劉世星

（山西建筑工程有限公司 山西太原 030006）

引言

隨著建設(shè)科技的不斷發(fā)展和城鄉(xiāng)一體化政策的深入，框架結(jié)構(gòu)在地級市、縣城及鄉(xiāng)鎮(zhèn)中的應(yīng)用越來越多，框架結(jié)構(gòu)具有傳力系統(tǒng)明確，開間進(jìn)深大，房間布局靈活等特點(diǎn)。盡管我國省會(huì)城市中的框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但三四線城市及縣城等經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)還不成熟。在這些地區(qū)的框架結(jié)構(gòu)施工過程中及施工后，極易在框架梁上出現(xiàn)裂縫，從而影響框架梁的承載能力、耐久性及使用功能。盡管截至目前，我國已經(jīng)有較多工程技術(shù)人員及研究人員分析及研究框架梁裂縫產(chǎn)生的機(jī)理及危害等，但框架梁上產(chǎn)生裂縫的項(xiàng)目還時(shí)有發(fā)生，為避免此類現(xiàn)象的發(fā)生，確保施工單位、建設(shè)單位和業(yè)主方的利益不受損害，筆者根據(jù)某工程實(shí)例分析框架梁裂縫產(chǎn)生的原因及相應(yīng)的預(yù)防處理措施。

1 工程概況

某工程為地下二層、地上六層框架結(jié)構(gòu)，建筑面積約為3萬m2，抗震等級為二級。五層梁混凝土澆筑完拆模后發(fā)現(xiàn)次梁上存在大量的倒八字形裂縫，裂縫呈上寬下窄狀，裂縫最大寬度約為0.5mm。通過檢測發(fā)現(xiàn)，這些裂縫主要為表面裂縫，裂縫并未穿透梁底。

2 混凝土構(gòu)件的裂縫類型

根據(jù)混凝土構(gòu)件裂縫產(chǎn)生的原因可將混凝土裂縫分為溫度裂縫、收縮裂縫、干縮裂縫、受力裂縫和變形裂縫。

2.1 溫度裂縫

混凝土是由水泥等膠凝材料與水及其他骨料等配制而成的化合物，水泥與水?dāng)嚢韬蟀l(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量的水化熱，使得混凝土內(nèi)部溫度高于外側(cè)混凝土，混凝土構(gòu)件內(nèi)外形成較大的溫差，在溫度作用下混凝土產(chǎn)生膨脹變形，當(dāng)混凝土內(nèi)部的抗拉強(qiáng)度低于溫度應(yīng)力時(shí)，即在薄弱位置處開裂，產(chǎn)生溫度裂縫。此類裂縫一般表現(xiàn)為在混凝土構(gòu)件內(nèi)部裂縫寬度較大，而在混凝土表面裂縫寬度較小或肉眼不可見，此類裂縫影響構(gòu)件的承載能力及耐久性。

2.2 收縮裂縫

混凝土在澆筑完成后、養(yǎng)護(hù)前期，混凝土表面失水較快而又未及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)不規(guī)則龜裂狀，此類裂縫一般多為表面裂縫，對構(gòu)件的承載能力，但對耐久性及使用功能有一定的影響。

2.3 干縮裂縫

混凝土在在養(yǎng)護(hù)后期，因養(yǎng)護(hù)不到位而混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)，使得混凝土構(gòu)件的體積發(fā)生一定的變化，當(dāng)混凝土表面的抗拉強(qiáng)度低于混凝土收縮作用力時(shí)，即在混凝土表面產(chǎn)生裂縫，這類裂縫的寬度往往較細(xì)，與收縮裂縫類似。

2.4 受力裂縫

混凝土框架梁設(shè)計(jì)承載能力一般高于實(shí)際荷載，而在施工階段中由于梁上部未增加活荷載等情況而出現(xiàn)受力裂縫，往往是由于框架梁混凝土強(qiáng)度未達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%隨即拆模，最終造成框架梁因承載能力不足而在梁端部及中部產(chǎn)生受力裂縫。此類裂縫往往為貫通型裂縫，裂縫寬度為下寬上窄，除裂縫外還伴隨梁撓度變形較大。此類裂縫影響梁構(gòu)件的承載能力及耐久性，同時(shí)對梁的使用功能也有一定的影響，發(fā)現(xiàn)裂縫后應(yīng)立即對其進(jìn)行加固處理。

