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摘要:通过现场检测,结合室内计算,对某混凝土框架结构裂缝成因进行分析鉴定,并提出加固处理意见。
关键词:混凝土裂缝;检测鉴定;地基不均匀沉降;加固
Abstract: Through the field detection, according to the calculation, analysis of causes of cracks in a concrete frame structure, and puts forward opinions reinforcement.
Key words: concrete crack; detection and identification; uneven subsidence of the foundation; reinforcement
中图分类号:TU318文献标识码:文章编号:
引言
混凝土结构存在裂缝是混凝土工程建设中普遍存在的问题,世界各国对混凝土都有一个允许裂缝宽度的限值,如我国为0.2mm~0.3mm。一般来说混凝土出现裂缝在采取一定的措施后不会影响结构安全。对于混凝土结构来说,裂缝是多种多样的,同时成因也有受力裂缝和非受力裂缝之分,不同原因产生的裂缝有不同的解决方案和预防措施,所以在裂缝处理前,应先确定裂缝成因再对其进行相应处理。现以一栋三层混凝土框架结构开裂损伤为例,进行检测鉴定及加固处理的分析。
1工程概况
某建筑为地上三层混凝土框架结构,建筑面积约为3000㎡,于2012年12月主体竣工,该建筑在2013年7月,在当地连续降雨后,发现部分框架柱顶、梁端、顶板出现裂缝,为查明裂缝成因并为后续加固设计提供依据,对该楼进行了检测鉴定工作。
2检测与鉴定
2.1裂缝损伤普查
现场对该建筑主体结构进行损伤普查,发现该建筑损伤集中在8~9×A~G轴段内,见图1:①该建筑一层柱9×B、9×D及9×F上部存在开裂现象,以水平裂缝为主,裂缝最大宽度为0.2mm。
②该建筑一层梁8~9×A、8~9×B、8~9×D、8~9×F,二层梁8~9×A、8~9×B、8~9×D、8~9×F,三层梁8~9×A、8~9×B、8~9×D在9轴位置梁端均有不同程度裂缝,下宽上窄,裂缝最大宽度为5.0mm。梁裂缝示意图见图2。
③该建筑部分填充墙体存在开裂现象,裂缝为斜向裂缝,主要分布在墙体中部,在8~9轴呈东高西低趋势,裂缝最大宽度为10mm,在A~G轴呈北高南低趋势,裂缝最大宽度为10mm。
2.2 岩土工程勘察
依据现场情况,采用人工开挖结合钻孔的方式,对8~9×A~G轴段进行地基勘察,发现基底灰土配比不均匀,灰土及素填土压实系数不满足规范要求;基础坐落在不同的土层上,且持力层底面坡度大于10%,形成不均匀地基;本次勘察较原勘察结果,揭露土层呈可塑状态,且含水量变大,压缩模量减小,承载力特征值降低。
2.3基礎截面尺寸检测
现场随机开挖3处基础,检测其基础做法,并采用钢卷尺对其截面尺寸进行实测实量,所测基础构件截面尺寸满足设计和规范要求。
2.4混凝土强度检测
现场随机抽取3处基础,在每处基础上钻取3个直径为100mm的混凝土芯样,采用钻芯法检测其混凝土抗压强度;一至三层每层随机抽取5根柱、5根梁,采用回弹法检测其混凝土抗压强度。所测构件混凝土抗压强度满足设计要求。
2.5钢筋配置检测
现场在该建筑一至三层每层随机抽取5根柱、5根梁,采用钢筋探测仪对混凝土构件的钢筋间距、主筋根数及钢筋保护层厚度进行检测。所检构件钢筋配置满足设计及规范要求。
2.6主体构件截面尺寸检测
现场在一层至三层每层随机抽取5根柱、5根梁、2块顶板,使用钢卷尺和非金属楼板测厚仪对其截面尺寸进行检测。所检构件截面尺寸满足设计和规范要求。
2.7承载力验算
根据现场检测和实际荷载调查结果,采用中国建筑科学研究院的PKPM计算软件(2010.3.12版)对现阶段该楼主体结构进行了承载力验算复核,验算结果表明,该楼在无损伤情况下,满足承载力要求。
2.8检测鉴定结论
