房屋框架梁裂缝加固设计探析

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摘要：混凝土抗压强度不足、低温环境施工等因素影响，房屋建筑框架梁很容易出现裂缝问题，而为了明确裂缝的形成原因及危害，必须围绕框架梁裂缝开展检测鉴定，基于此，本文简单介绍了房屋框架梁裂缝检测鉴定与加固设计的基本方法，并结合上海地区某工程实例，详细论述了检测鉴定与加固设计的要点，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。

关键词：房屋框架梁；裂缝；检测鉴定；加固设计

房屋框架梁裂缝的检测鉴定能够明确裂缝的起因、属性、类别，裂缝所处位置、所处环境、发展程度也能够得到直观揭示，近年来相关研究大量涌现也能够证明这一认知，而为了保证框架梁裂缝检测鉴定能够为加固设计工作的开展提供更有力支持，正是本文围绕该课题开展具体研究的原因所在。

1检测鉴定与加固设计的基本路径

1.1检测鉴定检测鉴定得出的结论能够为裂缝的修补提供支持，通过现场调研、检测以及分析，可以明确判断出裂缝的类别、属性以及起因，同时，还应该在综合考虑裂缝所处的环境、位置以及发展程度等情况的基础上，鉴定出裂缝可能带来的危害，才能选择出针对性较强的修补方法。具体检测过程需严格遵循《混凝土结构现场检测技术标准》（GB/T50784-2013）进行检测，主要检测内容包括梁外观、裂缝情况检查，以及受力钢筋保护层厚度、梁底受力钢筋配置情况、梁混凝土截面尺寸与抗压强度检测，由此即可分析裂缝出现的原因。在具体检测过程中，混凝土抗压强度的检测一般应用回弹仪，梁钢筋保护层厚度和配置情况检测则运用钢筋位置测定仪，裂缝的宽度和长度检测运用钢卷尺和裂缝测宽仪，梁的截面尺寸检测应用非金属板厚检测仪和钢卷尺[1]。1.2加固设计混凝土实现可持续发展的关键方式就是尽可能延长其使用寿命，而开裂问题则会在较大程度上缩短混凝土的使用寿命。即使房屋框架梁的裂缝并不大，但只要存在裂缝，就会使结构构件气密性降低，不但会导致钢筋出现锈蚀现象，降低结构耐久性，还会给建筑物美观度带来不良影响，甚至在某种程度上还会让人因担心安全性而产生一种心理负担与精神压力。因此，必须及时加固修补房屋框架梁中出现的裂缝。基于房屋框架梁裂缝检测鉴定结果开展的加固设计需遵循一定原则，即经济性、耐久性、适用性、安全性，且保证加固过程尽可能不影响其他结构配件，同时不能够对室内空间使用造成影响。常用的加固材料有修补胶液、碳纤维布，其中修补胶液需具备低黏度、渗透性较优秀特点，碳纤维布则需要具备较高强度并应用专用胶[2]。