2.5 變形裂縫

混凝土構(gòu)件產(chǎn)生變形裂縫主要是地基發(fā)生不均勻沉降后，在混凝土梁端部節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生裂縫，不均勻沉降量越大，裂縫寬度越大。此類變形裂縫的存在對構(gòu)件的承載能力無影響但對構(gòu)件的耐久性及使用功能有一定的影響。

在實(shí)際施工中還會(huì)因施工工藝的不同、混凝土材料的不同、設(shè)計(jì)的不合理等因素加劇上述五類裂縫的不斷發(fā)展，使得裂縫寬度不斷加大，裂縫深度不斷延伸，乃至貫穿整個(gè)構(gòu)件。

3 框架梁產(chǎn)生裂縫的原因

混凝土框架梁上出現(xiàn)明顯的裂縫，一般主要是由混凝土原材料不合格、施工控制不嚴(yán)和設(shè)計(jì)不合理等三個(gè)原因造成。

3.1 混凝土原材料不合格

配制混凝土?xí)r，使用的原材料主要有水泥、水、石子、砂、減水劑及其他外加劑等，其中配合比中的任何材料質(zhì)量不過關(guān)，最終均會(huì)導(dǎo)致混凝土不能呈現(xiàn)正常的狀態(tài)，如混凝土開裂等缺陷，從而影響混凝土構(gòu)件的承載能力、耐久性及使用功能等?；炷猎牧喜缓细裰饕w現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）混凝土攪拌站使用的水泥若為成本較低的高堿水泥，則配制的混凝土內(nèi)極易發(fā)生堿骨料反應(yīng)，混凝土內(nèi)部水化熱較大，澆筑完成后混凝土構(gòu)件內(nèi)部裂縫寬度較大，表面裂縫較小，影響混凝土構(gòu)件的承載能力及耐久性。

（2）混凝土攪拌站使用的粗骨料粒徑較小時(shí)，為使混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，往往需調(diào)整配合比中的水泥用量和用水量。而在混凝土配合比中增加水泥用量會(huì)增加混凝土拌合物中的水化熱，最終導(dǎo)致混凝土構(gòu)件開裂，影響混凝土構(gòu)件的承載能力及耐久性。

（3）混凝土攪拌站使用的細(xì)骨料含泥量較高，由于泥土中的堿含量較高，最終會(huì)增加混凝土中的堿含量，加劇堿骨料反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土構(gòu)件開裂。

3.2 施工控制不嚴(yán)

混凝土拌合物經(jīng)泵送后在施工現(xiàn)場進(jìn)行振搗施工，而在澆筑、振搗及養(yǎng)護(hù)過程中，施工單位相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人未要求施工人員按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行充分振搗、有效養(yǎng)護(hù)等，最終都會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)產(chǎn)生裂縫。

施工過程中，施工單位往往為趕工期，待標(biāo)養(yǎng)試件的實(shí)測強(qiáng)度達(dá)到70%后立即對施工現(xiàn)場的同批混凝土構(gòu)件模板拆除，最終導(dǎo)致混凝土受彎構(gòu)件——梁類構(gòu)件上出現(xiàn)變形裂縫?；炷翗?biāo)養(yǎng)條件下的抗壓強(qiáng)度與施工現(xiàn)場的混凝土，養(yǎng)護(hù)條件存在較大差別，同樣齡期下標(biāo)養(yǎng)試件的抗壓強(qiáng)度高于施工現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)的混凝土，因此標(biāo)養(yǎng)試件的抗壓強(qiáng)度值達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)，施工現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)的混凝土強(qiáng)度并不一定能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%，因此在此時(shí)拆模后混凝土梁類構(gòu)件往往因承載力不足而產(chǎn)生變形裂縫。

