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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的梁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； 铰接节点； 加固
中图分类号：TV331 文献标识码：A 文章编号：2306-1499（2014）12-
1.引言
混凝土的裂缝是建筑工程中较为普遍存在的问题，混凝上结构裂缝总体可分结构性和非结构性两大类：结构性裂缝是由荷载引起的，其裂缝与荷载相对应，是由承载力不足引起的，也是结构开始破坏或强度不足的征兆，非结构性裂缝主要是由于沉降、温度、收缩等非结构性原
因引起的裂缝，其特征是构件变形时受到约束和限制而产生的内应力大于混凝土的允许拉应力，导致混凝土被拉裂。非结构性裂缝对结构的承载能力影响不大，但对结构的耐久性、抗渗及使用等损害大。非结构性裂缝又可以分为收缩裂缝、温度裂缝、沉降裂缝、化学裂缝以及施工不当造成的裂缝等几种类型。
混凝土裂缝的出现削弱了建筑物的整体性及承载能力，降低混凝土结构耐久性。在一般的工业和民用建筑中，宽度小于仓0.5mm的裂缝对结构的使用无危险性，因此主要是对住0.5～以上的裂缝进行检测分析、评定和处理。裂缝检测内容主要包括裂缝的位置、形态、分布特征、宽度、长度、深度、走向、数量、裂缝发生及开展的时间过程，是否稳定，裂缝内是否有渗出物，裂缝周围混凝土表观质量情况等等。
2.混凝土构筑物裂缝分类及处理方法
2.1裂缝分类
2.1.1受力裂缝
受力裂缝一般是在外荷载作用下产生的结构裂缝。此类裂缝应通过理论计算提高构件承载力以达到控制的目的。例如典型的简支梁受力裂缝，跨中为正截面受弯裂缝，垂直于梁轴，下大上小，端部为斜截面受剪裂缝，起始于支座，指向梁顶集中荷载；框架结构现浇楼盖裂缝，板面裂缝成环状，沿框架梁边分布，板底裂缝成十字或米字，集中于跨中。
2.1.2收缩和干缩裂缝
混凝土在硬化过程中会产生化学反应并伴随体积的收缩及长度的减小，同时构件自由水的蒸发也会引起体积收缩，在收缩变形的同时自身或与其相连构件之间会产生拉应力或剪应力（剪应力转化为拉应力）等内应力，当拉应力超过构件的抗拉强度等级时，构件就出现开裂的现象。例如现浇混凝土楼板的收缩裂缝、混凝土梁的收缩裂缝等。
2.1.3温度应力裂缝
在混凝土硬化过程中或后续使用中，混凝土构筑物可能要承受各种温差变化（主要为日照温差、季节性温差、室内外温差）在构件之间产生拉应力或剪应力，温度变化越大，构件越易产生裂缝且裂缝扩展的越快。不均匀沉降裂缝
2.1.4建筑物基础下部的一部分地基由于施工时未夯实、地基有缺陷未处理好、人为在地基附近施工挖槽或基坑、大水冲刷浸泡等原因而沉陷变形，导致基础及其上部墙体产生的裂缝为不均匀沉降裂缝。
2.1.5其他裂缝
混凝土结构存在的裂缝除以上主要裂缝外，还有碳化锈蚀产生的裂缝、反复冻融产生的裂缝等。
2.2裂缝处理方法
混凝土结构裂缝的存在不仅会影响建筑适用性，还会引起结构构件钢筋锈蚀，加速混凝土碳化，降低结构的耐久性，对于影响结构整体性和刚度的裂缝还会成为结构的安全隐患。应根据裂缝的类型、受力性质、
裂缝的长度宽度、裂缝有无继续发展的趋势等选择合适的修补方法。无论选择何种裂缝处理方式，应首先消除裂缝产生的原因后再进行处理，或者通过裂缝的处理同时使裂缝原因消除。
3.工程概况
某公寓楼为混凝土框架结构，地下一层，地上八层，建筑面积约为 8500m2，于 2009 年 5 月主体竣工，目前已投入使用。该建筑在主体完工后，即发现第四层多数混凝土梁存在裂缝。
3.1检测与鉴定
3.1.1裂缝损伤普查
经现场调查了解，该楼第四层为第一年冬季停工前浇筑，专人覆盖保温措施并定期养护，第二年春天重新开工后拆除的模板。
