某住宅樓人防地下室構件裂縫檢測及加固方案分析

喬 偉 （安徽池州池州市建設工程質量安全監(jiān)督局，安徽 池州 247100）

0 前言

本工程位于安徽省西南部，長江下游南岸的池州市。隨著社會發(fā)展，為了滿足越來越多的車輛停放需求和人防要求，目前住宅小區(qū)規(guī)劃都會配備有大面積的地下室，由于施工過程中混凝土養(yǎng)護不到位、不均勻沉降等因素易導致混凝土產生了裂縫。針對以上情況，本文結合具體工程實例，對加固處理方案進行探討。

1 工程概況

本工程的結構形式為大底盤多塔結構。地上共8棟住宅樓 （樓號分別為 28#、32#、34#、35#、38#、40#、42#和43#樓），地下一層車庫。地下車庫建筑面積約為20198m2。其相關設計概況如下表。

建筑安全等級 二級抗震設防類別 標準設防類（丙類）抗震設防烈度 6度（設計基本地震加速度為0.05g）設計地震分組 第一組場地類別 Ⅱ類

其中，38#和34#樓采用平板式筏形基礎，基礎持力層為⑤層中風化砂質泥巖，fak=500kN/m2，筏板厚度均為1000mm，基礎混凝土強度等級為C30，筏板配筋C20@150雙層雙向布置，其余6棟樓和地下車庫采用人工挖孔灌注樁，樁型為端承樁，樁端持力層為⑤層中風化砂質泥巖層中，樁身混凝土強度等級為C30；地下車庫樁基設計等級為丙級，樁端豎向承載力特征值為 2100kN；28#、32#、35#、40#、42#和 43#樓樁基設計等級為乙級，其中32#樓樁端豎向承載力特征值為3850kN，其余5棟樓樁端豎向承載力特征值均為4550kN。日前，地下車庫多處現(xiàn)澆梁板墻出現(xiàn)裂縫，發(fā)現(xiàn)裂縫時地下車庫形象進度為主體結構完工，住宅樓形象進度為4～7層。

因地下車庫多處現(xiàn)澆梁板墻出現(xiàn)裂縫，為查明裂縫產生原因，建設單位委托了有關檢測部門對現(xiàn)場的結構構件裂縫進行檢測，研究其分布及特點。

2 現(xiàn)場裂縫檢測情況

2.1 梁裂縫

地下車庫裂縫梁截面尺寸、配筋符合原設計要求。裂縫主要分布于38#樓和地下車庫交接處，根據(jù)檢測報告和現(xiàn)場情況，梁裂縫數(shù)量較多，部分裂縫寬度較大，多為直裂縫且對稱貫穿，最大寬度可達0.6mm。

梁裂縫示意圖

剪力墻裂縫示意圖

板裂縫示意圖

2.2 剪力墻裂縫

地下車庫裂縫墻截面尺寸、配筋符合原設計要求。裂縫主要分布于38#樓和地下車庫交接處，墻裂縫數(shù)量較多，部分裂縫寬度較大，最大寬度可達2mm，且對稱貫穿。

2.3 頂板裂縫

現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)，被測板板厚及配筋均滿足設計要求，最大縫寬為0.2mm，且對稱貫穿。

3 檢測結論

①地下車庫頂梁板混凝土設計強度等級為C30，實測混凝土現(xiàn)齡期強度推定值在30.6MPa～38.9MPa之間；地下車庫墻混凝土設計強度等級為C35，實測混凝土現(xiàn)齡期強度推定值在35.3MPa～39.7MPa之間。

②實測地下車庫頂梁板、墻鋼筋配置符合設計要求；梁截面尺寸、板厚及墻厚符合設計要求。

③結合現(xiàn)場檢測結果經驗算：地基基礎承載能力符合規(guī)范要求；上部承重結構承載能力符合規(guī)范要求。

④地下車庫裂縫墻梁板裂縫主要分布于38#樓和地下車庫交接處有少量現(xiàn)澆板裂縫，梁和墻體裂縫數(shù)量較多，部分裂縫寬度較大且對稱貫穿。

⑤經檢測分析，地下車庫梁板墻裂縫成因主要分以下兩種：a.混凝土收縮裂縫，主要分布于地下車庫頂板；b.不均勻沉降裂縫，38#樓基礎形式為筏板基礎，地下車庫基礎形式為人工挖孔樁基礎，兩種基礎形式的不同引起住宅樓和地下車庫出現(xiàn)差異沉降，致使住宅樓和地下車庫交接位置部分構件出現(xiàn)不均勻沉降裂縫。

