某中学教学楼梁裂缝检测鉴定及治理对策

朱慧鹏，王 超，薛振国

（山西中方森特建筑工程设计研究院，山西 太原 030002）

1 引言

建筑工程在施工过程中会由很多因素而导致工程出现问题，比较多见的就是建筑结构的构件在拆模后会出现不同原因的各种裂缝，对于结构裂缝必须进行及时加固处理，以保证整个建筑结构的安全性。本文针对一实际工程，对其产生裂缝的原因进行分析，并采用碳纤维加固法[1]对其进行处理。

2 工程概况

本工程位于古交市，为古交某中学教学楼，地上4层，无地下室，结构形式为框架结构，基础类型为钢筋混凝土独立柱基础。设计使用年限50年，建筑结构安全等级二级，按地震烈度7度抗震设防。

该工程2011年完成主体结构，拆除模板后发现梁有裂缝。建设单位委托太原市准恒质量检测有限公司对结构裂缝进行了检测鉴定并出具报告。

3 检测概况

3.1 裂缝检测

经现场检测，二、三、四、屋面层部分梁侧、梁底有裂缝，具体检测报告及裂缝位置图见表1~表4，图1~图4。

表1 二层梁检测报告

表2 三层梁检测报告

表3 四层梁检测报告

表4 屋面层梁检测报告

检测仪器为：JC4-10读数显微镜，其中二层梁最大裂缝宽度为0.22 mm；三层梁最大裂缝宽度为0.20 mm；四层梁最大裂缝宽度为0.20 mm；屋面层梁最大裂缝宽度为0.18 mm。

3.2 梁混凝土抗压强度检测

采用回弹法对框架梁混凝土抗压强度进行抽检，回弹结果表明，框架梁混凝土抗压强度满足原设计要求。

3.3 梁钢筋检测与评定

采用钢筋探测仪对梁箍筋和梁腰筋进行了抽检。结果表明，梁箍筋间距及大小基本满足原设计要求；梁的腰筋保护层厚度均基本满足原设计要求，腰筋大小及间距、数量也基本满足原设计要求。

4 裂缝处理方案

在发生裂缝的梁侧粘贴碳布纤维进行加固，具体见图5。

图5 梁侧粘贴碳布纤维进行加固详图

5 碳纤维加固材料

结构胶粘剂为A级结构胶，碳纤维片材的设计抗拉强度≥3 000 MPa，弹性模量≥2.1×10 MPa，伸长率≥1.5%。

6 碳纤维施工要求

6.1 胶粘剂的配置

（1）将原材料按不同配合比称量准确，分别配置底涂胶料，整平胶料及黏结胶料，先将稀释剂加入聚合物主料内搅拌均匀，再将填料加入继续搅拌至均匀。最后加入固化剂，充分搅拌后即可使用。

（2）配置胶料时应注意以下事项：底涂胶料每次配置量以1~2 kg为宜；整平胶料每次配置量以0.5~1 kg为宜；黏结胶料每次配置量以1~2 kg为宜。

（3）所有胶料要求于1 h内施工完毕。

（4）对于采用粘碳纤维加固的结构构件应定期检查其工作状态，第一次检查时间为8年，以后每隔5年检查一次，如发现结构胶老化或失效应及时进行处理。

（5）承重结构用的胶粘剂，必须进行安全性能检验。检验时，其黏结抗剪强度标准值应根据置信水平c=0.9、保证率为95%的要求。

（6）胶粘剂必须通过毒性检验。对完全固化的胶粘剂，其检验结果应符合实际无毒卫生等级的要求。在承重结构用的胶粘剂中严禁使用乙二胺作改性环氧树脂固化剂；严禁掺加挥发性有害溶剂和非反应性稀释剂。