该建筑局部主体结构裂缝为地基不均匀沉降所致,严重影响整体承载,应待沉降稳定后,对该建筑物地基及存在损伤的主体结构构件进行加固处理。
3加固方案
3.1基础加固
在原基础承台四周均布12根直径400mm成孔灌注桩,桩长12m,同时,在将原基础表面打毛后,植入钢筋后,浇筑混凝土,扩大基础截面尺寸,使新增桩基与承台连为一体。见图3。
3.2主体结构加固
对存在梁端裂缝相对应的框架柱,采取扩截面的方式进行加固,目的为了改变该梁的传力途径,同时采用灌封胶进行存在的裂缝进行灌浆处理,然后应沿裂缝粘贴1条≥200mm宽的碳纤维布,裂缝每侧碳布宽度不小于100mm。见图4。
4结语
在混凝土裂缝的检测过程中,应调查当时的施工工艺及环境因素,对混凝土结构的各项指标进行检测,并应对根据实际荷载情况对结构进行承载力复核验算。综合考虑各项因素后才能准确找出裂缝成因。
参考文献:
[1] 中国建筑科学研究院.建筑结构检测技术标准(GB/T 50344-2004)[S].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[2] 陕西省建筑科学研究院.回弹法检测混凝土抗压强度技术规程(JGJ/T 23-2011)[S].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[3] 四川省建筑科学研究院.民用建筑可靠性鉴定标准(GB 50292-1999)[S].北京:中国建筑工业出版社,1999.
[4] 中国建筑科学研究院.混凝土结构加固设计规范(GB 50367-2006)[S].北京:中国建筑工业出版社,2006.
[5] 国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心.碳纤维片材加固修复混凝土结构设计规程(CECS 146-2003)
[6] 陈肇元,崔京浩.钢筋混凝土裂缝机理与控制措施[J].工程力学,2006.6.
[7] 鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展[J].混凝土,2002.5.
关键词:混凝土裂缝;检测鉴定;地基不均匀沉降;加固
Abstract: Through the field detection, according to the calculation, analysis of causes of cracks in a concrete frame structure, and puts forward opinions reinforcement.
Key words: concrete crack; detection and identification; uneven subsidence of the foundation; reinforcement
中图分类号:TU318文献标识码:文章编号:
引言
混凝土结构存在裂缝是混凝土工程建设中普遍存在的问题,世界各国对混凝土都有一个允许裂缝宽度的限值,如我国为0.2mm~0.3mm。一般来说混凝土出现裂缝在采取一定的措施后不会影响结构安全。对于混凝土结构来说,裂缝是多种多样的,同时成因也有受力裂缝和非受力裂缝之分,不同原因产生的裂缝有不同的解决方案和预防措施,所以在裂缝处理前,应先确定裂缝成因再对其进行相应处理。现以一栋三层混凝土框架结构开裂损伤为例,进行检测鉴定及加固处理的分析。
1工程概况
某建筑为地上三层混凝土框架结构,建筑面积约为3000㎡,于2012年12月主体竣工,该建筑在2013年7月,在当地连续降雨后,发现部分框架柱顶、梁端、顶板出现裂缝,为查明裂缝成因并为后续加固设计提供依据,对该楼进行了检测鉴定工作。
2检测与鉴定
2.1裂缝损伤普查
现场对该建筑主体结构进行损伤普查,发现该建筑损伤集中在8~9×A~G轴段内,见图1:①该建筑一层柱9×B、9×D及9×F上部存在开裂现象,以水平裂缝为主,裂缝最大宽度为0.2mm。
