民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的鑒定及修補(bǔ)與加固

甘榮飛李妍廉俊盛姚博

(1.吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院，吉林長春 130111; 2.吉林建筑大學(xué)，吉林長春 130118; 3.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)理學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010051)

民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的鑒定及修補(bǔ)與加固

甘榮飛1，3李妍2廉俊盛3姚博3

(1.吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院，吉林長春 130111; 2.吉林建筑大學(xué)，吉林長春 130118; 3.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)理學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010051)

闡述了混凝土裂縫的形成原因，通過實(shí)施可靠性鑒定，研究了具體的修補(bǔ)和加固裂縫實(shí)施方案，并對(duì)預(yù)應(yīng)力法、灌漿法、涂覆法等混凝土裂縫修補(bǔ)措施和加固方式進(jìn)行了介紹，為防治混凝土裂縫的發(fā)生積累了經(jīng)驗(yàn)。

混凝土，裂縫，工程調(diào)查，鑒定，修補(bǔ)，加固

0 引言

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，工程建設(shè)質(zhì)量問題越來越受到人們的重視，針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題，具體治理混凝土建筑結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象，需要一定的財(cái)力、物力、人力，住戶是民用建筑的主要消費(fèi)者和投資者，對(duì)建筑裂縫問題十分敏感，因此需要嚴(yán)格處理裂縫，并且要合理分析裂縫形成的原因，提出修補(bǔ)加固措施。

1 分析混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫原因

民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)形成裂縫的原因主要有以下三方面:

1)由于外荷載直接應(yīng)力，也就是依據(jù)實(shí)際規(guī)定來合理計(jì)算應(yīng)力導(dǎo)致的裂縫;

2)在外荷載的影響下，結(jié)構(gòu)應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致裂縫;

3)因?yàn)樽冃巫兓瘜?dǎo)致裂縫，如不均勻下沉、溫度、收縮等，導(dǎo)致民用建筑形成裂縫還會(huì)受到其他因素影響，例如，應(yīng)用類發(fā)硬性骨料、低質(zhì)量的混凝土材料。一般情況下建筑物的破壞基本上都是從出現(xiàn)裂縫引起混凝土結(jié)構(gòu)破壞開始的，但是，民用建筑中并不都是所有的裂縫都會(huì)導(dǎo)致建筑整體結(jié)構(gòu)的破壞，只有一些具備可以影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、承載能力、節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)依據(jù)剛度的可靠性、相關(guān)裂縫，才能夠保障安全使用民用建筑。不同種類裂縫具有不同的影響和危害，所以，需要利用不同處理方式來處理相應(yīng)裂縫。通過對(duì)民用建筑結(jié)構(gòu)的可靠性鑒定，確定裂縫給建筑物、構(gòu)件等造成的影響，并采取一定的處理措施。建筑可靠性鑒定主要是分析和評(píng)鑒建筑物在耐久性、適用性、安全性等方面的相關(guān)問題，鑒定評(píng)級(jí)的主要依據(jù)就是子單元、構(gòu)件、鑒定單元。鑒定構(gòu)件安全性主要就是承載狀態(tài)調(diào)查和承載能力驗(yàn)算項(xiàng)目。鑒定構(gòu)件正常使用性是裂縫和位移項(xiàng)目檢查，可以建立驗(yàn)算和分析正常適用情況下的極限狀態(tài)，可靠性鑒定一般都與加固息息相關(guān)，所以，還包括適修性評(píng)價(jià)［1］，例如風(fēng)速，如表1所示。

表1 風(fēng)速影響因素

2 裂縫的修補(bǔ)

選擇裂縫修補(bǔ)方式需要考慮以下因素:大小、裂縫性質(zhì)、環(huán)境、位置、使用情況、結(jié)構(gòu)受力情況、處理目的，修補(bǔ)混凝土裂縫以后是否可以符合標(biāo)準(zhǔn)，需要適當(dāng)加強(qiáng)相關(guān)驗(yàn)收和檢查工作，修補(bǔ)完成以后應(yīng)該具備一定效果。