现场对裂缝部位、条数及最大宽度进行测量和记录，见图 1。多数混凝土梁裂缝为“U”形裂缝，裂缝多存在于跨中部位。主梁裂缝最大宽度0.3mm； 次梁最大裂缝宽度0.8mm，呈下宽上窄趋势。经现场检测，梁上裂缝贯穿整个梁截面。
3.2混凝土强度检测
现场在四层随机抽取了6根梁、5块顶板，对其混凝土强度进行了检测，检测结果表明，所测构件混凝土强度等级满足C30 的设计强度等级要求。
3.3 钢筋间距及保护层厚度检测
现场在四层随机抽取 6 根梁、5 块顶板，对其钢筋间距及保护层厚度进行了检测，检测结果表明，所测混凝土梁钢筋配置满足 4 22@ 150 的设计要求，顶板板底配筋满足双向@150 的设计要求。
3.4 构件截面尺寸检测
现场在四层随机抽取 5 根梁，对梁的截面尺寸进行了实测实量，检测结果表明，所测构件尺寸满足设计要求。
3.5 承载力复核验算
根据现场检测和实际荷载调查结果，采用PKPM（ 2010. 3. 12 版） 对现阶段该楼四层主体结构进行了承载力验算，计算参数如下： 1） 恒荷载： 发现裂缝时，该楼尚未装修，楼板仅考虑楼板自重； 2） 活荷载标准值： 楼梯间3.5kN/m2，其他部位 2. 5kN/m2； 3） 混凝土强度取值： C30。
对主梁的复核验算结果表明： 主梁（ B 轴 ～ C 轴间主梁除外） 满足正截面承载力、挠度、开裂要求，B轴 ～ C 轴间主梁正截面承载力达到要求值的 95%左右。
对次梁的复核验算： 原设计次梁端部设置了负弯筋，但负弯筋仅按构造配置，主梁对次梁的弯矩约束有限，因此，不考虑主梁对次梁端部的弯矩约束，次梁与主梁采用铰接的方式计算，次梁跨中弯矩变大，梁底配筋不满足承载力要求。 将存在裂缝的梁与该梁配筋情况进行对照可以看出，配筋不足的梁与现场开裂损伤梁位置相对应。次梁基本上均存在裂缝，说明次梁配筋存在问题，在建模计算的过程中，次梁与主梁间按照铰接的方式进
行计算更为合理。
综上，原设计在混凝土梁的配筋设计上存在一定缺陷。
3.6 检测鉴定结论
该楼四层混凝土梁主要存在跨中竖向裂缝，主梁最大裂缝宽度 0.3mm，次梁最大裂缝 0.8mm，裂缝贯穿整个梁截面，呈下宽上窄的趋势； 混凝土强度、钢筋配置及构件尺寸均满足设计要求； 实际受力中主梁与次梁之间按铰接方式传力，部分主梁及次梁正截面承
载力验算不满足要求。
该梁在冬季间歇期内对楼板采取了保温养护措施并定期养护，受温度收缩因素影响较大的板类构件未发现龟裂现象，因此排除了温度收缩的可能。
结合上损伤情况、主体结构的各项参数及施工环境，该层混凝土梁裂缝应为梁配筋不足造成的受力裂缝。该层梁裂缝已影响构件的使用功能和耐久性，裂缝较多的梁影响构件的整体性和承载力，应对该层存
在裂缝的梁进行加固处理。
4.加固处理方案
根据《民用建筑可靠性鉴定标准》（ GB 50292—2014） 5.2.3 条规定，钢筋混凝土构件在正常温度环境下，主要构件受力主筋处横向或斜向裂缝宽度不应超过 0.2 ～ 0.3mm，因此应对该建筑梁上裂缝进行加固处理。
先对裂缝进行修补处理，再对梁进行梁底粘碳布加固处理。裂缝修补时，对于裂缝宽度≤0.2mm 时，应采用封缝胶对裂缝进行表面封闭处理； 对于裂缝宽度 >0.2mm 时，应采用灌缝胶进行化学压力灌浆处理。裂缝修补完应沿裂缝粘贴 1 条≥200mm 宽的碳纤维布，沿梁长方向粘贴 100mm 宽间距 150mm 碳纤维布，沿梁高方向粘贴碳布箍。
5.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。同时，现场裂缝分布情况也反映出，在框架结构的次梁与主梁的连接上采用铰接的方式进行计算和设计更为合理。
参 考 文 献
[1]GB/T 50344—2004，建筑结构检测技术标准[S]
