混凝土柱頭裂縫的分析和加固處理

摘要：我國的社會在不斷進步，經濟也在不斷的發展，在經濟發展的過程中，建筑行業發揮了非常重要的作用，近些年來，人們對建筑工程質量和性能的要求越來越高，施工材料和施工技術也在不斷的創新，很多新的材料也逐漸被應用到了建筑施工當中，在建筑結構中，混凝土柱是一種十分重要的承重結構，它對整個建筑工程的施工都有著十分重要的作用，混凝土柱在實際的施工中要比混凝土梁板的強度和質量弱，同時受到外界多種因素的影響還非常容易出現裂縫，這種現象對整個結構都會產生十分不利的影響。本文主要對混凝土柱頭裂縫的分析和加固處理進行闡述，以供借鑒。

關鍵詞：混凝土柱頭；裂縫；加固措施

通常我們所說的混凝土柱就是指使用混凝土材料制作成的柱形結構，它主要起到了承重的作用，在工程的建設和施工的過程中，按照制作方法的差異可以將其分成兩個大類，一類是現澆柱，一類是預制柱，但是通常，施工單位都會選擇預制柱施工的方式，這種施工方法可以有效的減少施工中所需要的成本，但是如果所采用的施工技術不當，再加上周圍環境所帶來的負面影響，很容易就造成嚴重的裂縫現象，這對工程整體的質量會產生十分不利的影響，在這樣的情況下，需要采取有效的措施對其進行加固，這樣才能保證工程的施工質量。

一、工程實例

某糧食儲備庫鐵路站臺鋼罩棚面積7 800㎡、全長282m，分7個區段。跨度分別為27．2m和30m，采用金屬拱形鋼板結構屋面。27．2 m跨每個區段長60m，共4個區段，分別支承于兩側8個倉庫混凝土排架柱的外挑柱頭接長段上，接長段高400mm。外挑柱頭斷面尺寸分別為370mmx300mm和70mmx500mm，共88個，混凝土設計強度等級C30，間距6000mm。柱頭內原構預留主筋4Φ18、箍筋Φ8@100。考慮拱形屋面的受力特點和施工方便，后澆柱頂預埋370 mmx500mmxl8 mm鋼板，鋼板下設4Φ14錨筋，與預留主筋綁扎連接，柱頂之間連梁采用焊接成“口”形梁支承屋面結構。

在這一建筑的鋼梁結構施工結束之后，相關人員對其儲備庫進行了嚴格的質量檢測，在檢測的過程中發現，混凝土柱上存在著少量的裂縫，但是這種裂縫的數量并不是非常多，而且裂縫的寬度也不是很大，所以技術人員認為這樣的裂縫是結構表面產生的裂縫，所以就沒有對予以有效的處理，但是在整個工程施工結束之后，技術人員發現，這種裂縫在長度和寬度都在增大，已經達到了混凝土柱整體面積的40%以上，而且混凝土柱上的裂縫數量也大大增加，在這些裂縫當中，最大的寬度已經到達了2.3毫米最大的長度已經達到了420毫米，這樣的現象對建筑結構的施工質量造成了十分不利的影響，同時還大大縮短了建筑結構正常使用的期限，使得建筑本身的安全性都受到了嚴重的威脅，從而也對人們的生命和財產安全構成了非常大的威脅。

二、混凝土柱裂縫成因分析

在對該工程施工的過程中，人們為了更好的對混凝土柱存在的裂縫進行有效的處理，施工人員需要對該工程混凝土柱頭最原始的設計標準進行詳細的計算，通過對計算結果的分析，相關的人員發現混凝土柱頭的抗剪力、抗彎力和抗壓力都能達到工程設計的相關要求，同時在了解了混凝土柱頭裂縫的實際分布情況之后發現混凝土柱頭承受荷載作用的部分并沒有出現十分明顯的裂縫現象，所以也就基本排除了這些裂縫是因為結構自身的性能無法達到設計標準這一因素。在經過了對數據詳細的分析之后發現混凝土柱產生裂縫的原因主要有以下幾個：

1）在對該工程進行施工的過程中，施工人員主要采用的是焊接的方式將鋼梁和柱頭進行有效的連接，但是在焊接施工的過程中，焊接人員所采用的方法和技術并不符合相關的標準和要求，這也使得我國混凝土柱頭會受到環境的制約和影響，這樣也產生了比較明顯的溫度應力，從而使得混凝土柱頭會出現比較明顯的變形現象，這樣也會使得混凝土柱頭非常容易產生裂縫。