⑥地下車庫構件裂縫數(shù)量較多且部分裂縫寬度較大，超出規(guī)范要求，易引起鋼筋銹蝕，對構件承載力和耐久性均有影響，必須進行加固處理。

4 墻體加固

由于裂縫產生對墻體承載力和長期使用性能產生影響，本工程采用裂縫灌注、粘貼碳纖維、增加截面等方式進行加固，加固具體要求如下。

4.1 裂縫處理技術

①沿裂縫走向，在裂縫中插入一些竹釘或者其他標記物，不能插入位置采用石筆標記，目的是為了后續(xù)工作可以找到裂縫。然后對裂縫兩側約100mm范圍內的構件表面（墻面）進行打磨。如果墻面有其他粉刷或者裝飾層應提前拆除，打磨采用噴砂機或者砂輪機，打磨至露出堅實的骨料新面，經檢查無油漬、污垢后用壓縮空氣機或吸塵器清理干凈。發(fā)現(xiàn)有疏松或者缺陷位置，還應采用結構膠修復平整。

②對裂縫進行分類。其中當裂縫＜0.15mm時采用環(huán)氧樹脂封閉；對于≥0.15mm的裂縫采用環(huán)氧樹脂灌注。

③對于需要灌注的裂縫應在工作面清理完成之后按照裂縫的走向設置注膠嘴，針筒注膠嘴間距為100mm～500mm,同時尚應設在裂縫交叉點、裂縫較寬處和端部。注膠嘴基座之間的裂縫應采用封縫膠進行表面封閉。每條裂縫上還必須設置排氣孔。

④封縫膠固化后，應進行壓氣試驗。目的是為了保證裝置的氣密性，觀察注膠嘴之間的連通情況，當注膠嘴中氣壓達到0.5MPa時，若仍有不通氣的注膠嘴，則應重新埋設注膠嘴，并縮短其間距。