6.2 碳纤维复合材料

（1）碳纤维复合材料用的纤维必须为连续纤维，必须用聚丙烯睛基（PAN基）12K或12K以下的小丝素纤维，严禁使用大丝素纤维。

（2）纤维的主要力学性能应符合《混凝土结构加固设计规范》附录C的规定。

（3）结构加固用的纤维复合材的安全性能指标必须符合《混凝土结构加固设计规范》的要求，纤维复合材抗拉强度标准值应根据置信水平c=0.99、保证率为95%的要求确定。当它与其他改性环氧树脂胶粘剂配套使用时，必须按下列项目重新作适配性试验，且检验结果必须符合《混凝土结构加固设计规范》的规定。

6.3 基层处理

（1）混凝土表面如出现剥落、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予剔除，对于较大面积的劣质层，在剔除后应用聚合物水泥砂浆或修补砂浆进行修复。

（2）对于宽度＜0.3 mm的裂缝进行封闭处理，≥0.3 mm的裂缝进行封闭注胶处理。

（3）用混凝土角磨机、砂轮（砂纸）等工具，去除混凝土表面的浮浆、油污等杂质，构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸出部位要磨平，转角粘贴处打磨成圆弧状（R=20 mm）。

（4）用吹风机将混凝土表面清理干净并保持干燥。

6.4 涂底层

（1）按2∶1比例将主剂与固化剂先后置于容器中，用搅拌器搅拌均匀，根据现场实际气温决定用量，并严格控制使用时间。

（2）用滚桶刷或毛刷将胶均匀涂抹于混凝土构件表面，厚度不超过0.4 mm，并不得漏刷或有流淌、气泡等胶固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2 h）再进行下一道工序。

6.5 用整平胶料找平

（1）混凝土表面凹陷部位应用刮刀嵌刮整平胶料修补填平，模板接头等出现高度差的部位应用整平胶料填补，尽量减少高差。

（2）转角的处理，应用整平胶料将其修补为光滑的圆弧，半径不小于20 mm。

（3）整平胶料须固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2 h），再进行下一道工序。

6.6 粘贴碳素纤维布

（1）按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布，碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100 mm。

（2）配置、搅拌浸渍树脂，然后用滚筒刷均匀涂抹于所粘贴部位，在搭接拐角部位适当多涂抹一些。

（3）粘贴碳纤维布，涂刷浸渍树脂后立即将碳纤维布按设计位置粘贴，使用脱泡罗拉滚压使浸渍树脂浸透碳纤维布。多层粘贴应重复以上步骤，待纤维表面指触感干燥为宜，方可进行下一层碳纤维布的粘贴。

（4）在最外一层碳纤维布的外表面均匀抹一层浸渍树脂，保护碳纤维布。

6.7 表面防护

为保证胶的耐久性和耐火性，可在表面喷涂防火涂料或抹砂浆防护。

6.8 施工及验收

（1）验收时必须有碳纤维及其配套胶料的材料检验证明。

（2）每一道工序结束后均应按工艺要求进行检验，作好相关的验收记录，如出现质量问题应立即返工。

（3）采用目视检测与小锤敲击法检查黏结效果，如出现空鼓应进行补救，若黏结面积小于95%，则黏结无效，应重新施工。

施工时，如发现结构质量或构造有严重问题，应停止施工并通知相关人员处理。在确保加固质量满足现行相关规范[2~3]、规程要求条件下，该框支梁可按原设计条件使用。

7 结束语

通过对某一在建工程中出现裂缝的转换梁，经现场检测，并对检测结果进行分析、评定，提出在发生裂缝的梁侧粘贴碳布纤维进行加固来提高构件承载力，并取得良好的加固效果。

[1]卜良桃，高伟，叶蓁.高性能复合砂浆钢筋网加固某RC框架梁施工技术.工业建筑 2006，36（8）：89~91.

[2]混凝土结构设计规范.GB50010-2002[S].

[3]卜良桃等.混凝土结构加固设计规范算例.北京，中国建筑工业出版社，2008-03.