2.1 預(yù)應(yīng)力法

利用鉆機(jī)進(jìn)行建筑鉆孔，需要盡可能避開鋼筋，適當(dāng)穿入螺栓，利用一定預(yù)應(yīng)力適當(dāng)把螺帽擰緊，促使能夠閉合或者降低裂縫。如果具備一定條件，需要具備垂直于裂縫的成孔方向，如圖1所示。

圖1 預(yù)應(yīng)力修補(bǔ)法

2.2 灌漿法

在混凝土裂縫中灌入化學(xué)漿液或者水泥，促使其可以擴(kuò)散和固化，固化以后的相關(guān)漿液擁有一定粘結(jié)強(qiáng)度，可以很好的粘結(jié)混凝土，以便于可以整體提高性能，逐漸恢復(fù)構(gòu)件基本功能，增加構(gòu)件耐久性，從而起到防漏補(bǔ)強(qiáng)作用。包括兩阿雷化學(xué)漿液，甲基丙烯酸甲酯液、環(huán)氧樹脂漿、丙烯酞胺、水玻璃、丙烯酸鹽、聚氨酯等。

2.3 涂覆法

如果民用建筑表面具備比較多的表面裂縫的時(shí)候，需要利用機(jī)械噴涂或者手工噴涂的方式來合理修補(bǔ)建筑混凝土表面出現(xiàn)的裂縫，以便于達(dá)到封閉的作用，一般涂抹厚度為0.3 mm～2.66 mm的膜，依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，充分考慮環(huán)境變化、腐蝕情況、裂縫情況等，例如，利用剛性材料來填涂耐磨的裂縫，包括聚氨酯瀝青涂料、聚氨酯涂料、環(huán)氧瀝青涂料，對(duì)于不穩(wěn)定修補(bǔ)可以合理使用彈性材料，包括橡膠型丙烯酸酯涂料、聚氨酯彈性體等［2］。

3 裂縫的結(jié)構(gòu)加固

設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)加固主要就是可以依據(jù)實(shí)際情況來補(bǔ)強(qiáng)加固裂縫，混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫不僅會(huì)降低承載能力，還有可能影響建筑外觀，甚至?xí){生命安全?？梢园蜒a(bǔ)強(qiáng)加固方式分為間接加固和直接加固兩種。

3.1 直接加固法

直接加固實(shí)際上就是利用相應(yīng)技術(shù)來直接提高建筑結(jié)構(gòu)的承載力、剛度等，目前主要加固方式包括以下幾種:

1)外包鋼加固方式。

這種方式實(shí)際上就是把鋼板、型鋼等建筑材料在被加固構(gòu)件上進(jìn)行外側(cè)包裝，利用原有構(gòu)件與外包鋼的作用，可以適當(dāng)增加整體剛度和承載力，從而保障可以有效加固。利用這種加固方式可以提高構(gòu)件抗彎和抗壓能力，施工中使用的是型鋼，具有比較短的施工周期以及不大的占用空間，使得在大幅度提高承載力的小偏心受壓和軸心受壓，但是不提高尺寸和截面面積的構(gòu)件上廣泛應(yīng)用，可以適當(dāng)應(yīng)用在大偏心受壓構(gòu)件或者受彎構(gòu)件中，比較適合應(yīng)用濕式外包鋼方式。

2)提高截面面積方式。

這種加固方式就是利用與原來構(gòu)件類似的相應(yīng)材料，依據(jù)不斷增加截面面積的方式來提高整體剛度和承載能力，以便于達(dá)到加固構(gòu)件的目的，例如，在原來混凝土鋼筋樁附近，適當(dāng)澆筑一定的混凝土鋼筋圍套，利用相關(guān)技術(shù)來保證有機(jī)結(jié)合新舊鋼筋混凝土，從而有效增加民用建筑的整體剛度和承載力［3］。

3)預(yù)應(yīng)力加固方式。

這種加固方式主要是利用具有很高強(qiáng)度的型鋼或鋼筋，給需要被加固構(gòu)件安裝相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力撐桿或拉桿。在加固受拉構(gòu)件和受彎構(gòu)件的時(shí)候可以廣泛應(yīng)用預(yù)應(yīng)力加固法，不僅可以增加建筑結(jié)構(gòu)承載力，還可以降低裂縫撓度和寬度、增加建筑構(gòu)件的截面剛度和截面抗裂性能，可以促進(jìn)民用建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展和進(jìn)步［4］。

