某框架结构梁构件裂缝原因及处理措施研究

刘世星

（山西建筑工程有限公司 山西太原 030006）

引言

随着建设科技的不断发展和城乡一体化政策的深入，框架结构在地级市、县城及乡镇中的应用越来越多，框架结构具有传力系统明确，开间进深大，房间布局灵活等特点。尽管我国省会城市中的框架结构施工技术已经较为成熟，但三四线城市及县城等经济欠发达地区的框架结构施工技术还不成熟。在这些地区的框架结构施工过程中及施工后，极易在框架梁上出现裂缝，从而影响框架梁的承载能力、耐久性及使用功能。尽管截至目前，我国已经有较多工程技术人员及研究人员分析及研究框架梁裂缝产生的机理及危害等，但框架梁上产生裂缝的项目还时有发生，为避免此类现象的发生，确保施工单位、建设单位和业主方的利益不受损害，笔者根据某工程实例分析框架梁裂缝产生的原因及相应的预防处理措施。

1 工程概况

某工程为地下二层、地上六层框架结构，建筑面积约为3万m2，抗震等级为二级。五层梁混凝土浇筑完拆模后发现次梁上存在大量的倒八字形裂缝，裂缝呈上宽下窄状，裂缝最大宽度约为0.5mm。通过检测发现，这些裂缝主要为表面裂缝，裂缝并未穿透梁底。

2 混凝土构件的裂缝类型

根据混凝土构件裂缝产生的原因可将混凝土裂缝分为温度裂缝、收缩裂缝、干缩裂缝、受力裂缝和变形裂缝。

2.1 温度裂缝

混凝土是由水泥等胶凝材料与水及其他骨料等配制而成的化合物，水泥与水搅拌后发生化学反应，产生大量的水化热，使得混凝土内部温度高于外侧混凝土，混凝土构件内外形成较大的温差，在温度作用下混凝土产生膨胀变形，当混凝土内部的抗拉强度低于温度应力时，即在薄弱位置处开裂，产生温度裂缝。此类裂缝一般表现为在混凝土构件内部裂缝宽度较大，而在混凝土表面裂缝宽度较小或肉眼不可见，此类裂缝影响构件的承载能力及耐久性。

2.2 收缩裂缝

混凝土在浇筑完成后、养护前期，混凝土表面失水较快而又未及时洒水养护，导致混凝土表面出现不规则龟裂状，此类裂缝一般多为表面裂缝，对构件的承载能力，但对耐久性及使用功能有一定的影响。

2.3 干缩裂缝

混凝土在在养护后期，因养护不到位而混凝土内外水分蒸发，使得混凝土构件的体积发生一定的变化，当混凝土表面的抗拉强度低于混凝土收缩作用力时，即在混凝土表面产生裂缝，这类裂缝的宽度往往较细，与收缩裂缝类似。

2.4 受力裂缝

混凝土框架梁设计承载能力一般高于实际荷载，而在施工阶段中由于梁上部未增加活荷载等情况而出现受力裂缝，往往是由于框架梁混凝土强度未达到混凝土设计强度的70%随即拆模，最终造成框架梁因承载能力不足而在梁端部及中部产生受力裂缝。此类裂缝往往为贯通型裂缝，裂缝宽度为下宽上窄，除裂缝外还伴随梁挠度变形较大。此类裂缝影响梁构件的承载能力及耐久性，同时对梁的使用功能也有一定的影响，发现裂缝后应立即对其进行加固处理。

2.5 变形裂缝

混凝土构件产生变形裂缝主要是地基发生不均匀沉降后，在混凝土梁端部节点处产生裂缝，不均匀沉降量越大，裂缝宽度越大。此类变形裂缝的存在对构件的承载能力无影响但对构件的耐久性及使用功能有一定的影响。

在实际施工中还会因施工工艺的不同、混凝土材料的不同、设计的不合理等因素加剧上述五类裂缝的不断发展，使得裂缝宽度不断加大，裂缝深度不断延伸，乃至贯穿整个构件。

3 框架梁产生裂缝的原因

混凝土框架梁上出现明显的裂缝，一般主要是由混凝土原材料不合格、施工控制不严和设计不合理等三个原因造成。

3.1 混凝土原材料不合格

配制混凝土时，使用的原材料主要有水泥、水、石子、砂、减水剂及其他外加剂等，其中配合比中的任何材料质量不过关，最终均会导致混凝土不能呈现正常的状态，如混凝土开裂等缺陷，从而影响混凝土构件的承载能力、耐久性及使用功能等。混凝土原材料不合格主要体现在以下几个方面：

