某住宅裂缝的分析与处理

潘 华

1 工程现状

河南郑州市某住宅项目,地下 2层,地上26层,总高82.7 m;Ⓐ,Ⓑ轴线间悬挑阳台的挑梁高度为520 mm,悬挑长度为2.4 m,挑梁尽端有造型用构造柱。结构主体封顶后发现底部3层挑梁端部和尽端均出现裂缝,底层挑梁端部裂缝达0.5 mm,见图1。

2 裂缝成因分析

根据文献[1],裂缝形成原因分为两种：一种是荷载引起的,另一种是变形引起的。从图1的裂缝状况来看,梁根部为受弯裂缝,梁端部为剪切斜裂缝,属于荷载引起的裂缝。

经过现场了解,施工单位悬挑梁端的构造柱和主体结构一起浇筑,这是造成裂缝的直接原因。构造柱的纵筋拉通,梁纵筋锚入构造柱,构造柱与主体结构一起浇筑,形成了刚性节点,构造柱参与整体结构工作,改变了主体结构受力模式,与设计的结构模型不一致,原设计结构简图见图2a),而实际的结构简图见图2b)。

设计时未考虑由此产生的影响,这是造成裂缝的间接原因。此处为造型所设的单独构造柱,并非砖墙边缘构造柱,而且此构造柱在结构图中重点标出,施工单位为方便施工,常常会把构造柱和主体结构一起浇筑完成,设计时应注意这个问题。首先,应在结构说明中强调构造柱应后浇;另外,也需对一起浇筑产生的不利影响有充分估计,宜进行适当的补充计算。

下面来分析图2b)的结构简图,结构由层层悬挑变为各层悬挑梁协调变形,结构逐层施工,刚度分层形成,在施工一层结构时,荷载会通过构造柱传至下层悬挑梁,这样就导致底部几层荷载比原设计要大,从而产生梁根部的受弯裂缝和梁端部的剪切裂缝。

3 处理方案

3.1 结构加固方案

后来设计方提出两个方案供业主选择,方案1：在构造柱下增加立柱,柱下设人工挖孔桩基础,见图 2c);方案2：增设拉杆和斜压杆,利用悬挑梁根部的墙体传递构造柱上的荷载。两个方案均为转移构造柱的荷载,减少底部几层悬挑梁荷载,形成类似框架结构受力体系。考虑到桩基础施工有难度,业主选择了方案2。

图3为加固方案2结构图,拉杆和压杆组合承担构造柱传下来的所有荷载,计算得出拉杆和压杆的内力,然后计算得出拉杆和压杆的截面和配筋。拉杆和一层悬挑梁间设30 mm厚聚苯板,分隔新旧混凝土,以避免互相影响。在拉杆和压杆末端设置6根竖向钢筋植入构造柱以连接新旧结构。拉杆和压杆的纵向钢筋因受力的差异,锚固方法也区别对待：拉杆钢筋穿过墙体弯折焊在对面钢板上,而压杆钢筋植入原墙体中,用结构胶塞孔即可。

3.2 裂缝修补方案

本工程裂缝宽度达到0.5 mm,虽然对结构进行了加固,但因为是后处理,故对悬挑梁的裂缝宽度只能保证不扩展,但不会因此而减小裂缝。根据文献[2],当前裂缝超过容许宽度,故需对裂缝进行修补。

对裂缝作化学灌浆处理。使用甲苯作稀释剂配成环氧浆液,既安全可靠又能加快施工进度。在灌浆前,将裂缝两侧2 cm～3 cm处混凝土表面灰尘、浮渣及松散层等清除干净,露出混凝土本体。用油工刀把环氧胶泥刮抹在已用甲苯擦干净的灌浆嘴的底盘上,厚度为1 mm左右,然后将灌浆嘴的进浆孔对准裂缝贴到所定的位置上。灌浆嘴粘住以后,沿裂缝两侧薄涂一层环氧底漆,以便封裂缝时胶泥粘结良好,涂环氧底漆的宽度为2 cm～3 cm。涂完环氧底漆后,封闭裂缝时,用油工刀将封闭裂缝用的环氧胶泥刮抹到裂缝处,胶泥厚度在1 mm左右,封缝宽度为2 cm～3 cm,刮抹胶泥时尽可能防止小孔并使之表面平整,以保证裂缝的密封效果,能承受较高的灌浆压力,待封闭裂缝用的胶泥固化以后进行灌浆。此时,需要保持灌浆压力在0.2 MPa以上,待浆液从进浆嘴进入到从另一灌浆嘴流出时,用细铁丝把出浆嘴口上胶管封闭,然后继续加压灌浆,直到压力基本稳定后,再保持一定的灌浆时间。结束灌浆时,在设计灌浆压力下封闭所有的浆嘴,以保持裂缝内浆液的压力,使固结体密实,与缝壁粘结牢固。待裂缝内的浆液不流以后,即可将灌浆嘴打下,并用封闭裂缝用的环氧胶泥或掺入水泥的灌浆液把灌浆嘴封好。

为保证裂缝修补的质量,必须注意如下两点：1)要把好粘贴灌浆嘴这一关。应根据裂缝的走向考虑布置灌浆嘴的位置,同时灌浆嘴要粘在裂缝较宽处,并使灌浆嘴的进浆孔对准裂缝,保证灌浆嘴与裂缝连通。在一条裂缝上应布置进浆、排气、出浆用的灌浆嘴。灌浆嘴要四通八达,以使灌浆时进浆顺利;2)要把好灌浆压力关。裂缝一般都比较细小,因此完全靠压力把浆液注到裂缝内部。裂缝内浆液是否饱满取决于灌浆的压力大小。为保证浆液能充满裂缝内的空间,灌浆压力不能低于0.2 MPa,而且在灌浆过程中,还必须封住进浆嘴和出浆嘴,以保证裂缝内的浆液在有压力的状态下固化,否则会造成裂缝内浆液不满。

4 结语

通过对某工程项目裂缝成因分析,指出某些非结构构件如构造柱等可能会改变结构整体受力形式,提请设计和施工人员予以充分重视,并提出了裂缝的解决方案,供类似工程参考。

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社,1997：6.

[2]GB 50010-2002,混凝土结构设计规范[S].

[3]黄崇焕.建筑施工裂缝控制措施初探[J].山西建筑,2009,35(27)：156-158.