⑤當裝置安裝完成且試驗合格后，按照產品說明書進行產品配制并對裂縫進行灌注。

剪力墻粘貼碳纖維示意圖1

剪力墻粘貼碳纖維示意圖2

4.2 碳纖維粘貼技術

①對于有裂縫的墻體應先進行裂縫灌注，然后按照圖紙進行碳纖維粘貼。

②對粘貼部位要修復平整，不得有較大孔洞、疏松等缺陷。對轉角處要打磨成圓弧半徑不小于25mm的圓角，上述加工完成后，清理混凝土表面并保持表面干燥。

③當粘貼碳纖維材料采用的是配有底膠的結構膠粘劑時，應按照產品的使用說明書進行底膠涂刷。

④按照設計尺寸裁剪纖維織物，不能折疊織物；若織物原件已有折痕，應將有折痕部分剪去。

⑤將碳纖維按照放線的位置放在圖號膠液的混凝土表面。織物應充分展平，不得有皺褶。

⑥沿纖維方向用滾筒進行多次滾壓，使膠液充分浸漬纖維織物，并使織物的鋪層均勻壓實，無氣泡發(fā)生。

⑦如果有多層粘貼，后面一層要及時粘貼。中間間隔時間若超過1h，則應等待12h后，方可重復上述步驟進行繼續(xù)粘貼。

⑧最后一層纖維織物粘貼完畢，尚應在其表面均勻涂刷一道浸漬、粘結專用的結構膠。

4.3 加大截面技術

裂縫的開展嚴重影響了剪力墻的承載力，根據(jù)裂縫產生及開展情況，按照檢測報告的描述進行分析后采用此方法對破壞嚴重的剪力墻進行加大截面處理。

4.3.1 新老混凝土結合面處理

①老混凝土界面必須鑿毛，并鑿成凹凸面。

②涂刷結構界面膠（劑）前，應對原構件表面截面處理的質量進行檢查不得有松動、疏松的石子或者漏補的裂縫、漏清除的其他污垢等。

③施工中必須輕敲輕鑿，不得損傷應保留的混凝土；新結構混凝土強度等級比原結構高一等級，加固混凝土澆筑后，應加強混凝土的養(yǎng)護。

剪力墻加大截面示意圖5

4.3.2 植筋技術

首先按照圖紙要求和現(xiàn)場實際放樣，在鋼筋加工區(qū)對加固鋼筋進行下料。然后按設計要求的孔位、孔徑、孔深鉆孔。根據(jù)設計圖紙要求，確定鋼筋植筋位置，檢查植筋處的周邊尺寸，確保所植鋼筋位于有效約束范圍內，同時對群錨植筋的最小間距值和最小邊距值要求不小于5d。鉆孔完成后用吹風機與刷子清理孔道直至孔內壁無浮塵水漬，以保證不同結構材質（混凝土和鋼筋）之間的粘合。

植筋膠當采用自動攪拌注射筒包裝的膠粘劑時，應按照說明書規(guī)定進行運輸和儲存，以防膠粘劑受損、變質。當采用現(xiàn)場配制的植筋膠時，應按產品說明書規(guī)定的配合比和工藝要求嚴格執(zhí)行，現(xiàn)場還要有人專門負責。

采用的灌注方式應不妨礙孔中空氣排出，注入植筋膠后應立即插入鋼筋，并向一個方向邊轉邊插，直至達到規(guī)定的深度。膠粘劑未達到說明書規(guī)定的固化期前，應靜置養(yǎng)護，不得擾動。

5 梁加固

梁裂縫分布較多，且裂縫寬度較大，嚴重影響梁的承載力，本工程采用裂縫灌注、粘貼碳纖維或包鋼處理，具體要求如下：①裂縫灌注和粘貼碳纖維方法同上；②外粘型鋼加固技術。

鑿除加固處的粉刷層至混凝土結構層，混凝土表面應打磨平整，不得有浮漿等雜質。混凝土梁表面用硬毛刷刷除表面油垢污物,再對表面面進行打磨，除去2～3mm厚表層，直至完全露出新面，并用專用塵器清理粉塵。待完全干燥后用毛刷沾丙酮擦試表面。所有鋼構件在制作前均1∶1施工大樣，按現(xiàn)場實際尺寸復核無誤后方可下料。按圖示要求在混凝土上打孔，預埋化學螺栓；將已除銹和粗糙處理的角鋼骨架貼附于梁表面，用卡具卡緊。對綴板的粘接面進行處理，再將其與角鋼骨架焊牢，梁鋼板采用貼角焊（焊條用E43型4.0焊條）,焊縫質量達三級，焊縫檢測合格后進行下步工作。安裝已除銹和粗糙處理的連接角鋼，再將其與角鋼骨架焊牢。用環(huán)氧膠泥將角鋼及綴板周圍封閉，留出排氣孔，并在有利灌漿處做灌漿嘴，間距為2～3m。灌注膠采用建筑結構灌縫粘合劑,分甲、乙兩組份，使用前應進行按產品使用說明書規(guī)定配制。注意攪拌時應避免水進入，按同一方向進行攪拌，裝入專用壓力容器內，待灌漿嘴粘牢后，用壓力將灌注膠從灌漿嘴壓入；直至排氣孔有漿液冒出時方可停止加壓，用環(huán)氧樹脂膠泥進行封堵，再維持10min左右的較小壓力再停止灌漿。灌漿后應注意對型鋼的保護，不得使其受到擾動。外粘型鋼或鋼板加固表面應首先進行除銹和清潔處理，除銹防銹漆兩道后采用25mm厚1∶3水泥砂漿（加鋼絲網）防護，加固部分的防護要達到相關的耐火等級要求。

6 地下室頂板加固

板底粘貼碳纖維示意圖6

不均勻沉降及混凝土收縮導致在兩種基礎形式（平板式筏形基礎和人工挖孔灌注樁基礎）的交接部位產生很多裂縫，影響了構件的耐久性和承載力。本工程針對這一現(xiàn)象，采用結構膠灌注裂縫，并在板底粘貼碳纖維進行處理。裂縫灌注及粘貼碳纖維布做法同上。

7 結語

混凝土收縮及不均勻沉降對結構產生影響，甚至導致構件破壞的情況在實際施工過程中屢見不鮮，本案例通過對建筑進行檢測分析，分構件、分類別地對損傷部位進行了處理，做到了加固后能滿足原設計的要求，并對原設計的使用功能影響甚微。