（1）混凝土搅拌站使用的水泥若为成本较低的高碱水泥，则配制的混凝土内极易发生碱骨料反应，混凝土内部水化热较大，浇筑完成后混凝土构件内部裂缝宽度较大，表面裂缝较小，影响混凝土构件的承载能力及耐久性。

（2）混凝土搅拌站使用的粗骨料粒径较小时，为使混凝土强度达到设计要求，往往需调整配合比中的水泥用量和用水量。而在混凝土配合比中增加水泥用量会增加混凝土拌合物中的水化热，最终导致混凝土构件开裂，影响混凝土构件的承载能力及耐久性。

（3）混凝土搅拌站使用的细骨料含泥量较高，由于泥土中的碱含量较高，最终会增加混凝土中的碱含量，加剧碱骨料反应，导致混凝土构件开裂。

3.2 施工控制不严

混凝土拌合物经泵送后在施工现场进行振捣施工，而在浇筑、振捣及养护过程中，施工单位相关技术负责人未要求施工人员按照相关规范进行充分振捣、有效养护等，最终都会导致混凝土内产生裂缝。

施工过程中，施工单位往往为赶工期，待标养试件的实测强度达到70%后立即对施工现场的同批混凝土构件模板拆除，最终导致混凝土受弯构件——梁类构件上出现变形裂缝。混凝土标养条件下的抗压强度与施工现场的混凝土，养护条件存在较大差别，同样龄期下标养试件的抗压强度高于施工现场养护的混凝土，因此标养试件的抗压强度值达到设计强度的70%时，施工现场养护的混凝土强度并不一定能达到设计强度的70%，因此在此时拆模后混凝土梁类构件往往因承载力不足而产生变形裂缝。

3.3 设计不合理

在设计混凝土梁类构件时，设计人员往往忽略施工的可操作性，将梁底钢筋设计为多根小直径钢筋，钢筋间距较小，在浇筑振捣时加之钢筋绑扎偏差，极易使梁底混凝土振捣不密实，或梁底混凝土粗骨料粒径较小，强度较低，拆模后梁底混凝土受拉力作用而开裂，影响梁类构件的耐久性及使用功能。

4 框架梁裂处理措施

4.1 表面裂缝处理措施

针对需要补强的位置，应将开裂处进行打磨处理，之后借助胶水进行填补，若裂缝表面存在凹凸现象，可以借助打磨机进行打磨。若裂缝处理后在该位置依然出现裂缝，应采用结构灌缝胶进行填补之后再实施补强。混凝土表面应该始终处于干燥、干净状态，若补强环节构件裂缝内含有水分，应该做好水分清理工作，在补强混凝土表面利用酒精进行清理，再进行补强。

4.2 底胶施工

当环境温度低于5℃时，或空气中湿度高于90%时，不可开展加固施工工作。当满足施工条件时，应按照比例配制底胶材料，将其置入干净的容器中进行搅拌，使用毛刷等工具在混凝土梁构件裂缝处进行涂抹，涂膜厚度应控制在0.4mm以内。涂抹过程中应控制涂抹质量，避免涂抹时在涂抹处出现气泡及结痂等现象。待底胶涂抹施工完毕后，底胶完全干燥硬化后再进行其他后续施工。

4.3 粘贴碳纤维布

根据本工程梁构件上出现的各种裂缝，经相关检测单位和设计单位检测和判断，一致认为此类裂缝为有害裂缝，需对裂缝进行修补，对梁构件进行加固处理。加固处理时，使用碳纤维布进行加固。加固施工时结合加固设计要求，将碳纤维布进行裁切，碳纤维布长度一般控制在3m左右。配制、搅拌以及粘连胶料，之后运用滚筒刷将其粘合大所粘贴的位置，在衔接以及拐角位置进行多层涂抹，直到纤维表面干燥为止，之后开展下一层碳纤维布粘合，在最后一层碳纤维布表面涂刷一层粘合胶。

4.4 碳纤维布补强后的养护

在完成施工工作一天以内，应避免混凝土受凉或者受潮，同时做好防护工作，避免硬物碰触其表面。胶固化温度不得小于5℃。平均温度在23℃左右时，固化时间不得小于5h；平均温度在9℃左右时，固化时间不得小于8h。

5 结论

本文通过对某框架结构梁构件裂缝进行分析，通过对混凝土构件上裂缝的类型、危害进行研究，得到该工程混凝土梁构件产生裂缝的原因及相应的加固处理措施，从而确保以后类似的工程案例不再出现或提供相应的技术指导依据。