某住宅樓現澆板裂縫的鑒定與加固設計

薛學濤1 李曉輝2 崔朋勃1 盧小雨3

1.河南省建筑科學研究院有限公司 450053；

2.永城市工程質量監督站 476600；

3.安徽理工大學 232001

摘要：通過某小區住宅樓現澆板裂縫的檢測鑒定，分析了該工程現澆板裂縫形成的原因及其危害，并根據裂縫寬度和數量的不同提出了不同的加固處理方案，可供類似工程的加固設計參考.

關鍵詞：現澆板；裂縫；檢測鑒定；加固設計

1 工程概況

河南沈丘縣某小區住宅樓，磚混結構，地上6層，基礎形式為條形基礎.該地區抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度值為0.05g，設計地震分組為第一組.

該工程施工至第5層時發現第3層局部現澆板板底出現裂縫，為保證工程質量，委托有資質的檢測單位對該層現澆板裂縫進行鑒定，分析裂縫形成的原因，并提出相應的處理方案.

2 檢測鑒定

2.1 檢測內容及方法

為正確查找裂縫形成的原因，依照《混凝土結構現場檢測技術標準》GB/T 50784-2013[1]相關要求，主要對現澆板的強度、板底鋼筋間距、板底鋼筋保護層厚度、現澆板厚度以及裂縫的寬度、長度進行檢測.

采用回彈儀檢測混凝土強度等級，采用鋼筋位置測定儀檢測板底鋼筋間距和保護層厚度，采用裂縫測寬儀和鋼卷尺檢測裂縫的寬度和長度，采用非金屬板厚度檢測儀檢測現澆板的厚度.

2.2 檢測結果

經現場勘查，該工程結構布置符合設計要求，局部現澆板板底出現裂縫，裂縫數量為1～3條不等，多為不規則裂縫，部分裂縫穿過板底燈線盒.經現場檢測，該工程現澆板的混凝土強度等級、厚度以及板底鋼筋間距和保護層厚度均符合設計要求，裂縫寬度為0.10～0.25mm.

2.3 裂縫原因分析

經現場勘查與檢測，綜合分析認為，該建筑局部現澆板出現裂縫的主要原因是[2～4]：

（1）混凝土收縮變形.所檢裂縫大多為不規則裂縫，裂縫形成的原因是混凝土收縮變形過大引起的非受力裂縫；

（2）預埋電線管對現澆板截面的削弱.所檢裂縫部分出現在預埋管線位置，預埋管線部位削弱了樓板的有效截面，在混凝土收縮變形作用下導致樓板開裂.

2.4 檢測結論

根據檢測結果，經綜合分析鑒定，該建筑現澆板出現的裂縫目前尚不影響該結構構件的安全，但是對現澆板構件的使用性和耐久性產生了一定的影響，為保證工程質量及安全，應對該房屋現澆板出現的裂縫進行處理.

3 加固設計

3.1 設計原則

該建筑為住宅樓，在加固設計時，主要考慮以下原則[4]：

（1）安全性、適用性、經濟性；

（2）加固中盡可能不影響其他結構構件；

（3）盡量減小現澆板加固對室內空間的影響；

3.2 加固設計方案

根據現場檢測結果及該工程現狀，經綜合驗算分析，當同一塊現澆板出現一條裂縫時，可僅對該裂縫進行修復處理，當同一塊現澆板有兩條及以上的裂縫時，應首先對裂縫進行修復，然后再對該現澆板進行加固處理，現澆板裂縫修復與加固方案如下[4～5]：

3.2.1 裂縫修復

根據裂縫的不同寬度，對現澆板的裂縫進行處理，對于裂縫寬度w≤0.2mm裂縫，采用低黏度且具有良好滲透性的修補膠液表面封閉，封閉完成后再在混凝土表面粘貼Ⅰ級300g/m2碳纖維布補強；

對于裂縫寬度0.2mm

裂縫封護采用100mm寬碳纖維布，粘貼示意圖見圖1，碳纖維布粘貼時，應注意纖維方向，纖維應平整，先粘貼垂直裂縫方向的碳纖維布，后粘貼封護裂縫用碳纖維布，當同一塊現澆板有多條裂縫時，碳纖維布可拉通粘貼，壓條為1Y-100.

3.2.2 現澆板加固

當同一塊現澆板出現兩條及以上的裂縫時，除了對相關裂縫進行修復外，尚應對該現澆板進行加固處理.加固方法為板底粘貼碳纖維布，碳纖維布為雙向1T-200@400粘貼，壓條為1Y-100.

本加固方案中所使用的碳纖維布均為高強度Ⅰ級碳纖維布300g/m2，抗拉強度≥3400MPa，碳纖維布粘貼采用性能匹配的專用膠.

圖1 碳纖維布粘貼裂縫示意圖

Fig 1 Stick cracks with CFRP

3.3 施工技術要點

3.3.1 注射法施工

注射法是以一定的壓力將低黏度、高強度的裂縫修補膠液注入裂縫腔內，以達到恢復結構整體性、耐久性及防水性的修補方法，主要施工工藝如下[6]：

（1）表面處理：用鋼絲刷、砂紙或毛刷打磨混凝土表面沿接縫走向寬約50～80mm范圍，清除構件表面的灰塵及疏松的混凝土塊和砂粒，油污要用二苯甲或丙酮擦洗一遍，若表面潮濕，應用噴燈烘烤干燥；

