某房屋框架梁裂缝的检测鉴定与加固设计

崔朋勃 唐礼 薛学涛 刘亚杰

1河南省建筑科学研究院有限公司（450000） 2中原工学院（450000）

某房屋框架梁裂缝的检测鉴定与加固设计

崔朋勃1唐礼2薛学涛1刘亚杰1

1河南省建筑科学研究院有限公司（450000） 2中原工学院（450000）

通过某房屋框架梁裂缝的检测鉴定，对裂缝起因、属性和类别作出判断，并根据裂缝的发展程度、所处的位置和环境，分析了该工程框架梁裂缝形成的原因及其危害；根据检测鉴定结果结合现场实际情况提出了裂缝加固修补处理方案，可供类似工程的加固修补设计参考。

框架梁；裂缝；检测鉴定；加固设计

0 工程概况

河南省鹤壁市某大厦主体结构类型为框架－核心筒结构，基础类型为筏板基础，地下2层，地上26层，该工程目前处于装修阶段。该地区抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20 g，设计地震分组为第二组。

该工程第7层业主装修期间，发现一处框架梁出现裂缝，为保证工程质量安全，施工单位委托有资质的检测单位对该框架梁出现的裂缝进行检测鉴定，分析裂缝形成的原因，并根据检测鉴定结果提出相应的加固修补处理方案。

1 检测鉴定

裂缝的修补必须以结构可靠性鉴定结论为依据，通过现场调查、检测和分析，对裂缝起因、属性和类别作出判断，并根据裂缝的发展程度、所处的位置和环境,对裂缝可能造成的危害做出鉴定,才能有针对性地选择适当的修补方法[1]。

1.1 检测内容及方法

为正确查找所检测梁裂缝的成因，依照《混凝土结构现场检测技术标准》GB/T 50784-2013[2]相关要求，主要检测鉴定内容如下：

1）梁外观情况调查。2）梁裂缝情况调查。

3）梁混凝土抗压强度、截面尺寸、梁底受力钢筋配置情况及受力钢筋保护层厚度检测。

4）分析梁出现裂缝的原因。

5）根据以上检测结果,提出加固修补处理方案；

现场采用回弹仪检测混凝土抗压强度，采用钢筋位置测定仪检测梁钢筋配置情况和保护层厚度，采用裂缝测宽仪和钢卷尺检测裂缝的宽度和长度，采用钢卷尺及非金属板厚检测仪检测梁的截面尺寸。

1.2 检测结果

经现场检测,该工程结构布置符合设计要求，所检位置主次梁交接处,主梁上可见三条竖向裂缝，见附图1，三条竖向裂缝中间宽、两头窄，裂缝均为连通梁侧面及梁底的“U”形裂缝，从左边起，第一条裂缝宽约0.1～0.2 mm，第二条裂缝宽0.1～0.2 mm，第三条裂缝宽约0.1 mm，该梁混凝土表面无蜂窝麻面等现象，梁无明显变形。

经现场检测，该梁混凝土抗压强度、截面尺寸、梁钢筋配置情况及受力钢筋保护层厚度均符合设计及相关规范要求。

图1 梁裂缝示意图

1.3 裂缝原因分析

经现场勘查与检测,结合裂缝的形态位置，综合分析认为，该梁出现裂缝的主要原因是：梁混凝土浇筑成型后，因养护不到位，混凝土产生自身收缩，梁在收缩、干缩和冷缩的综合应力作用下，当总的收缩应力大于梁的极限抗拉强度时，梁表面产生竖直裂缝，因此，该梁出现的裂缝主要是由混凝土收缩和温度变形引起的[3、4]。

1.4 检测结论

根据检测结果，经综合分析鉴定，该梁出现的裂缝不影响该结构构件的安全，但对该构件的使用性和耐久性产生了一定的影响，为保证工程质量及构件耐久性，应对该梁出现的裂缝进行修复处理。

2 加固修补设计

混凝土可持续发展的主要出路是延长其服役期寿命，而混凝土开裂是降低其使用寿命的主要原因[5]。该工程所检的梁出现的裂缝较小，但裂缝的存在会降低结构构件的气密性，从而引起钢筋的锈蚀，降低结构的耐久性，而且裂缝的存在影响了建筑物美观，给人造成一种不安全的精神压力和心理负担，因此，需对该梁出现的裂缝进行加固修补[6]。