2）預埋鋼板錨筋和柱筋采用綁扎連接，錨固不夠牢靠，按《混凝土結構施工及驗收規范》規定，綁扎錨固長度不應小于35a（即490 mm），而實際錨固長度僅250mm，導致預埋錨筋在承受反復荷載作用下滑移。

3）柱頭是二次澆筑完成的，所以其尺寸相對也比較小，同時，預埋鋼板的尺寸和柱頭的尺寸是完全一致的，施工條件和環境也不是非常的好，在柱頭支模的施工中也存在著不小的障礙，因此施工的質量也很難得到有效的保證，這樣也會使得鋼板和混凝土粘結的質量受到了非常大的影響，使得鋼板因為水平荷載力的作用下產生非常明顯的位移現象，根據上述的種種情況，該結構裂縫產生的主要原因是溫度應力的影響下柱頭，錨筋產生了位移，同時其裂縫的開度也已經超過了相關準則中規定的0.15毫米的裂縫寬度，這樣就會使得鋼筋出現明顯的銹蝕現象，使得鋼筋自身的承載力和穩定性都受到了非常不利的影響，所以必須要采取有效的措施進行加固。

2、加固方案及施工

（1）為消除溫度應力對結構的影響，經計算復核后在每個60 m區段鋼連梁的兩端距端部15 m處將“口”形鋼連梁斷開，改為螺栓連接。考慮到無法卸除鋼梁上整體屋面荷載，決定分兩步施工。在兩邊柱設臨時斜支撐，鋼梁內外兩側鉆8M21．5孔，先將“口”形鋼梁上半部割開，校核螺栓孔位后在連接鋼板上對應位置打孔，安裝連接鋼板1并用4M20螺栓固定；再將“口”形鋼梁下半部割開，安裝連接鋼板2并用4M20螺栓固定，然后拆除臨時斜支撐。

（2）對有裂縫柱頭進行壓密灌漿粘鋼加固（其他無裂縫柱頭亦采取鋼加固）。對寬度大于0．15 mm的裂和下部空鼓的預埋鋼板先采用壓密漿，然后粘貼鋼板加固，灌漿及加固工藝按CECS25：90標準要求，灌漿材料采用低粘度組分改性環氧樹脂膠92—02，灌機具選用袖珍CZ自動壓力樹脂注器。由于柱頂鋼梁內側緊靠倉庫天溝，施工困難，為確保全封閉灌漿，事先采用樹脂漿封堵內側表面后再進行壓密灌漿，灌漿壓力0.06～0.1 MPa。粘貼鋼板前先將混凝土表面鑿毛，剔除松動部分，再用丙酮清洗，選用JGN甲乙組分結構膠（配合比3：1，涂抹厚度1～3 mm，鋼板Q235，粘鋼完成后混凝土表面噴石英砂。

三、加固處理措施

在對混凝土柱頭進行加固處理的過程中，施工人員要根據混凝土柱頭裂縫產生的原因進行分析，從而選取合適的加固處理方法對其進行相應的控制處理。目前，在混凝土柱加固處理過程中，常用的措施主要有以下幾點：

1、確保混凝土原材料質量，對進場材料必須按質量標準進行檢查驗收，并按規定進行抽樣復試。

2、嚴格控制混凝土配合比，保證計量準確，按試驗室確定的配合比及調整施工配合比，正確控制加水量及外加劑摻量。加大對施工人員宣傳教育力度，強調混凝土柱結構規范操作的重要性，改變其認為柱子混凝土水灰比大，易操作易密實的錯誤觀念。

3、混凝土應拌合充分均勻，混凝土坍落度值可以較梁板混凝土小一些，宜摻減水劑，增加混凝土的和易性，減少用水量。

4、合理安排好澆筑混凝土柱的次序，適當放慢混凝土的澆筑速度，混凝土澆筑至柱頂時應二次澆搗并排除其水分和抹面。

四、結語

在建筑施工的過程中，混凝土柱頭結構是一個十分重要的結構，它主要起到了承重的作用，所以混凝土柱頭的施工質量也對建筑整體的施工質量都會產生非常重要的影響，混凝土柱的裂縫 問題對整個建筑結構的穩定性有著非常不利的影響，而且還會縮短建筑自身的使用壽命，在這樣的情況下，需要對混凝土柱頭裂縫產生的原因進行詳細的分析，采取合理的方式對其進行加固，這樣才能有效的保證結構的質量符合設計的相關要求。

參考文獻：

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