3.3 設(shè)計(jì)不合理

在設(shè)計(jì)混凝土梁類構(gòu)件時(shí)，設(shè)計(jì)人員往往忽略施工的可操作性，將梁底鋼筋設(shè)計(jì)為多根小直徑鋼筋，鋼筋間距較小，在澆筑振搗時(shí)加之鋼筋綁扎偏差，極易使梁底混凝土振搗不密實(shí)，或梁底混凝土粗骨料粒徑較小，強(qiáng)度較低，拆模后梁底混凝土受拉力作用而開裂，影響梁類構(gòu)件的耐久性及使用功能。

4 框架梁裂處理措施

4.1 表面裂縫處理措施

針對需要補(bǔ)強(qiáng)的位置，應(yīng)將開裂處進(jìn)行打磨處理，之后借助膠水進(jìn)行填補(bǔ)，若裂縫表面存在凹凸現(xiàn)象，可以借助打磨機(jī)進(jìn)行打磨。若裂縫處理后在該位置依然出現(xiàn)裂縫，應(yīng)采用結(jié)構(gòu)灌縫膠進(jìn)行填補(bǔ)之后再實(shí)施補(bǔ)強(qiáng)?；炷帘砻鎽?yīng)該始終處于干燥、干凈狀態(tài)，若補(bǔ)強(qiáng)環(huán)節(jié)構(gòu)件裂縫內(nèi)含有水分，應(yīng)該做好水分清理工作，在補(bǔ)強(qiáng)混凝土表面利用酒精進(jìn)行清理，再進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

4.2 底膠施工

當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，或空氣中濕度高于90%時(shí)，不可開展加固施工工作。當(dāng)滿足施工條件時(shí)，應(yīng)按照比例配制底膠材料，將其置入干凈的容器中進(jìn)行攪拌，使用毛刷等工具在混凝土梁構(gòu)件裂縫處進(jìn)行涂抹，涂膜厚度應(yīng)控制在0.4mm以內(nèi)。涂抹過程中應(yīng)控制涂抹質(zhì)量，避免涂抹時(shí)在涂抹處出現(xiàn)氣泡及結(jié)痂等現(xiàn)象。待底膠涂抹施工完畢后，底膠完全干燥硬化后再進(jìn)行其他后續(xù)施工。

4.3 粘貼碳纖維布

根據(jù)本工程梁構(gòu)件上出現(xiàn)的各種裂縫，經(jīng)相關(guān)檢測單位和設(shè)計(jì)單位檢測和判斷，一致認(rèn)為此類裂縫為有害裂縫，需對裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，對梁構(gòu)件進(jìn)行加固處理。加固處理時(shí)，使用碳纖維布進(jìn)行加固。加固施工時(shí)結(jié)合加固設(shè)計(jì)要求，將碳纖維布進(jìn)行裁切，碳纖維布長度一般控制在3m左右。配制、攪拌以及粘連膠料，之后運(yùn)用滾筒刷將其粘合大所粘貼的位置，在銜接以及拐角位置進(jìn)行多層涂抹，直到纖維表面干燥為止，之后開展下一層碳纖維布粘合，在最后一層碳纖維布表面涂刷一層粘合膠。

4.4 碳纖維布補(bǔ)強(qiáng)后的養(yǎng)護(hù)

在完成施工工作一天以內(nèi)，應(yīng)避免混凝土受涼或者受潮，同時(shí)做好防護(hù)工作，避免硬物碰觸其表面。膠固化溫度不得小于5℃。平均溫度在23℃左右時(shí)，固化時(shí)間不得小于5h；平均溫度在9℃左右時(shí)，固化時(shí)間不得小于8h。

5 結(jié)論

本文通過對某框架結(jié)構(gòu)梁構(gòu)件裂縫進(jìn)行分析，通過對混凝土構(gòu)件上裂縫的類型、危害進(jìn)行研究，得到該工程混凝土梁構(gòu)件產(chǎn)生裂縫的原因及相應(yīng)的加固處理措施，從而確保以后類似的工程案例不再出現(xiàn)或提供相應(yīng)的技術(shù)指導(dǎo)依據(jù)。