2.1 设计原则

在加固设计时，主要考虑以下原则[1、5]：

1）安全性、适用性、耐久性、经济性。

2）加固中尽可能不影响其他结构构件。

3）该梁加固不能对室内空间使用造成影响。

2.2 加固设计方案

裂缝修复首先采用低黏度且具有良好渗透性的修补胶液封闭裂缝通道，以抵御诱发钢筋锈蚀的介质侵入。

裂缝封闭完成后，在混凝土表面粘贴碳纤维布增强封护作用，见附图2。碳纤维布粘贴时，先粘贴垂直于裂缝方向的碳纤维布，以防止裂缝进一步发展，然后粘贴顺裂缝方向的碳纤维布，起到增强封护的作用。

碳纤维布采用高强度Ⅰ级碳纤维布300 g/m2，抗拉强度≥3 400 MPa，碳纤维布粘贴采用性能匹配的专用胶。

图2 梁裂缝加固修复示意图

2.3 粘贴碳纤维布施工工艺[1、7]

1）施工流程为：施工准备→清理混凝土表面→表面修复处理→粘贴树脂的配制及涂刷→粘贴碳纤维布→固化→验收→表面防护。

2）清除混凝土表面的油污、浮浆并打磨至坚实基层,对缺陷部位按要求进行相应的修复处理，清除表面粉尘并清洗干净。

3）配制找平材料，然后进行找平，指触干燥后进行下一步工序施工。

4）严格按结构胶说明书提供的配比配制，搅拌均匀后方可使用。一次配胶量不宜过多，以40～50分钟用完为宜。拌合应采用低速搅拌机充分搅拌，拌好的胶液色泽应均匀、无气泡。胶液注入盛胶容器后，应采取措施防止水、油、灰尘等杂质混入。

5）按照设计尺寸裁剪碳纤维布，且严禁折叠；若碳纤维布原件已有折痕，应裁去已有折痕的一段碳纤维布；

将配置好的结构胶均匀涂抹在粘贴部位的混凝土表面；

将裁剪好的碳纤维布按照放线位置粘贴在涂好结构胶的混凝土表面，碳纤维布应充分展平，不得有褶皱；

沿纤维方向应使用特制滚筒在已经贴好碳纤维布的表面上，多次滚压，使胶液多次充分浸渍碳纤维布，并使织物的铺层均匀压实，无气泡发生。

碳纤维布的粘贴位置,与设计要求的位置相比，其中心线偏差不应大于10 mm；长度负偏差不应大于15 mm。

6）碳纤维布粘贴完毕后应静止固化，并应按照胶黏剂的说明书规定的固化环境温度和固化时间进行养护。

7）碳纤维布与混凝土之间的粘接质量可用锤击法进行检测，按照检测结果推定的有效粘接面积不应小于总粘接面积的95%，碳纤维布与原构件混凝土之间的正拉结粘接强度应符合相关规范要求。

8）碳纤维布加固后的构件表面，应粉刷聚合物砂浆进行有效的防护，加固构件的防护应达到相关规范及耐火等级的要求。

4 结语

在钢筋混凝土结构中，由于施工或其他原因导致构件开裂的情况非常多，裂缝出现的位置多种多样，其对结构的安全性影响程度也不尽相同。现场检测发现的裂缝，只要其大小已经达到人们关注的程度，不论是否已经超限，均应该尽快封护，因为此时所需的费用较低，又有利于消除影响混凝土构件耐久性的隐患和住户心理上的悬念，避免延误出现更多的问题。因此，及早发现及早处理混凝土结构出现的裂缝，对于延长混凝土结构的使用寿命有着重要的意义。

[1]GB 50367-2013,混凝土结构加固设计规范[S].

[2]GB/T 50784-2013,混凝土结构现场检测技术标准[S].

[3]CECS 293-2011,房屋裂缝检测与处理技术规程[S].

[4]薛学涛,李晓辉,崔朋勃,等.某住宅楼现浇板裂缝的鉴定与加固设计[J].基层建设,2014(8)：215.

[5]崔朋勃.喷射补偿收缩钢纤维混凝土变形与力学性能试验研究[D].淮南：安徽理工大学，2011.

[6]GB 50292-2015,民用建筑可靠性鉴定标准[S].

[7]GB 50550-2010,建筑结构加固工程施工质量验收规范[S].