3.2 間接加固法

間接加固的方式實(shí)際上是利用建筑原本的結(jié)構(gòu)形成客觀條件，依據(jù)相關(guān)技術(shù)，適當(dāng)改變傳播結(jié)構(gòu)的途徑，最大限度降低加固構(gòu)件過程中形成的荷載效應(yīng)，現(xiàn)階段，主要包括以下方式:

1)增加支點(diǎn)加固法。

這種方式主要就是增加支點(diǎn)在板和梁上，屋架以及柱子之間適當(dāng)增加一定可以支撐的構(gòu)件，以便于可以最大限度降低計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的長度，有效降低荷載效應(yīng)，充分考慮構(gòu)件的實(shí)際作用，確保可以提高建筑結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，從而達(dá)到加固結(jié)構(gòu)的作用和目的［5］。

2)增加構(gòu)件加固方式。

這種加固方式不破壞建筑原有結(jié)構(gòu)，操作比較方便，可以適當(dāng)增加一定的構(gòu)件，很大程度上會(huì)影響建筑原本功能，因此，上述施工方式適合應(yīng)用在不影響民用建筑結(jié)構(gòu)的前提下增加構(gòu)件。

3)改變結(jié)構(gòu)剛度比的方式。

這種加固方式主要就是局部加固措施，需要適當(dāng)改變結(jié)構(gòu)剛度，在荷載作用下來合理調(diào)整內(nèi)力分布，有效改變結(jié)構(gòu)實(shí)際受力情況，以便于起到加固的作用，一般比較適合使用在增加結(jié)構(gòu)水平性能。

4)提高結(jié)構(gòu)整體性。

這種方式就是利用適當(dāng)增加支撐來有機(jī)形成多結(jié)構(gòu)整體，可以共同工作，具有明顯小于單位構(gòu)件的整體破壞結(jié)構(gòu)，所以，加固任意構(gòu)件的時(shí)候，都可以提高可靠性［6］。

4 結(jié)語

建筑施工過程中，出現(xiàn)裂縫不僅會(huì)降低整體建筑抗?jié)B能力，還會(huì)在一定程度上影響使用功能，導(dǎo)致出現(xiàn)銹蝕鋼筋、碳化混凝土的問題，從而降低材料整體耐久性，影響承載能力。修補(bǔ)裂縫主要的目的是保證耐久性和防水性，加固的目的就是恢復(fù)因?yàn)槌霈F(xiàn)裂縫導(dǎo)致降低的承載力。

［1］ 嚴(yán)順榮，成永娟.民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及修補(bǔ)措施探討［J］.中小企業(yè)管理與科技，2010(30):253-254.

［2］ 馬志強(qiáng).簡述工業(yè)與民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫成因及其預(yù)防措施［J］.城市建設(shè)理論研究，2014(9):9-10.

［3］ 翁 昊.民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及修補(bǔ)措施探討［J］.河南建材，2011(2):24-25.

［4］ 王永波.談民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)地下工程防水［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012(11):46.

［5］ 張 敏.淺談工業(yè)與民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫形成及預(yù)防措施［J］.城市建設(shè)理論研究，2013(23):20.

［6］ 張景田.簡述工業(yè)與民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫成因及其預(yù)防措施［J］.城市建設(shè)理論研究，2012(33):21-22.

Concrete structure cracking identification，maintenance and reinforcement of civil buildings

Gan Rongfei1，3Li Yan2Lian Junsheng3Yao Bo3

(1．College of City Construction，Jilin University of Building，Changchun 130111，China; 2．Jilin University of Building，Changchun 130118，China; 3．College of Science，Mongolia University of Industry，Hohhot010051，China)

The paper describes concrete cracking causes.Through implementing reliable identification，it studies specific maintenance and reinforcement scheme，and introduces concretemaintenancemeasures and reinforcementmethods including prestressed method，groutingmethod and coatingmethod，which has accumulated experiences for preventing concrete cracks.

concrete，crack，engineering survey，identification，maintenance，reinforcement

TU312.3

A

1009-6825(2015)29-0116-02

2015-08-05

甘榮飛(1987-)，男，碩士