混凝土裂縫的修補處理
鋼筋混凝土結構和結構件無論是現澆還是預制,常見裂縫的特征和成因根據其結構類型、受力特點、環境和用途會有很大的不同。為了便于分析,簡要介紹了建筑中一些常見混凝土結構裂縫的特點、成因及處理方法。
一、鋼筋混凝土梁
(1)鋼筋混凝土梁側面的豎向裂縫和水平裂縫
這種裂縫是拆模后逐漸產生的,其特點如下:水紋龜裂縫:這種裂縫多出現在梁的上下邊緣,沿梁的整個長度分布不均勻,裂縫較淺,最大時達到箍筋表面;垂直裂縫:該裂縫沿梁的長度方向每隔一段出現一次。如果它的高度嚴重,會達到整個梁段。有時形狀中間寬兩頭窄,深淺不一,一般在20mm左右,靠近主筋。
這種裂縫產生的原因通常是:水痕裂縫主要是由于模板過于干燥而不潮濕,特別是使用不潮濕的木模板時,更容易產生這種裂縫;豎向裂縫主要是混凝土養護澆水太少造成的,特別是拆模時沒有及時澆水或天氣炎熱,在太陽暴曬的情況下容易產生類似的裂縫,是混凝土塑性收縮和干縮裂縫造成的。預防措施是加強灑水次數和覆蓋防暴。
如果水線和垂直裂縫輕微,可以不處理;嚴重的話可以用環氧水泥填縫修補。如果水紋接縫嚴重,混凝土強度不高,甚至起皮,則將松散稀疏部分鑿除干凈,然后用高強水泥砂漿嵌縫。
(2)鋼筋混凝土梁主筋裂縫
這種裂縫往往出現在工程投入使用一段時間后。在梁的下側或底部,裂縫會隨著時間的推移而發展。原因是鋼筋開始生銹形成的氧化鐵膨脹,通常稱為“先銹后裂”。
鋼筋銹蝕的主要原因是:混凝土保護層太薄;使用含有氯鹽的混合物;使用環境中的腐蝕性氣體或液體浸入混凝土;模板沿鋼筋保護層裂縫過早拆除。
預防措施是:施工時固定好鋼筋骨架,提前準確控制主筋下保護層厚度;摻外加劑前進行適應性分析試配;在外部條件允許的情況下,對混凝土構件進行防腐處理;模板的拆除必須根據施工規范的要求和同強度構件的養護試塊的抗壓值確定。這種裂縫會降低鋼筋與混凝土的粘結力,嚴重時會危及結構的安全使用功能。因此,必須小心處理填縫或加固。先將接縫加寬,再用環氧水泥嵌縫,然后采取外包鋼筋、外包鋼筋混凝土套筒、拉桿表面加應力水、粘貼鋼板加固等加固措施。
(3)鋼筋混凝土梁的豎向裂縫或斜向裂縫
這種裂縫多出現在施工階段,使用時也會出現,屬于荷載作用下的裂縫。豎向裂縫多出現在梁的中部,主要是由于正截面的抗裂性和抗彎強度不足;斜平面裂縫多發生在梁的兩端,因為斜截面的抗裂抗剪強度不足。
如果判斷兩種裂縫是由設計引起的,主要是由于截面尺寸選擇不當,正截面受拉鋼筋較小,斜截面橫向鋼筋配置較少;如施工質量控制,即混凝土實際強度達不到設計強度,受拉主筋保護層過大移位或少放,橫向鋼筋較少,施工荷載過大;如果是使用造成的,主要是超負荷。
(4)集中荷載作用下鋼筋混凝土梁的裂縫。
這種裂縫經常出現在主次梁結構體系中。其特征是在次梁與主梁連接處,次梁下部兩側出現斜裂縫,這是由于荷載過大造成的。主要原因有:混凝土強度太低,鋼筋或吊桿配置不夠,吊桿移位。
預防措施是:按施工圖紙和設計規范要求配置橫向鋼筋,施工時保證混凝土質量符合要求,保證鋼筋保護層準確,不移位。這樣的裂縫需要加固,簡單的處理方法就是采用粘貼鋼板的加固方法。
(5)鋼筋混凝土連續梁的裂縫