2实例分析

2.1工程概况。为提升研究的实践价值，本文选择了位于上海地区的商住综合楼地上6层建筑作为研究对象，建筑面积为8700m2，采用柱下钢筋混凝土交叉条形基础，同时采用压密注浆加固处理方式进行地质状况较差的场地地基土处理，处理后的复合地基承载力为180kPa。工程除底层框架外，二层及以上框架的现浇结构混凝土设计强度等级均为C25，底层为C30。工程为底框结构，①~③轴为一层，③~⑧轴为六层，二层以上采用M5混合砂浆、MUO粘土实心砖砌筑，底层砖砌剪力墙采用M5混合砂浆、MU10粘土实心砖砌筑，除采用现浇钢筋混凝土结构的二层楼面及屋面外，其他部位采用预应力多孔板结构，抗震设防等级为6。压密注浆加固主要负责进行场地的杂填土和部分深度的淤泥质粉土展开，并在②～③轴间靠近③轴约600mm处设置了后浇带，施工完成后发现底层局部框架梁板出现结构裂缝。2.2裂缝分布及原因调查。经过现场调查，发现裂缝主要存在于底层轴间框架梁和填充墙体上（底层②~③），其中框架梁裂缝呈竖向。②轴框架梁、③轴框架梁端梁端头处裂缝最大宽度分别为0.80mm、2.50mm，裂缝均上宽下窄且沿粱两侧面贯穿。②③轴间填充墙体存在斜裂缝，裂缝呈③轴方向，最大裂缝宽度为4.00mm。为明确裂缝成因，现场采用回弹法对底层开裂的5根梁开展了强度检测，回弹值修正通过钻取一个混凝土占样实现，最终得出了表1所示的建筑构件混凝土强度检测结果汇总。其中，钻取的梁3混凝土芯样强度换算为37.2MPa，而结合构件混凝土抗压强度推定值不难发现，5根梁均达到设计要求（C30）。结合施工期间沉降观测资料，可发现研究对象房屋建筑在施工期间的各观测点基础沉降较为均匀，最大、最小沉降分别为19.0mm、17.5mm。但在笔者的实际调研中发现，测量用仪器及沉降点埋设存在测量精度不足问题，因此检测人员采用二级精度要求开展了连续三个月的沉降观测，观测围绕轴底层框架柱现场重新埋设的沉降观测点展开，共观测9次。结合观测结果，可确定②轴与③轴基础之间存在5.5mm的差异沉降量，且观测期间沉降速率为0.043mm/d，可见房屋建筑的沉降未达到稳定状态[3]。2.3裂缝成因分析。结合上述检测结果，可开展以下裂缝成因分析：（1）结合表1、表2，可确定出现裂缝的混凝土梁在钢筋配置、截面尺寸、混凝土强度等方面均符合设计要求。（2）结合框架梁裂缝形态，可初步确定裂缝源于相邻基础不均匀沉降，这是由于沉降较大柱相连处梁顶裂缝小于梁底裂缝，而与沉降较小柱相连处梁底裂缝小于梁顶裂缝，这是由于基础不均匀沉降对框架梁支座处的影响较为直接所致。结合裂缝走向进行分析不难发现，③轴基础沉降量大于②轴基础属于裂缝产生的源头，梁两端因由此产生的附加弯矩出现竖向裂缝。（3）结合沉降观测数据，可确定②轴与③轴基础之间存在较大的差异沉降，55mm的差异沉降量与裂缝的产生存在直接关联。（4）结合调研资料进行分析不难发现，虽然工程采用了压密注浆法对地基进行了加固处理，但由于场地仍存在较厚的淤泥质粉土，这就使得压密注浆法未能完成改变较差的地质条件。此外，后浇带的设置虽然在思路上正确，但由于软土地基沉降稳定期较长，施工阶段完成的后浇带浇筑无法真正解决基础差异沉降问题，这也最终导致了裂缝的产生。2.4裂缝检测鉴定结果。结合上述检测与分析，可得出以下房屋框架梁裂缝检测结果：（1）底层②③轴间基础差异沉降为裂缝产生的主要原因。（2）应及时进行有效的支撑卸荷，并观测房屋裂缝变化情况和基础沉降情况，发现异常后需及时上报。（3）沉降稳定后，需进行可靠的加固补强处理开裂构件，且处理过程不宜考虑原配置钢筋的抗力作用，这是由于裂缝的开展宽度较大。综上所述，虽然该工程房屋框架梁中的裂缝不会给结构构件安全带来不良影响，但却会降低构件的耐久性与使用性，因此，必须及时修复出现的裂缝，以此来为工程质量与结构构件耐久性提供有力保障。2.5裂缝加固处理。在经过一年多的观测后，房屋裂缝变化、基础沉降均趋于稳定，由此原设计单位提供了加固设计方案，并委托专业施工团队开展了加固施工，具体方案与施工如下：（1）加固设计方案。采用低粘度环氧树脂进行裂缝的处理，为保证灌缝密实，采用压力灌浆方法；框架梁加固采用JGN建筑结构粘合剂、钢板穿心锚杆、螺栓，梁底采用的长钢板厚8mm，梁端侧面采用的长钢板厚10mm，为保证粘贴质量，采用加压固定方式；采用双面6双向@150冷轧带肋钢筋网片进行填充墙加固，分层压实抹平采用1:3水泥砂浆。（2）加固施工。裂缝处理流程可概括为：“骑缝粘贴灌浆嘴→使用环氧胶泥封闭灌浆嘴间裂缝→试气至完全封闭→浆液配置→压力灌浆→浆液固化→封口”，梁底、梁柱端粘钢采用甲:乙=4:1配合比的结构胶。（3）加固效果。经过近3年的跟踪回访调查，可确定加固处理后的房屋未出现明显变形和裂缝，加固效果良好。2.6粘贴碳纤维布的施工工艺。具体的粘贴工艺流程可概括为：“准备→混凝土表面清理→表面修复处理→配置粘贴树脂→涂刷→碳纤维布粘贴→固化→验收→表面防护”。在混凝土表面清理过程中，应该将表面上的浮浆与油污彻底清除，并通过打磨的方式让其成为坚实基层，还应该严格依照具体要求对缺陷部位进行相应修复处理，然后把表面的粉尘清理干净。在粘贴树脂配置阶段，应该以结构胶说明书为依据，严格按照其中的科学配比进行配制，并经过均匀搅拌之后再将其投入使用。每次的配胶量应该适量，最好是在40到50分钟内就可以用完。其中，应该通过对低速搅拌机的利用来完成充分搅拌，这一操作完成后的胶液必须是没有气泡并且色泽均匀的。在将胶液灌入盛胶的容器之后，还要通过相应措施的实施来避免各种杂质混入其中，如灰尘、油以及水等。在炭纤维布粘贴阶段，必须保证炭纤维布尺寸的准确性，并且不能对其进行折叠，如果炭纤维布原件存在折痕，那么应该把带有折痕的炭纤维布裁去。相较于设计位置，实际粘贴位置的长度负偏差应该在15毫米之下，而中心线的偏差则应该控制在10毫米范围内。在验收阶段，可以通过锤击法来检验混凝土和碳纤维布间的粘接质量。通常情况下，在总的粘接面积中，有效粘接面积只有占据95%以上的比例，才能使二者的正拉结粘接强度与要求相符。最后，在表面防护工作中，应该将聚合物砂浆涂刷在构件表面，以此来对其进行有效防护，同时，构件防护必须满足耐火等级与相关规范提出的要求。

综上所述，房屋框架梁裂缝的检测鉴定与加固设计联系紧密，在此基础上，本文涉及的上海地区工程实例、裂缝加固处理内容，则提供了可行性较高的房屋框架梁裂缝的检测鉴定与加固设计路径，而为了更好保障房屋安全，各类裂缝特点的明确、冬季施工环境影响、粘钢过程中各方面清理均需要得到重点关注。

参考文献

[1]漆成,董志冬,刘子毅.混凝土框架梁、顶板裂缝鉴定分析及加固处理[J].华北地震科学,2017,35(S1):30-33.

[2]曹将.某住宅小区地库框架梁裂缝加固技术[J].安徽建筑,2016,23(04):103-104.

[3]庞文忠,路彦兴,乔建.办公楼框架梁裂缝检测鉴定实例[J].建筑技术,2015,46(S2):418-420.

作者:程浩 单位:上海市岩土工程检测中心