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淺析鋼筋砼梁的裂縫防治與處理
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在高層建筑施工中,鋼筋砼結(jié)構(gòu)是不可缺少的結(jié)構(gòu)體系,也是保證工程主體質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),我們?cè)陂L(zhǎng)期施工實(shí)踐中對(duì)鋼筋砼梁常見裂縫進(jìn)行了針對(duì)性的研究和攻關(guān),現(xiàn)對(duì)其裂縫成因、防治及處理歸納如下,以供探討。
一、裂縫成因
鋼筋砼梁出現(xiàn)裂縫的原因很復(fù)雜,主要有材料或氣候因素、施工不當(dāng)、設(shè)計(jì)和施工錯(cuò)誤、改變使用功能或使用不合理等,通??蓺w納為以下幾種:
1、混凝土尚處于未完全硬化狀態(tài)時(shí),如干燥過快,則產(chǎn)生收縮裂縫,通常發(fā)生在表面上,裂縫不規(guī)則,寬度小。
2、水泥水化硬化時(shí)的裂縫。水泥在水化及硬化過程中,散發(fā)大量熱量,使砼內(nèi)外部產(chǎn)生溫差,超過一定值時(shí),因砼的收縮不一致而產(chǎn)生裂縫。
3、溫變裂縫。水泥在硬化期間,砼表面與內(nèi)部溫差較大,導(dǎo)致砼表面急劇的溫度變化而產(chǎn)生較大的降溫收縮,受到內(nèi)部砼的約束,而出現(xiàn)裂縫。
4、設(shè)計(jì)欠周全。如鋼筋砼梁的截面不夠、梁的跨度過大、高度偏小,或者由于計(jì)算錯(cuò)誤,受力鋼筋截面偏小、配筋位置不當(dāng)、節(jié)點(diǎn)不合理等,都會(huì)導(dǎo)致砼梁出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。
5、施工質(zhì)量造成的裂縫。由于砼標(biāo)號(hào)偏低、受力鋼筋截面偏小、截面尺寸不符合設(shè)計(jì)等而導(dǎo)致砼梁出現(xiàn)裂縫。由于施工不當(dāng)、模板支撐下沉,或過早拆除底模和支撐等形成的裂縫。施工控制不嚴(yán),在梁上超載堆荷,而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。
6、預(yù)制鋼砼梁在運(yùn)輸、吊裝過程中,由于支撐不合理、吊點(diǎn)位置不符,以及較大的振動(dòng)或沖擊荷載,也會(huì)導(dǎo)致鋼砼梁出現(xiàn)裂縫。
7、在使用過程中,改變?cè)瓉硎褂霉δ埽瑢⑥k公室改為倉(cāng)庫(kù)、屋面加層、使用不當(dāng)、增大梁上荷載等均會(huì)出現(xiàn)裂縫。
二、裂縫的處理
根據(jù)裂縫的成因情況,可將裂縫分為兩種類型:一類是由于材料、氣候等造成的一般塑性收縮裂縫、干縮裂縫等。這類裂縫一般對(duì)承載力影響較小,可作一般處理或不處理;另一類裂縫明顯影響了梁的承載能力,隨著裂縫的擴(kuò)展和延伸,鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度,受壓區(qū)砼應(yīng)變量增大,梁剛度大大降低,構(gòu)件趨向破壞。此類裂縫必須及早采取加固補(bǔ)強(qiáng),以滿足結(jié)構(gòu)安全需要。
對(duì)于裂縫的處理,首先要重視對(duì)裂縫的調(diào)查分析,確定裂縫的種類、程度、危害及加固的依據(jù)。調(diào)查可從裂縫寬度、長(zhǎng)度、是否貫通、是否達(dá)到彈性極限應(yīng)力的位置、有無潮氣或漏水、工程地點(diǎn)環(huán)境以及施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)情況等多處入手,分析裂縫產(chǎn)生的本質(zhì)原因,以采取相應(yīng)的措施。
(一)經(jīng)過調(diào)查分析,確認(rèn)裂縫在不降低承載力的情況下,采取表面處理法、充填法、注入法等簡(jiǎn)易的處理方法:
1、表面修補(bǔ)法:
該法適用于縫較窄,用以恢復(fù)構(gòu)件表面美觀和提高耐久性時(shí)所采用,常用的是沿砼裂縫表面鋪設(shè)薄膜材料,一般可用環(huán)氧類樹脂或樹脂浸漬玻璃布。施工時(shí)先將砼表面用鋼絲刷打毛,清水洗凈干燥,將砼表面氣孔由油灰狀樹脂填平,然后在其上鋪設(shè)薄膜,如果單純以防水為目的,也可采用涂刷瀝青的方法。
2、充填法:
當(dāng)裂縫較寬時(shí),可沿裂縫砼表面鑿成V形或U形槽,使用樹脂砂漿材料進(jìn)行填充,也可使用水泥砂漿或?yàn)r青等材料。施工時(shí),先將槽內(nèi)碎片清除,必要時(shí)涂底層結(jié)合料,填充后待填充料充分硬化,再用砂輪或拋光機(jī)將表面磨光。
3、注入法:
當(dāng)裂縫寬度較小且較深時(shí),可采用將修補(bǔ)材料注入砼內(nèi)部的修補(bǔ)方法,首先裂縫處安設(shè)注入用管,其他部位用表面處理法封住,使用低粘度環(huán)氧樹脂注入材料,用電動(dòng)泵或手動(dòng)泵注入修補(bǔ),此法在裂縫寬大于0.2mm時(shí),效果較好。
(二)如果梁的裂縫情況影響了梁的承載能力,就應(yīng)更慎重研討,分析比較,采用經(jīng)濟(jì)高效的方法,達(dá)到加固目的,可采用的方法有:
1、鋼箍加固法:
此法適合于補(bǔ)強(qiáng)梁內(nèi)特長(zhǎng)箍筋及彎起筋不足,抗剪達(dá)不到要求的情況。具體方法是:用扁鋼或圓鋼制成垂直或斜形的鋼箍,兩端留有螺紋,套入鋼板后用螺母擰緊。也可采用由兩個(gè)U形鋼箍套上后焊接,然后打入金屬楔楔緊。采用鋼箍時(shí)需在梁上刻槽以防滑。
2、粘貼加固法:
將鋼板或型鋼用改性環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑,粘結(jié)到構(gòu)件混凝土裂縫部位表面,使鋼板(或型鋼)與混凝土連接成整體共同工作。粘結(jié)前,鋼材表面進(jìn)行噴砂處理,混凝土表面刷凈干燥,粘結(jié)層厚度為3mm左右。
3、梁的三面或四面加做圍套法:
在梁的剛度、強(qiáng)度或剪力不足且相差較大的情況下,采用梁的三面或四面加大,做鋼筋砼圍套加固較為適宜。采用四面圍套時(shí)壁厚應(yīng)據(jù)實(shí)際情況而定,一般兩側(cè)大于50mm,上下大于100mm為宜,縱向鋼筋及箍筋通過計(jì)算確定。當(dāng)梁受樓面限制時(shí),可采用三面圍套,此時(shí)兩側(cè)砼厚度宜大于100mm,縱向鋼筋可用Φ25與原梁縱筋焊接固定,施工時(shí)在梁兩側(cè)板上間隔500mm鑿洞以澆筋砼,箍筋可用開口箍或穿板封閉箍,并經(jīng)計(jì)算確定配筋數(shù)量。
4、梁的單面加大截面法:
單面加大截面法分兩種,即上面加高或下面加厚。梁的上面加高適用于梁的支座抗彎強(qiáng)度不足的加固,所加砼靠焊在原梁上上部箍筋上的附加箍筋與原砼結(jié)成整體,上部荷載靠附加縱筋承受。梁的上部回厚,適用于梁跨中抗彎不足加固,當(dāng)梁截面強(qiáng)度與要求相差不大時(shí),可將梁下加厚80-100mm,配制新的縱筋與原鋼筋焊接,做法同三面圍套。當(dāng)梁的截的下部增加100mm以上,按計(jì)算配置縱筋和箍筋。
采用圍套及單面加厚法加固時(shí),縱筋與支座連接有下述方法:梁支承在柱上時(shí),新加縱筋可通過連接鋼板或直接與柱內(nèi)受力筋焊接在一起;梁支承在主梁上時(shí),應(yīng)在主梁上回設(shè)斜托支座,斜托鋼筋與主梁中主筋焊接。對(duì)于梁的端支座,可將梁內(nèi)部分縱向鋼筋按45°或30°角曲折成斜筋焊于主梁內(nèi)原縱筋上,或另加入浮筋,電焊連接新舊縱筋。
三、小結(jié)
綜上分析,鋼筋砼梁裂縫應(yīng)針對(duì)成因,貫徹預(yù)防為主的原則,加強(qiáng)設(shè)計(jì)施工及使用等方面的管理,確保結(jié)構(gòu)安全和避免不必要的損失。一旦產(chǎn)生裂縫,應(yīng)全面調(diào)查分析,查明原因,取得加固依據(jù),在選擇處理方法上,應(yīng)比較論證,綜合考慮,以求施工方便,經(jīng)濟(jì)高效。
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