（2）布置灌漿嘴：直接騎縫用灌漿嘴試灌，根據接縫的寬度，設置入口的距離，注入口位置盡量設置在裂縫較寬處、縱橫裂縫交錯處以及裂縫端部，在預計要粘注漿嘴的位置，貼上醫用白膠布條.將封口膠的兩種成分混合攪拌均勻，抹少許在注入座底面四邊，將注入孔對正接縫中心稍加力按壓，使其從底面的四個小孔中擠出，注意不要堵塞注入孔，粘好后避免錯動注入座.混凝土基底狀況不好時可適當擴展座周圍的粘結面積并對座進行包覆.根據接縫的寬度和深度，沿縫的走向按400～500mm間距布置灌漿嘴，灌漿嘴騎在裂縫中間；

（3）接縫密封：用封口膠沿接縫走向密封50mm寬的范圍，厚度應為1.5mm以上，盡量一次完成，避免反復涂抹；

（4）試漏：試漏時，氣壓保持0.2～0.4MPa，垂直縫從下往上，在封閉帶上及灌漿嘴四周涂肥皂水檢查，若發現泡沫，表示漏氣，應再次封閉；

（5）密封材料的固化：讓其自行硬化（在不同溫度下約需4～10h）；

（6）注入膠液：將注入器的連接端牢固地安裝在注入座上，安裝時用力不要過猛，以免損壞座的頸部.將主劑和硬化劑混合攪拌均勻，用黃油槍或其他小型泵類工具通過過濾頭連接注入器的注入端，開始注入，當橡膠管膨脹充滿限制套時停止注入.如注入器膨脹后收縮較快，說明該處接縫深，縫內空間大，要補灌；

（7）灌漿完畢，應及時用壓縮空氣將壓氣罐和注漿管中殘留的漿液吹凈，并用稀料清洗注入工具；

（8）注入材料的固化：讓注入材料自行固化（一般需10～24h），可用手捏注入管隨時了解固化情況.固化后敲掉注入器和注入座，如有必要，用砂輪機把密封膠打磨平整.

（9）在漿液硬化12～24h后，可將灌漿嘴取下重復使用，灌漿時，操作人員要戴防毒面具，以防中毒，配置環氧膠液時，應根據氣溫控制材料溫度和漿液的初凝時間，以免浪費材料，在缺乏灌漿泵時，較寬的平、立面裂縫亦可用手壓泵或醫用注射器進行操作.

3.3.2 粘貼碳纖維加固

粘貼碳纖維布施工工藝如下[6]：

（1）施工流程為：施工準備→清理混凝土表面→底層樹脂配制并涂刷→表面修復處理→粘貼樹脂的配制及涂刷→粘貼碳纖維布→固化→表面防護.

（2）清除混凝土表面的油污、浮漿并打磨至堅實基層，對缺陷部位按要求進行相應的修復處理，清除表面粉塵并清洗干凈，經修整露出骨料新面的混凝土加固粘貼部位，應進一步按設計要求修復平整，并采用結構修補膠對較大空洞、凹面、漏筋等缺陷進行修補、復原；對有段差、內轉交的部位應抹成平滑的曲面，在完成以上表面清潔工程后，應保持干燥.

（3）按選用產品的要求進行底涂，配制底層樹脂，用滾筒刷將底層樹脂均勻涂抹于需加固的混凝土表面，待樹脂表面指觸干燥時進行下一步工序施工；

（4）配制找平材料，然后進行找平，指觸干燥后進行下一步工序施工；

（5）嚴格按結構膠說明書提供的配比配制，攪拌均勻后方可使用.一次配膠量不宜過多，以40～50min用完為宜；

（6）按設計要求裁剪碳纖維布，碳纖維下料和粘貼期間要保持碳纖維材料的干凈平整，嚴防褶皺、受損；碳纖維布應盡量少搭接，搭接時應滿足構造要求；配制浸漬樹脂并均勻涂抹于所要粘貼的部位，用特制的滾筒沿纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，并使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布，滾壓時不得損傷碳纖維布；

（7）碳纖維加固后的表面采用25mm厚1：2.5水泥砂漿防護，為增加粘結力，可涂刷界面劑或采取其他措施進行處理；處于二（a）類環境的加固構件應采用50mm厚新增混凝土保護層進行防護；加固構件的防護應達到相關耐火等級的要求.

4 結語

混凝土可持續發展的主要出路是延長其服役期壽命，而混凝土開裂是降低其使用壽命的主要原因.鋼筋混凝土現澆板產生裂縫是工程中常見的一個問題，裂縫產生的原因多種多樣，其對結構的安全性影響程度也不盡相同.對于工程中已經出現的現澆板裂縫，首先應該通過現場調查及正確的檢測鑒定方法尋找構件開裂的原因，然后再根據找出的原因對構件的安全性、使用性和耐久性進行評價，只有掌握了這些，才能有針對性的對現澆板采取處理措施，以使加固設計安全可靠，切實可行.

參考文獻：

[1] GB/T 50784-2013，混凝土結構現場檢測技術標準[S].

[2] 薛學濤，崔朋勃.補償收縮鋼纖維混凝土用于加固工程的研究現狀與發展[J].河南建材，2013（5）：14～15.

[3] 黃興棣.建筑物鑒定加固與增層改造[M].北京：中國建筑工業出版社，2008.

[4] GB 50367-2006，混凝土結構加固設計規范[S].

[5] 孟輝，馬芹永，盧小雨.碳纖維編織網增強混凝土板的抗彎強度試驗與分析[J].混凝土與水泥制品，2013（4）：43～45.

[6] 呂克順，伏文英.混凝土結構加固設計與施工細節詳解[M].北京：中國建筑工業出版社，2012.