民用建筑混凝土结构裂缝的鉴定与修补

民用建筑混凝土结构裂缝的鉴定与修补

赵广录 张耀邦

摘要： 采取合理的材料、设计构造和施工措施可以获得一定的裂缝控制效果，但由于混凝土自身的材料特性以及多种因素的复杂影响，民用建筑工程中，混凝土结构的开裂实际上是无法完全杜绝的。裂缝一旦形成，往往还会伴随后期结构承载情况以及环境因素的变化，持续运动和发展，表现为裂缝数量不断增多，裂缝深度、宽度不断加大，不但对结构的安全可靠性可能会产生影响，而且对民用建筑的长期耐久性以及正常的使用功能会造成严重的危害。因此需要对民用建筑混凝土结构裂缝的鉴定与修补进行研究。

关键词：民用建筑，混凝土结构，裂缝，治理

一、裂缝的概念及形成

随着使用年数的增长，钢筋混凝土结构及构件的问题逐渐暴露出来，钢筋锈蚀致使混凝土保护层开裂、剥落的现象到处可见，使用期十几年的结构或必须大修或被拆除的例子不胜枚举，因钢筋锈蚀造成房屋倒塌、人员伤亡的恶性事故时有发生。由于混凝土材料组成、制备、施工以及环境温湿度变化等因素的影响，“微观裂缝”在混凝土结构中实际上是不可避免的，具有非贯穿、不规则分布、可承受拉应力以及时变性的特点，因此，绝对无裂缝的混凝土结构实际上是不存在的，本文所探讨的混凝土结构裂缝主要指肉眼可观察到的“宏观裂缝”。但需要再次强调的是，无论何种原因导致“宏观裂缝”产生，裂缝总是“微观裂缝”扩展演化的结果。按照裂缝产生的原因，混凝土结构裂缝—般可分为荷载裂缝和非荷载裂缝。荷载裂缝是混凝土由于受到外力作用产生的裂缝，可进一步分为外荷载裂缝和荷载次应力裂缝；非荷载裂缝主要指未受到外加荷载时，由于混凝土自身变形或结构变形受到约束产生拉应力而导致的裂缝。

二、民用建筑混凝土结构裂缝的鉴定

根据对民用建筑混凝土结构构件的可靠性鉴定结果，可以对之提出相应的修复要求:是否需修复以及如何修复。但在修复前，有必要按下表进行适修性评级，构件适修性评级的分级标准：

Ar——构件易加固或易更换，所涉及的相关构造问题易处理，适修性好，修后可恢复原功能。

Br——构件稍难加固或稍难更换，所涉及的相关构造问题尚可处理。适修性尚好，修后尚能恢复或接近恢复原功能。

Cr——构件难加固，亦难更换，或所涉及的相关构造问题较难处理。适修性差，修后对原功能有一定影响。

Dr——构件很难加固，或很难更换，或所涉及的相关构造问题很难处理。适修性极差，只能从安全性出发采取必要的措施，可能损害建筑物的局部使用功能。

三、民用建筑混凝土结构裂缝的治理

（一）民用建筑混凝土结构裂缝的治理方法

混凝土结构修补方法有:加大截面修补法、外包钢修补法，预应力修补法、改变传力途径修补法、外部粘钢修补法。

1、加大截面修补法，即采取增大混凝土结构或构筑物的截面面积，以提高其承载力和满足正常使用的一种修补方法。可广泛用于混凝土结构的梁、板、柱等构件和一般构筑物的修补。

2、外包钢修补法，即在混凝土构件包以型钢的修补方法(分干式、湿式两种形式)。适用于使用上不允许增大混凝土截面尺寸，而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构的修补。当采用化学灌浆外包钢修补时，型钢表面温度不应高于60℃;当环境具有腐蚀性介质时，应有可靠性的防护措施。

3、预应力修补法，既采用外加预应力的钢拉杆(分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式三种)或撑杆，对结构进行修补的方法。适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及修补后占用空间小的混凝土承重结构。此法不宜用于处在温度高于60℃环境下的混凝土结构，否则应进行防护处理;也不适用于混凝土收缩徐变大的混凝土。

4、改变结构传力途径修补法。主要可分为两种:

①、增设支点法:该法是以减小结构的计算跨度和变形，提高其承载力的修补方法。按支承结构的受力性能分为刚性支点和弹性支点两种。刚性支点法是通过支承构件的轴心受压将荷载直接传给基础或其他承重结构的一种修补方法。弹性支点法是以支承结构的受弯或晰架作用来间接传递荷载的一种修补方法。

上述方法适用于房屋净空不受限制的大跨度结构的修补。

②、托梁拔拄法:该法是在不拆或少拆上部结构的情况下拆除、更换、接长柱子的一种修补方法。按其施工方法的不同可分为有支撑托梁拔拄、无支撑托梁拔柱及双托梁反牛腿拔柱等方案，适用于要求厂房使用功能改变，增大空间的老厂改造的结构修补;其中双托梁反牛腿托梁拔拄，则适用于保留上柱的型钢结构的修补。

5、外部粘钢修补法，即在混凝土构件外部粘贴钢板，以提高其承载力和满足正常使用的一种修补方法。适用于承受静力作用的一般受弯、受拉构件;且环境温度不大于60℃，相对湿度不大于70%，以及无化学腐蚀影响，否则应采取措施。

6、关于其他修补方法，如增设支撑体系和剪力墙等，以增加结构的整体刚度，改变构件的刚度比值，调整原结构内力，改善结构和构件的受力状况，多用于增强单层厂房和多层框架结构的空间刚度，以提高其抗水平力的能力。

（二）修补效果的确认

混凝土裂缝修补后是否达到预期效果，主要应加强施工中的质量检查与验收。修补结束后，为确认其效果，可以采用下述一种或数种检验方法。

1、外观检查:通过混凝土表面或装饰层的情况检查，比较容易确认修补效果，如未再次开裂、无渗漏，则说明修补效果良好。

2、复查施工记录和质量保证资料:这是确保修补质量的重要措施，所有工程都应做这项检查工作。

3、取芯试验:用灌浆等方法修补裂缝时，在浆液固化后，钻取混凝土芯，观看浆液渗入与分布情况，然后用压力机检验其强度，并检查裂缝处有无重新开裂破坏的情况。

4、压水试验:对裂缝较多的构件，灌浆固化后布设检查孔，作压水试验，水压常用灌浆压力的70% -80%，如混凝土不进水，而且也不渗漏，则认为合格。

四、结论

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低民用建筑的抗渗能力，影响民用建筑的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响民用建筑的承载能力，混凝土裂缝问题一直严重困扰着混凝土的施工质量，在混凝土生产以及施工过程中有针对性地采取预防措施，尽可能采取有效的设计措施、材料措施、以及施工措施从源头上防止裂缝的发生，使结构尽量不出现裂缝，或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量，使民用建筑具备良好的耐久性和结构稳定性。进行修补设计时，应确定其范围及规模，明确修补的目的，并通过比较选择最佳方案。

参考文献：

1民用建筑混凝土结构裂缝的修补 高洪芹 科协论坛 2009/06

2民用建筑混凝土结构裂缝原因及控制 王建永 科技资讯 2009/10

3民用建筑混凝土结构裂缝的修补 田涛 工程建设与设计 2009/04