[2]JGJ/T 23—2011，回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S]
关键词：混凝土裂缝； 检测鉴定； 铰接节点； 加固
中图分类号：TV331 文献标识码：A 文章编号：2306-1499（2014）12-
1.引言
混凝土的裂缝是建筑工程中较为普遍存在的问题，混凝上结构裂缝总体可分结构性和非结构性两大类：结构性裂缝是由荷载引起的，其裂缝与荷载相对应，是由承载力不足引起的，也是结构开始破坏或强度不足的征兆，非结构性裂缝主要是由于沉降、温度、收缩等非结构性原
因引起的裂缝，其特征是构件变形时受到约束和限制而产生的内应力大于混凝土的允许拉应力，导致混凝土被拉裂。非结构性裂缝对结构的承载能力影响不大，但对结构的耐久性、抗渗及使用等损害大。非结构性裂缝又可以分为收缩裂缝、温度裂缝、沉降裂缝、化学裂缝以及施工不当造成的裂缝等几种类型。
混凝土裂缝的出现削弱了建筑物的整体性及承载能力，降低混凝土结构耐久性。在一般的工业和民用建筑中，宽度小于仓0.5mm的裂缝对结构的使用无危险性，因此主要是对住0.5～以上的裂缝进行检测分析、评定和处理。裂缝检测内容主要包括裂缝的位置、形态、分布特征、宽度、长度、深度、走向、数量、裂缝发生及开展的时间过程，是否稳定，裂缝内是否有渗出物，裂缝周围混凝土表观质量情况等等。
2.混凝土构筑物裂缝分类及处理方法
2.1裂缝分类
2.1.1受力裂缝
受力裂缝一般是在外荷载作用下产生的结构裂缝。此类裂缝应通过理论计算提高构件承载力以达到控制的目的。例如典型的简支梁受力裂缝，跨中为正截面受弯裂缝，垂直于梁轴，下大上小，端部为斜截面受剪裂缝，起始于支座，指向梁顶集中荷载；框架结构现浇楼盖裂缝，板面裂缝成环状，沿框架梁边分布，板底裂缝成十字或米字，集中于跨中。
2.1.2收缩和干缩裂缝
混凝土在硬化过程中会产生化学反应并伴随体积的收缩及长度的减小，同时构件自由水的蒸发也会引起体积收缩，在收缩变形的同时自身或与其相连构件之间会产生拉应力或剪应力（剪应力转化为拉应力）等内应力，当拉应力超过构件的抗拉强度等级时，构件就出现开裂的现象。例如现浇混凝土楼板的收缩裂缝、混凝土梁的收缩裂缝等。
2.1.3温度应力裂缝
在混凝土硬化过程中或后续使用中，混凝土构筑物可能要承受各种温差变化（主要为日照温差、季节性温差、室内外温差）在构件之间产生拉应力或剪应力，温度变化越大，构件越易产生裂缝且裂缝扩展的越快。不均匀沉降裂缝
2.1.4建筑物基础下部的一部分地基由于施工时未夯实、地基有缺陷未处理好、人为在地基附近施工挖槽或基坑、大水冲刷浸泡等原因而沉陷变形，导致基础及其上部墙体产生的裂缝为不均匀沉降裂缝。
2.1.5其他裂缝
混凝土结构存在的裂缝除以上主要裂缝外，还有碳化锈蚀产生的裂缝、反复冻融产生的裂缝等。
2.2裂缝处理方法
混凝土结构裂缝的存在不仅会影响建筑适用性，还会引起结构构件钢筋锈蚀，加速混凝土碳化，降低结构的耐久性，对于影响结构整体性和刚度的裂缝还会成为结构的安全隐患。应根据裂缝的类型、受力性质、
裂缝的长度宽度、裂缝有无继续发展的趋势等选择合适的修补方法。无论选择何种裂缝处理方式，应首先消除裂缝产生的原因后再进行处理，或者通过裂缝的处理同时使裂缝原因消除。
3.工程概况
某公寓楼为混凝土框架结构，地下一层，地上八层，建筑面积约为 8500m2，于 2009 年 5 月主体竣工，目前已投入使用。该建筑在主体完工后，即发现第四层多数混凝土梁存在裂缝。
3.1检测与鉴定
3.1.1裂缝损伤普查
经现场调查了解，该楼第四层为第一年冬季停工前浇筑，专人覆盖保温措施并定期养护，第二年春天重新开工后拆除的模板。
