某住宅裂縫的分析與處理

潘 華

1 工程現狀

河南鄭州市某住宅項目,地下 2層,地上26層,總高82.7 m;?,?軸線間懸挑陽臺的挑梁高度為520 mm,懸挑長度為2.4 m,挑梁盡端有造型用構造柱。結構主體封頂后發現底部3層挑梁端部和盡端均出現裂縫,底層挑梁端部裂縫達0.5 mm,見圖1。

2 裂縫成因分析

根據文獻[1],裂縫形成原因分為兩種：一種是荷載引起的,另一種是變形引起的。從圖1的裂縫狀況來看,梁根部為受彎裂縫,梁端部為剪切斜裂縫,屬于荷載引起的裂縫。

經過現場了解,施工單位懸挑梁端的構造柱和主體結構一起澆筑,這是造成裂縫的直接原因。構造柱的縱筋拉通,梁縱筋錨入構造柱,構造柱與主體結構一起澆筑,形成了剛性節點,構造柱參與整體結構工作,改變了主體結構受力模式,與設計的結構模型不一致,原設計結構簡圖見圖2a),而實際的結構簡圖見圖2b)。

設計時未考慮由此產生的影響,這是造成裂縫的間接原因。此處為造型所設的單獨構造柱,并非磚墻邊緣構造柱,而且此構造柱在結構圖中重點標出,施工單位為方便施工,常常會把構造柱和主體結構一起澆筑完成,設計時應注意這個問題。首先,應在結構說明中強調構造柱應后澆;另外,也需對一起澆筑產生的不利影響有充分估計,宜進行適當的補充計算。

下面來分析圖2b)的結構簡圖,結構由層層懸挑變為各層懸挑梁協調變形,結構逐層施工,剛度分層形成,在施工一層結構時,荷載會通過構造柱傳至下層懸挑梁,這樣就導致底部幾層荷載比原設計要大,從而產生梁根部的受彎裂縫和梁端部的剪切裂縫。

3 處理方案

3.1 結構加固方案

后來設計方提出兩個方案供業主選擇,方案1：在構造柱下增加立柱,柱下設人工挖孔樁基礎,見圖 2c);方案2：增設拉桿和斜壓桿,利用懸挑梁根部的墻體傳遞構造柱上的荷載。兩個方案均為轉移構造柱的荷載,減少底部幾層懸挑梁荷載,形成類似框架結構受力體系?？紤]到樁基礎施工有難度,業主選擇了方案2。

圖3為加固方案2結構圖,拉桿和壓桿組合承擔構造柱傳下來的所有荷載,計算得出拉桿和壓桿的內力,然后計算得出拉桿和壓桿的截面和配筋。拉桿和一層懸挑梁間設30 mm厚聚苯板,分隔新舊混凝土,以避免互相影響。在拉桿和壓桿末端設置6根豎向鋼筋植入構造柱以連接新舊結構。拉桿和壓桿的縱向鋼筋因受力的差異,錨固方法也區別對待：拉桿鋼筋穿過墻體彎折焊在對面鋼板上,而壓桿鋼筋植入原墻體中,用結構膠塞孔即可。

3.2 裂縫修補方案

本工程裂縫寬度達到0.5 mm,雖然對結構進行了加固,但因為是后處理,故對懸挑梁的裂縫寬度只能保證不擴展,但不會因此而減小裂縫。根據文獻[2],當前裂縫超過容許寬度,故需對裂縫進行修補。

對裂縫作化學灌漿處理。使用甲苯作稀釋劑配成環氧漿液,既安全可靠又能加快施工進度。在灌漿前,將裂縫兩側2 cm～3 cm處混凝土表面灰塵、浮渣及松散層等清除干凈,露出混凝土本體。用油工刀把環氧膠泥刮抹在已用甲苯擦干凈的灌漿嘴的底盤上,厚度為1 mm左右,然后將灌漿嘴的進漿孔對準裂縫貼到所定的位置上。灌漿嘴粘住以后,沿裂縫兩側薄涂一層環氧底漆,以便封裂縫時膠泥粘結良好,涂環氧底漆的寬度為2 cm～3 cm。涂完環氧底漆后,封閉裂縫時,用油工刀將封閉裂縫用的環氧膠泥刮抹到裂縫處,膠泥厚度在1 mm左右,封縫寬度為2 cm～3 cm,刮抹膠泥時盡可能防止小孔并使之表面平整,以保證裂縫的密封效果,能承受較高的灌漿壓力,待封閉裂縫用的膠泥固化以后進行灌漿。此時,需要保持灌漿壓力在0.2 MPa以上,待漿液從進漿嘴進入到從另一灌漿嘴流出時,用細鐵絲把出漿嘴口上膠管封閉,然后繼續加壓灌漿,直到壓力基本穩定后,再保持一定的灌漿時間。結束灌漿時,在設計灌漿壓力下封閉所有的漿嘴,以保持裂縫內漿液的壓力,使固結體密實,與縫壁粘結牢固。待裂縫內的漿液不流以后,即可將灌漿嘴打下,并用封閉裂縫用的環氧膠泥或摻入水泥的灌漿液把灌漿嘴封好。

為保證裂縫修補的質量,必須注意如下兩點：1)要把好粘貼灌漿嘴這一關。應根據裂縫的走向考慮布置灌漿嘴的位置,同時灌漿嘴要粘在裂縫較寬處,并使灌漿嘴的進漿孔對準裂縫,保證灌漿嘴與裂縫連通。在一條裂縫上應布置進漿、排氣、出漿用的灌漿嘴。灌漿嘴要四通八達,以使灌漿時進漿順利;2)要把好灌漿壓力關。裂縫一般都比較細小,因此完全靠壓力把漿液注到裂縫內部。裂縫內漿液是否飽滿取決于灌漿的壓力大小。為保證漿液能充滿裂縫內的空間,灌漿壓力不能低于0.2 MPa,而且在灌漿過程中,還必須封住進漿嘴和出漿嘴,以保證裂縫內的漿液在有壓力的狀態下固化,否則會造成裂縫內漿液不滿。

4 結語

通過對某工程項目裂縫成因分析,指出某些非結構構件如構造柱等可能會改變結構整體受力形式,提請設計和施工人員予以充分重視,并提出了裂縫的解決方案,供類似工程參考。

[1]王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].北京：中國建筑工業出版社,1997：6.

[2]GB 50010-2002,混凝土結構設計規范[S].

[3]黃崇煥.建筑施工裂縫控制措施初探[J].山西建筑,2009,35(27)：156-158.