建筑物維修中混凝土裂縫修補(bǔ)與加固處理

陳曉汾

（山西八建集團(tuán)有限公司，山西太原 030027）

0 引言

在已經(jīng)修建好的房屋中，通常裂縫出現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，部分磚混結(jié)構(gòu)的房屋裂縫也出現(xiàn)在現(xiàn)澆混凝土板下方。在實際工程中，如果房屋的混凝土構(gòu)件跨度較大時，往往會出現(xiàn)裂縫，裂縫分為多種，比如溫度裂縫、混凝土收縮裂縫、受力裂縫等，一般發(fā)生在構(gòu)件的中部或者兩端的位置，一般構(gòu)件跨度或者長度越大，裂縫出現(xiàn)得越明顯。在出現(xiàn)的裂縫中，溫度裂縫和混凝土收縮裂縫是因為材料或者氣候等原因造成的，這類裂縫對于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力影響較小或者沒有影響，因此可以只做一般的處理或者不做處理。但是另一類受力裂縫對于構(gòu)件的受力有著顯著的影響，隨著裂縫的擴(kuò)展和不斷延伸，鋼筋會慢慢得到屈服強(qiáng)度，降低梁體的剛度，使得構(gòu)件趨向于破壞，由于構(gòu)件之間的聯(lián)系，其余構(gòu)件可能也會引起破壞，因此這種裂縫必須盡早采取措施進(jìn)行加固與補(bǔ)強(qiáng)，提高結(jié)構(gòu)的安全性。處理裂縫之前首先需要對裂縫進(jìn)行調(diào)查與分析，確定裂縫的種類、危險程度，并提出加固的方案，調(diào)查的參數(shù)可以從裂縫的長度、寬度、走向、位置、是否存在漏水情況等入手，對裂縫的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并采取相關(guān)的措施防止裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大，如圖1、圖2所示。

圖1 混凝土板非受力裂縫

圖2 混凝土梁受力裂縫

1 混凝土構(gòu)件裂縫修補(bǔ)處理方法

1.1 表面處理修補(bǔ)法

表面處理修補(bǔ)法指的是采用具有彈性的防水材料、水泥膏聚合物以及有滲透性的防水劑涂刷在裂縫的表面，使得裂縫具備一定的防水性與耐久性。這種方法只適用于混凝土構(gòu)件的表面存在裂縫，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度與受力性能影響不大，可能會造成鋼筋銹蝕或者損害構(gòu)件表面的美觀等細(xì)微裂縫的治理。一些比較稀少的裂縫，能夠在裂縫表面進(jìn)行騎縫修補(bǔ)，對于細(xì)密的裂縫或者龜裂的情況，可以全部覆蓋進(jìn)行修補(bǔ)。所采用的材料涂層較薄，所以材料應(yīng)當(dāng)具備黏性強(qiáng)而且老化慢的特點。這種處理方法操作簡單，只需要將涂料涂刷到構(gòu)件表面，但是這種涂料無法進(jìn)入混凝土裂縫的內(nèi)部，而且價格較高、性價比低。

1.2 灌漿法

灌漿法是將水泥漿液或者樹脂漿液等灌入到裂縫的內(nèi)部，恢復(fù)構(gòu)件的整體性和耐久性，并提高構(gòu)件的防水能力，對于寬度較大且不影響結(jié)構(gòu)性能的裂縫可以采用這種方法進(jìn)行處理，灌漿法可以分為化學(xué)和水泥灌漿法，化學(xué)灌漿法的特點是可灌性好、收縮小、黏結(jié)強(qiáng)度高，回復(fù)效果也好。由于灌漿法不傷害原結(jié)構(gòu)，而且修補(bǔ)后的防水性和耐久性好，修補(bǔ)質(zhì)量也較好，使用較為普遍，但是當(dāng)下我國沒有定性的灌漿設(shè)備，因此使用起來成本較高。

1.3 填充法處理

填充法指的是在原有的裂縫上進(jìn)行處理，開U型或者V字槽，然后將修補(bǔ)材料嵌入裂縫中進(jìn)行修補(bǔ)，以恢復(fù)原構(gòu)件的防水性和耐久性，對于鋼筋銹蝕而產(chǎn)生的裂縫與較寬的裂縫都有著良好的效果，填充法可以采用環(huán)氧樹脂材料、環(huán)氧砂漿等，活動性的裂縫可以采用具有延伸性的材料進(jìn)行填縫處理，銹蝕裂縫應(yīng)當(dāng)開鑿出鋼筋生銹的部位，先進(jìn)行除銹處理，然后再涂刷防銹涂料，填入環(huán)氧砂漿等處理。

由于填充法對結(jié)構(gòu)有損傷，一些構(gòu)件比如電線桿等不適用，另外由于收縮變形與結(jié)構(gòu)老化的問題，很多單位采用的填充法效果都不太理想。

2 混凝土構(gòu)件加固處理方法

加固處理指的是在開裂的結(jié)構(gòu)構(gòu)件外部采用外包鋼筋、型鋼龍骨或者澆筑混凝土等方法，將構(gòu)件包裹起來，增加結(jié)構(gòu)的受力面積，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力的方法，對于一些存在貫穿性裂縫等的構(gòu)件具有良好的修復(fù)效果。常見的修復(fù)方法如下：