這種裂縫多發生在連續梁支座負彎矩處,主要原因是:負彎矩筋數量不足,位置偏移。可以通過粘貼鋼板、包裹鋼筋、包裹鋼筋混凝土等方式進行加固。
(6)鋼筋混凝土梁兩端的裂縫
這種裂縫在工程投入使用后經常出現,其特點是裂縫呈斜縫狀分布在主梁兩端,其形狀為上端大下端小。
產生這種裂縫的主要原因是:梁兩端約束力強,如薄腹梁兩端上部剛性天窗框架。由于天窗鋼架與薄腹板梁兩端的預埋件焊接牢固,當薄腹板梁在荷載作用下發生變形時,會在梁的兩端產生彎矩和剪力,導致梁端出現裂縫。
預防措施是在梁端設計時考慮配置一定數量的結構鋼筋。出現裂縫時,可以通過粘貼鋼板進行加固。
(7)鋼筋混凝土框架梁、圈梁、基礎梁裂縫
這些裂縫多為斜縫,多發生在梁跨中部,也有發生在梁端,且多貫穿整個梁截面。
裂縫產生的主要原因是:地基不均勻沉降,所以裂縫的方向與地基不均勻沉降的方向一致。處理裂縫首先要找出地基下沉的原因,采取有效措施制止地基下沉,然后對混凝土梁進行加固。加固方法是簡單的涂銦鋼或粘貼鋼板的方法。
二、鋼筋混凝土柱
(1)柱沿配筋方向出現裂縫
這些裂縫大多是在使用過程中逐漸出現的,是沿著柱的縱向主筋出現的裂縫。裂縫的長度和寬度有隨時間增加的趨勢,深度一般達到主筋位置。這些裂縫大多屬于鋼筋的腐蝕和膨脹。裂縫產生的原因和預防措施與上述鋼筋混凝土沿主筋裂縫類似。
(2)鋼筋混凝土柱的水平裂縫和水紋裂縫。
一般這種裂縫只有在拆模時或拆模后才能發現。其特點是水狀裂縫多沿柱的四角出現,呈不規則裂縫;嚴重時,沿柱高每隔一段距離(300-1200毫米)出現一條橫向裂縫,裂縫寬度不一。輕的可以用肉眼仔細看,重的有2-3mm,深度大多小于30mm。這些裂縫屬于干得太快的塑性收縮和干縮裂縫。
原因:模板過于干燥,天氣炎熱沒有采取保護措施,覆蓋保濕工作差。預防措施是對模板充分澆水,加強覆蓋保濕保護。
處理方法為:混凝土強度等級能滿足結構需要,裂縫應變成鑿孔,并用高強度水泥砂漿或環氧砂漿封堵;若混凝土強度等級達不到設計要求,除進行灌縫處理外,還應采用外包鋼筋或混凝土外套的方法對柱進行加固。
(3)鋼筋混凝土柱的縱向劈裂裂縫
這種裂縫可能發生在施工階段,也可能發生在使用階段。其特點是在柱中間縱向劈裂,有時在柱端,有時在柱尾。混凝土強度低;施工和使用過程中過載。這種裂縫是荷載作用下的應力裂縫,危及結構的安全。發現后應立即加固。
一般的處理方法是:如果劈裂較輕,就用外包鋼或預應力撐桿加固;如果開裂嚴重,應采用包裹鋼筋混凝土套管的方式進行加固。
(4)鋼筋混凝土柱中的X形裂縫
這種裂縫出現在地震后或柱子受到劇烈沖擊后,屬于劇烈振動引起的剪切型裂縫。其裂縫危及結構的使用安全,認真檢查裂縫的嚴重程度,采取包裹鋼筋或鋼筋混凝土套筒的方法,加強柱的豎向承載力。
(5)鋼筋混凝土柱一側的水平裂縫
這種裂縫產生于偏心受壓柱,屬于荷載應力引起的裂縫。
主要原因是:荷載值過大超過設計值;混凝土強度低;鋼筋直徑太小,數量不足。這種裂縫會危及結構的安全使用,需要采取加固措施,如粘貼鋼板、包裹型鋼、包裹鋼筋混凝土進行加固等。
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