn)定性良好的新巖土體，從而使基礎(chǔ)得到加固，達(dá)到防止或減少滲透和不均勻沉降的目的。此工藝在目前建筑工程中應(yīng)用廣泛，其特點是能與巖土結(jié)合形成強(qiáng)度高、滲透性小和結(jié)石體，取材容易，配方簡單，易于操作，無環(huán)境污染，施工成本低。

3.2.3 施工方法

(1)鉆孔：對房屋每根樁布鉆孔2個，鉆孔開孔直徑為110 mm，終孔直徑不小于75 mm。(2)埋管：成孔后插入φ20 mm鋼管至孔底1.5 m處，并在鋼管底30 cm處制作花眼，鋼管高出地面20 cm，將水泥砂漿封閉至老土和回填土交界處。(3)注漿：采用純水泥漿，壓漿順序采用先稀后濃，初次壓漿壓力控制在0.30～0.50 MPa,待2～4 h再進(jìn)行注漿，壓力控制在0.50～1.00 MPa。

3.3 框架裂縫防治

3.3.1 自密實混凝土加固

3.3.1.1 自密實混凝土生產(chǎn)

自密實混凝土指的是一種新型建筑工程施工材料，生產(chǎn)技術(shù)要求比較高，這就要求技術(shù)人員在進(jìn)行自密實混凝土生產(chǎn)前，首先對相關(guān)技術(shù)要點進(jìn)行詳細(xì)了解，同時嚴(yán)格執(zhí)行自密實混凝土生產(chǎn)規(guī)范。自密實混凝土的原材料種類比較多，而且拌合物的粘性比較大，因此，在自密實混凝土生產(chǎn)中，需要采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行拌制，這樣能夠有效節(jié)約混凝土拌制時間，確保拌合物能夠攪拌均勻，禁止采用人工攪拌方式。

3.3.1.2 自密實混凝土施工

自密實混凝土具有較強(qiáng)的流動性，而且與普通混凝土材料相比，其對于模板的側(cè)壓力比較大，因此，在模板設(shè)計過程中，需要綜合考慮這一因素，在高度較大的豎向構(gòu)件施工中，如果采用自密實混凝土施工，但是在模板設(shè)計環(huán)節(jié)沒有考慮模板側(cè)壓力，則在實際施工過程中容易造成模板底部發(fā)生爆模，因此，在工程施工前，首先需要確定模板高度，如果模板的高度在2.5 m以上，則應(yīng)該綜合考慮自密實混凝土對于側(cè)模的壓力，并據(jù)此優(yōu)化模板承載力設(shè)計。通過應(yīng)用自密實混凝土進(jìn)行垂直澆筑，如果高度比較大，則容易產(chǎn)生混凝土離析現(xiàn)象，對此，應(yīng)該合理限制自密實混凝土材料的自由下落高度。在自密實混凝土澆筑施工過程中，應(yīng)該采用分層澆筑方式，同時在自密實混凝土澆筑施工中，還應(yīng)該對模板外部進(jìn)行敲擊。在加固工程中應(yīng)用自密實混凝土，由于加固截面的尺寸比較小，因此，自密實混凝土的澆筑量比較少，另外，自密實混凝土與模板的接觸面積比較大，鋼筋密度較大，對此，為了保證自密實混凝土澆筑施工質(zhì)量，應(yīng)該嚴(yán)格控制自密實混凝土與澆注口之間的距離，在澆注口上可以套上漏斗形擴(kuò)大口，便于自密實混凝土澆筑施工。在混凝土澆筑施工過程中，還應(yīng)該密切該關(guān)注混凝土的流動情況，為了便于混凝土中的氣泡能夠正常排出，還應(yīng)該在板中開排氣孔。

3.3.2 碳纖維施工方案

碳纖維加固采用0.167 mm厚的碳纖維布。在對梁構(gòu)件的受拉面黏貼碳纖維布進(jìn)行受彎加固時，纖維方向應(yīng)與構(gòu)件軸向一致，采用對U型粘貼或側(cè)面粘貼，進(jìn)行受剪加固，纖維方向宜與構(gòu)件軸向垂直，性能指標(biāo)達(dá)到如表1。

施工工序：(1)施工準(zhǔn)備；(2)混凝土體表面處理；(3)涂刷底膠；(4)對不平整處修復(fù)處理；(5)配置并涂刷粘貼膠；(6)粘貼碳纖維布；(7)表面防護(hù)(在刷完面膠后，未待面膠固化前，在表面均勻噴灑黃沙，以便下到工序防護(hù)處理時進(jìn)行抹砂漿飾面恢復(fù))。

碳纖維布與混凝土之間的粘接質(zhì)量可采用小錘輕擊或人手直接按壓碳纖維片材表面的方法來檢查，要求總有效粘貼面積不應(yīng)小于95 %。當(dāng)碳纖維布的空鼓面積小于100 cm2時，可采用針管注膠的方式進(jìn)行補(bǔ)救；空鼓面積大于100 cm2時。宜將空鼓處的片材切除，重新搭接上等量的片材，搭接長度不小于100 mm。

3.3.3 灌膠補(bǔ)強(qiáng)堵漏程序

(1)剔除框架結(jié)構(gòu)墻體的粉刷層，充分暴露裂縫，并采用鋼絲刷，將裂縫邊緣位置的灰塵等刷除，采用高壓空氣對裂縫內(nèi)部進(jìn)行清潔。(2)埋設(shè)注膠嘴。(3)沿著裂縫走向，采用結(jié)構(gòu)膠對其進(jìn)行封堵，當(dāng)封閉膠固定后，采用注膠嘴，從裂縫的邊緣位置開始注入結(jié)構(gòu)膠，注膠壓力一般需要控制在0.2～0.4 MPa之間，并重復(fù)注膠，確保裂縫中注滿結(jié)構(gòu)膠，在注膠過程中，應(yīng)該注意逐漸加壓，當(dāng)注滿結(jié)構(gòu)膠后，應(yīng)該緩慢減壓。(3)灌膠完成后拆除管路，并采用丙酮進(jìn)行沖洗，當(dāng)膠體固化后，切除注膠嘴，并對墻體進(jìn)行粉刷。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文所述案例中，框架結(jié)構(gòu)裂縫注意是由地基不均勻沉降所造成的。導(dǎo)致地基發(fā)生不均勻沉降的因素有很多，其會對建筑工程結(jié)構(gòu)造成不良影響，導(dǎo)致框架結(jié)構(gòu)梁板出現(xiàn)裂縫問題，對此，需要結(jié)合實際情況采用有效的加固處理辦法，包括自密實混凝土加固、灌膠補(bǔ)強(qiáng)等等，通過采用有效的加固處理技術(shù)，能夠有效解決框架結(jié)構(gòu)裂縫問題，保持建筑工程穩(wěn)定性，保證建筑物本身的安全。

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[2] 韓建強(qiáng)，李振寶，宋佳，等.預(yù)應(yīng)力裝配加固混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能研究[J].工業(yè)建筑，2010，40(5)：47-50.

[3] 安亞琳，鄭七振，吳玉峰.某高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)酒店樓面板裂縫成因分析[J].施工技術(shù)，2016，45(4)：124-126.

金昭(1976～)，男，大學(xué)本科，工程師，從事結(jié)構(gòu)工程設(shè)計工作。

TU746.3

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[定稿日期]2017-06-06