②该建筑一层梁8~9×A、8~9×B、8~9×D、8~9×F,二层梁8~9×A、8~9×B、8~9×D、8~9×F,三层梁8~9×A、8~9×B、8~9×D在9轴位置梁端均有不同程度裂缝,下宽上窄,裂缝最大宽度为5.0mm。梁裂缝示意图见图2。
③该建筑部分填充墙体存在开裂现象,裂缝为斜向裂缝,主要分布在墙体中部,在8~9轴呈东高西低趋势,裂缝最大宽度为10mm,在A~G轴呈北高南低趋势,裂缝最大宽度为10mm。
2.2 岩土工程勘察
依据现场情况,采用人工开挖结合钻孔的方式,对8~9×A~G轴段进行地基勘察,发现基底灰土配比不均匀,灰土及素填土压实系数不满足规范要求;基础坐落在不同的土层上,且持力层底面坡度大于10%,形成不均匀地基;本次勘察较原勘察结果,揭露土层呈可塑状态,且含水量变大,压缩模量减小,承载力特征值降低。
2.3基礎截面尺寸检测
现场随机开挖3处基础,检测其基础做法,并采用钢卷尺对其截面尺寸进行实测实量,所测基础构件截面尺寸满足设计和规范要求。
2.4混凝土强度检测
现场随机抽取3处基础,在每处基础上钻取3个直径为100mm的混凝土芯样,采用钻芯法检测其混凝土抗压强度;一至三层每层随机抽取5根柱、5根梁,采用回弹法检测其混凝土抗压强度。所测构件混凝土抗压强度满足设计要求。
2.5钢筋配置检测
现场在该建筑一至三层每层随机抽取5根柱、5根梁,采用钢筋探测仪对混凝土构件的钢筋间距、主筋根数及钢筋保护层厚度进行检测。所检构件钢筋配置满足设计及规范要求。
2.6主体构件截面尺寸检测
现场在一层至三层每层随机抽取5根柱、5根梁、2块顶板,使用钢卷尺和非金属楼板测厚仪对其截面尺寸进行检测。所检构件截面尺寸满足设计和规范要求。
2.7承载力验算
根据现场检测和实际荷载调查结果,采用中国建筑科学研究院的PKPM计算软件(2010.3.12版)对现阶段该楼主体结构进行了承载力验算复核,验算结果表明,该楼在无损伤情况下,满足承载力要求。
2.8检测鉴定结论
该建筑局部主体结构裂缝为地基不均匀沉降所致,严重影响整体承载,应待沉降稳定后,对该建筑物地基及存在损伤的主体结构构件进行加固处理。
3加固方案
3.1基础加固
在原基础承台四周均布12根直径400mm成孔灌注桩,桩长12m,同时,在将原基础表面打毛后,植入钢筋后,浇筑混凝土,扩大基础截面尺寸,使新增桩基与承台连为一体。见图3。
3.2主体结构加固
对存在梁端裂缝相对应的框架柱,采取扩截面的方式进行加固,目的为了改变该梁的传力途径,同时采用灌封胶进行存在的裂缝进行灌浆处理,然后应沿裂缝粘贴1条≥200mm宽的碳纤维布,裂缝每侧碳布宽度不小于100mm。见图4。
4结语
在混凝土裂缝的检测过程中,应调查当时的施工工艺及环境因素,对混凝土结构的各项指标进行检测,并应对根据实际荷载情况对结构进行承载力复核验算。综合考虑各项因素后才能准确找出裂缝成因。
参考文献:
[1] 中国建筑科学研究院.建筑结构检测技术标准(GB/T 50344-2004)[S].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[2] 陕西省建筑科学研究院.回弹法检测混凝土抗压强度技术规程(JGJ/T 23-2011)[S].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[3] 四川省建筑科学研究院.民用建筑可靠性鉴定标准(GB 50292-1999)[S].北京:中国建筑工业出版社,1999.
[4] 中国建筑科学研究院.混凝土结构加固设计规范(GB 50367-2006)[S].北京:中国建筑工业出版社,2006.
[5] 国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心.碳纤维片材加固修复混凝土结构设计规程(CECS 146-2003)
[6] 陈肇元,崔京浩.钢筋混凝土裂缝机理与控制措施[J].工程力学,2006.6.
[7] 鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展[J].混凝土,2002.5.