现场对裂缝部位、条数及最大宽度进行测量和记录，见图 1。多数混凝土梁裂缝为“U”形裂缝，裂缝多存在于跨中部位。主梁裂缝最大宽度0.3mm； 次梁最大裂缝宽度0.8mm，呈下宽上窄趋势。经现场检测，梁上裂缝贯穿整个梁截面。
3.2混凝土强度检测
现场在四层随机抽取了6根梁、5块顶板，对其混凝土强度进行了检测，检测结果表明，所测构件混凝土强度等级满足C30 的设计强度等级要求。
3.3 钢筋间距及保护层厚度检测
现场在四层随机抽取 6 根梁、5 块顶板，对其钢筋间距及保护层厚度进行了检测，检测结果表明，所测混凝土梁钢筋配置满足 4 22@ 150 的设计要求，顶板板底配筋满足双向@150 的设计要求。
3.4 构件截面尺寸检测
现场在四层随机抽取 5 根梁，对梁的截面尺寸进行了实测实量，检测结果表明，所测构件尺寸满足设计要求。
3.5 承载力复核验算
根据现场检测和实际荷载调查结果，采用PKPM（ 2010. 3. 12 版） 对现阶段该楼四层主体结构进行了承载力验算，计算参数如下： 1） 恒荷载： 发现裂缝时，该楼尚未装修，楼板仅考虑楼板自重； 2） 活荷载标准值： 楼梯间3.5kN/m2，其他部位 2. 5kN/m2； 3） 混凝土强度取值： C30。
对主梁的复核验算结果表明： 主梁（ B 轴 ～ C 轴间主梁除外） 满足正截面承载力、挠度、开裂要求，B轴 ～ C 轴间主梁正截面承载力达到要求值的 95%左右。
对次梁的复核验算： 原设计次梁端部设置了负弯筋，但负弯筋仅按构造配置，主梁对次梁的弯矩约束有限，因此，不考虑主梁对次梁端部的弯矩约束，次梁与主梁采用铰接的方式计算，次梁跨中弯矩变大，梁底配筋不满足承载力要求。 将存在裂缝的梁与该梁配筋情况进行对照可以看出，配筋不足的梁与现场开裂损伤梁位置相对应。次梁基本上均存在裂缝，说明次梁配筋存在问题，在建模计算的过程中，次梁与主梁间按照铰接的方式进
行计算更为合理。
综上，原设计在混凝土梁的配筋设计上存在一定缺陷。
3.6 检测鉴定结论
该楼四层混凝土梁主要存在跨中竖向裂缝，主梁最大裂缝宽度 0.3mm，次梁最大裂缝 0.8mm，裂缝贯穿整个梁截面，呈下宽上窄的趋势； 混凝土强度、钢筋配置及构件尺寸均满足设计要求； 实际受力中主梁与次梁之间按铰接方式传力，部分主梁及次梁正截面承
载力验算不满足要求。
该梁在冬季间歇期内对楼板采取了保温养护措施并定期养护，受温度收缩因素影响较大的板类构件未发现龟裂现象，因此排除了温度收缩的可能。
结合上损伤情况、主体结构的各项参数及施工环境，该层混凝土梁裂缝应为梁配筋不足造成的受力裂缝。该层梁裂缝已影响构件的使用功能和耐久性，裂缝较多的梁影响构件的整体性和承载力，应对该层存
在裂缝的梁进行加固处理。
4.加固处理方案
根据《民用建筑可靠性鉴定标准》（ GB 50292—2014） 5.2.3 条规定，钢筋混凝土构件在正常温度环境下，主要构件受力主筋处横向或斜向裂缝宽度不应超过 0.2 ～ 0.3mm，因此应对该建筑梁上裂缝进行加固处理。
先对裂缝进行修补处理，再对梁进行梁底粘碳布加固处理。裂缝修补时，对于裂缝宽度≤0.2mm 时，应采用封缝胶对裂缝进行表面封闭处理； 对于裂缝宽度 >0.2mm 时，应采用灌缝胶进行化学压力灌浆处理。裂缝修补完应沿裂缝粘贴 1 条≥200mm 宽的碳纤维布，沿梁长方向粘贴 100mm 宽间距 150mm 碳纤维布，沿梁高方向粘贴碳布箍。
5.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。同时，现场裂缝分布情况也反映出，在框架结构的次梁与主梁的连接上采用铰接的方式进行计算和设计更为合理。
参 考 文 献
[1]GB/T 50344—2004，建筑结构检测技术标准[S]
[2]JGJ/T 23—2011，回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S]