2.1 加大截面

加大截面顧名思義指的是在構(gòu)件的四周圍澆筑鋼筋混凝土，增大構(gòu)件的截面積，從而提高構(gòu)件的承載力，對于一些柱、梁構(gòu)件，如果四周圍的空間較大的情況下，修復(fù)比較理想。進(jìn)行修復(fù)的時候，應(yīng)當(dāng)先將原結(jié)構(gòu)的混凝土面進(jìn)行鑿毛處理，或者把鋼筋鑿出來先進(jìn)行除銹處理，然后增加鋼筋，與原先的鋼筋有效連接，最后再支立模板，澆筑混凝土，保證后澆筑的混凝土與原結(jié)構(gòu)的混凝土良好結(jié)合，最后將混凝土振搗密實后養(yǎng)護(hù)到位。混凝土梁可以采用單面擴(kuò)大或者三面圍套的方法進(jìn)行處理。單面指的是上面或者下面加厚，上面加高對于提高支座抗彎能力不足的梁有較好的作用，對于梁的跨中彎矩不足加固也有一定的作用，或者可以將梁下加厚100mm，重新計算配筋。三面圍套能夠加強(qiáng)梁體的剛度、抗彎和抗剪能力，加固混凝土的收縮能夠箍緊原來的梁體，使新舊混凝土較好地結(jié)合，如果梁體的空間較小，可以采用三面圍套，并計算好配筋數(shù)量。

采用圍套法或者單面加厚法進(jìn)行加固，當(dāng)梁在柱上支撐時，新加的鋼筋可以通過連接鋼板或者連接柱鋼筋的方法進(jìn)行焊接；當(dāng)梁在主梁上支撐，可以在主梁上設(shè)置斜支座，加入負(fù)筋用電焊將新舊主筋連接起來，加大截面法的工藝簡單、適用面廣，因此加固效果較好，但是這種方法會縮小建筑物的使用空間，增加結(jié)構(gòu)的重量，而且養(yǎng)護(hù)時間較長，會一定程度影響建筑的使用功能。

2.2 外包型鋼法

外包型鋼是在構(gòu)件的四角把構(gòu)件箍緊，防止構(gòu)件的裂縫擴(kuò)大或者提高構(gòu)件的承載力和剛度的方法。如果原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸不允許擴(kuò)大，但是卻需要提高構(gòu)件的承載力，就可以采用外包型鋼法。這種方法分為干法和濕法兩種，濕法是采用乳膠水泥、聚合物砂漿等將鋼材和原構(gòu)件粘結(jié)起來，使得新舊材料具備協(xié)同工作的能力；干法指的是外包的鋼材和原構(gòu)件之間沒有粘結(jié)，采用摩擦或者機(jī)械咬合的方式協(xié)同工作，通常干式的方法難以保證兩種材料的協(xié)同工作，因此干式加固應(yīng)當(dāng)更多地考慮如何才能夠保證型鋼與混凝土表面密切接觸與共同受力。

外包鋼加固的方法施工簡單，現(xiàn)場的工作量也較小，截面的面積變化小，提高的承載能力較為顯著，還能夠改善構(gòu)件截面的剛度和延性。

2.3 預(yù)應(yīng)力加固法

預(yù)應(yīng)力加固法指的是采用外加預(yù)應(yīng)力撐桿或者拉桿的方式，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件或者整體進(jìn)行加固，防止帶受力裂縫的構(gòu)件進(jìn)一步破壞，將原有構(gòu)件承擔(dān)的應(yīng)力進(jìn)行重分布，降低原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平，改善或者消除一般加固結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力應(yīng)變現(xiàn)象，縮小構(gòu)件的裂縫寬度，減小構(gòu)件的變形，提高承載力。這種方法一般適用于大型結(jié)構(gòu)的加固，施工的時候，后加的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件一般采用膨脹螺栓或者預(yù)埋鋼筋錨固在堅實的混凝土表面，預(yù)應(yīng)力的施加應(yīng)當(dāng)經(jīng)過具體的計算。

2.4 碳纖維片材

這種加固方法與粘鋼加固法類似，采用膠結(jié)材料將碳纖維片材粘貼在梁體的表面，從而提高梁體的抗彎和抗剪能力，并提高延性，達(dá)到對梁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)和受力的效果，這種方法應(yīng)當(dāng)先將梁體上的裂縫進(jìn)行處理后才能進(jìn)行。進(jìn)行受彎加固的時候應(yīng)當(dāng)將片材粘貼在受拉區(qū)，纖維的方法與加固的受力方向一致。

3 結(jié)語

我國的既有建筑數(shù)量眾多，而且普遍采用的結(jié)構(gòu)形式為混凝土結(jié)構(gòu)，由于出現(xiàn)裂縫的案例較多，需要修復(fù)和加固的建筑數(shù)量也在不斷增加。我國當(dāng)前的結(jié)構(gòu)加固與補(bǔ)強(qiáng)在不斷發(fā)展，但是主要還是后期的加固，大部分裂縫能夠通過修補(bǔ)恢復(fù)原有的結(jié)構(gòu)性能，增加結(jié)構(gòu)的耐久性并增強(qiáng)使用功能。部分構(gòu)件可以采用加固的方式處理裂縫并恢復(fù)原有的性能，隨著社會的發(fā)展，還應(yīng)當(dāng)對好的加固方法進(jìn)行普及，提高修復(fù)的質(zhì)量并降低成本，保證既有建筑的正常使用功能。