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現(xiàn)澆板開(kāi)裂原因分析及加固技術(shù)
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一、工程概況
某企業(yè)廠房工程,框架結(jié)構(gòu)四層,鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ),輕鋼結(jié)構(gòu)屋面。工程于2003年7月開(kāi)始施工,2004年3月由于經(jīng)濟(jì)糾紛更換施工班組(此時(shí),底層柱已澆筑完成),同年7月主體結(jié)構(gòu)結(jié)頂。在清理二層結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆板時(shí),發(fā)現(xiàn)現(xiàn)澆板板面開(kāi)裂情況較嚴(yán)重(如圖一所示);繼而檢查三、四層結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆板,這些板板面也存在少量裂縫。
二、原因分析
針對(duì)上述工程質(zhì)量問(wèn)題,通過(guò)對(duì)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度、鋼筋的規(guī)格、數(shù)量、間距、保護(hù)層厚度等方面的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),對(duì)可能引起該質(zhì)量問(wèn)題的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工方面因素進(jìn)行了分析,如下:
1?設(shè)計(jì)方面
本廠房工程原設(shè)計(jì)為框架三層。在施工過(guò)程中,根據(jù)業(yè)主的要求,工程增設(shè)一層,屋面結(jié)構(gòu)也改為輕鋼屋面。該結(jié)構(gòu)的變更是經(jīng)原設(shè)計(jì)單位復(fù)核后同意的。工程質(zhì)量事故發(fā)生后,浙江省建科院對(duì)此廠房工程的結(jié)構(gòu)承載力進(jìn)行復(fù)算,增加的一層荷載能滿足基礎(chǔ)及主體結(jié)構(gòu)承載的要求,排除了設(shè)計(jì)方面的原因。
2?施工方面
(1)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)板上部配筋(負(fù)筋),未按圖施工。二層樓面以上現(xiàn)澆板橫向上部負(fù)筋由原設(shè)計(jì)的Φ10@200(分離式)改為Φ6@200(拉通),配筋大大降低。施工人員不按圖施工,偷減鋼筋原材料(后了解,此事經(jīng)業(yè)主管理人員認(rèn)可)。
(2)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度偏低,現(xiàn)澆板砼面層水泥漿偏厚,骨料偏少。經(jīng)工程所在地建材檢測(cè)中心現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),二、三、四層現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的砼強(qiáng)度推定值分別為21?9Mpa、21?2MPa、17?5MPa。低于設(shè)計(jì)C25強(qiáng)度等級(jí)要求。
(3)施工過(guò)程中,板上部鋼筋被踩低,砼保護(hù)層偏厚。檢測(cè)二層現(xiàn)澆板上部鋼筋的砼保護(hù)層厚度多在30-40mm之間?,F(xiàn)澆板的有效斷面減少了15—25mm。
(4)模板支撐體系失穩(wěn)。據(jù)了解,二層結(jié)構(gòu)施工日期在三月,時(shí)值春季多雨。替換后的另一施工班組未仔細(xì)處理基礎(chǔ)的回填土,并很快在回填土層上架設(shè)二層結(jié)構(gòu)模板。模板在鋪設(shè)鋼筋、澆筑混凝土過(guò)程中逐漸產(chǎn)生變形,從而導(dǎo)致二層現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)砼凝結(jié)硬化過(guò)程中逐漸開(kāi)裂。這是二層結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆板的裂縫較多,三、四層結(jié)構(gòu)裂縫較少的一個(gè)重要原因。
綜上所述,二層現(xiàn)澆板板面出現(xiàn)裂縫主要原因是板面負(fù)筋配筋量大量減少、混凝土施工過(guò)程中配合比失控造成強(qiáng)度不足、鋼筋混凝土保護(hù)層偏大、混凝土硬化過(guò)程中模板支撐失穩(wěn)等施工方面的綜合因素造成。
三、處理方案和實(shí)施
1.對(duì)現(xiàn)澆板大于0.3mm的貫穿及半貫穿裂縫采用化學(xué)灌漿處理。將裂縫部位鑿成“V”型槽,槽寬約30mm,深約20mm。用鋼絲刷除去“V”型槽面浮渣,壓縮空氣吹凈浮塵,用脫脂棉蘸丙酮擦凈“V”型槽。沿“V”型槽及兩側(cè)各100mm寬刷環(huán)氧膠液一道,再用環(huán)氧膠泥封縫抹平,并同步埋設(shè)灌漿嘴;間距約1?0m;待環(huán)氧膠泥硬化后,采用改性環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行灌漿處理。
2?現(xiàn)澆板面在梁支座處采用粘貼碳纖維的方式進(jìn)行加固處理。鑒于廠房加層后,原結(jié)構(gòu)體系的承載力已經(jīng)余地不多,不宜再采用另行增加荷載的加固方案,故綜合比較各種加固措施;對(duì)現(xiàn)澆板面負(fù)筋不足處(梁支座處)采用了粘貼炭纖維加固的方法。具體加固方案:負(fù)筋配筋為Φ6@200部位,碳纖維粘貼方向與橫向負(fù)筋方向一致,覆蓋負(fù)筋范圍,沿板每隔100mm布置碳纖維一道(規(guī)格:200g/m2,寬100mm),然后沿縱方向板上,負(fù)筋錨固位置原框架梁邊1100mm處布置碳纖維壓條一層,寬200mm。
四、結(jié)語(yǔ)
經(jīng)過(guò)上述處理,有效地消除了該工程存在的質(zhì)量隱患,基本滿足了結(jié)構(gòu)和使用要求,通過(guò)了業(yè)主及有關(guān)方面的驗(yàn)收并投入了使用,避免了更大的經(jīng)濟(jì)損失,及時(shí)發(fā)揮了投資的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益,通過(guò)一年時(shí)間的使用和觀察,沒(méi)有其他問(wèn)題出現(xiàn),達(dá)到了預(yù)期的處理目的,取得成功,得到了有關(guān)各方的認(rèn)可。由于近年來(lái)大型甚至超大型工程大量出現(xiàn),而相應(yīng)的混凝土技術(shù)并沒(méi)有得到突破性進(jìn)展,使得混凝土結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)較普遍,該工程的實(shí)踐為類(lèi)似問(wèn)題的處理可提供一些借鑒。
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