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結構的破壞和倒塌都是從裂縫的擴展開始的,如強烈地震后震區的建筑物上布滿了各種各樣的裂縫,荷載試驗的鋼筋混凝土上梁上出現大量裂縫等等。所以人們對裂縫往往產生一種破壞前兆的恐懼感。裂縫的擴展時結構物破壞的初始階段;相對的某些裂縫,其承載力也可能受到一定威脅。同時,結構物裂縫可以引起滲漏,引起持久強度大的降低,如保護層剝落、鋼筋銹蝕、混凝土碳化等。裂縫的主要成因不外乎以下三種:由外荷載(如靜、動荷載)的直接應力;由外荷載作用,結構次應力引起的裂縫;由變形變化引起的裂縫。次應力引起的裂縫也是由荷載引起。所以,裂縫分為兩大類:荷載引起的裂縫及變形變化引起的裂縫。根據國內外調查資料,工程實踐中結構物的裂縫原因,屬于由變形變化(溫度、收縮、不均勻沉降)引起的約占80%以上;屬于由荷載引起的約占20%左右。
2.磚砌體裂縫的加固
砌體一旦發生裂縫,應首先分析開裂原因,鑒別裂縫性質,并觀察裂縫是否穩定及其發展狀態。這可以從構件受力的特點,建筑物所處的環境條件,以及裂縫所處的位置,出現的時間及形態綜合加以判斷。如果在裂縫上抹一層石膏餅,經一段時間后,若石膏餅不開裂,說明裂縫已經穩定。在裂縫原因已經查清的基礎上,采取有效措施進行補強。對于除荷載裂縫(受力裂縫)外,不至于危及結構安全且已經穩定的裂縫,常常采用境縫封閉、配筋填縫封閉、灌漿等修補方法。
(1)對墻體斜向裂縫的處理,首先應把屋面隔熱保溫層更換或采取加強措施(如增設架空板隔熱);其次,根據墻體裂縫寬度及長度,采取不同的加固補強方法。當裂縫寬度較細,長度較短時,可持表面抹灰層剔深10mm左右,剔寬50mm左右,粘貼玻璃絲布,然后抹平噴漿或貼壁紙恢復表面層,清水外墻面可采用1:1水泥砂漿勾縫,并將外表面涂成與磚墻同一顏色。當裂縫寬度較寬且長度較長,影響墻體的整體性及承載力時,應采取壓力灌漿加固補強。
(2)對由于基礎不均勻沉降產生的墻體裂縫處理,首先應觀測沉降是否已穩定,如果確認已處穩定狀態,則可根據裂縫寬度及長度按第1條方法區別處理;如果沉降尚未穩定,在沉降較大部位應進行勘察,探明土質情況,然后再確定加固處理地基的方案.采用灌漿固結地基土的方法,或采用補樁設梁擔托墻體方法,防止繼續發生不均勻沉降,對墻體裂縫再按上述方法進行處理。
(3)墻體因受水平推力、不均勻沉降、溫度變化引起伸縮等原因而發生外閃,墻體產生較大的裂縫或使外縱墑與內橫墻拉結不良時,可用鋼筋或型鋼拉桿予以加固。
(4)墻體開裂比較嚴重,為了增加房屋的整體剛性,則可以在房屋墻體一側或兩側增設鋼筋混凝土圈梁。
3.混凝土裂縫的加固
由降溫及收縮引起,當結構周圍的氣溫及濕度變化時,梁板都要產生變形——溫度變形及收縮變形。板的厚度遠遠小于梁,所以板截面緊隨氣溫變化而變化,水分蒸發較快,收縮變化較大,但是肋較厚,故其溫度變化滯后于板,特別是在急冷急熱變化時更為明顯。由此產生的板與梁的溫差與收縮差的變形,引起約束應力,板內呈拉應力,梁(肋)內呈壓應力。出于降溫引起的應力狀態一直到梁板溫度平衡時才消失,而收縮應力將長期持續下去。混凝土裂縫處理方法有:表面修補法及內部修補法。表面修補法包括表面涂抹水泥砂漿、表面涂抹環氧膠泥、環氧粘貼玻璃布、表面鑿槽嵌補。內部修補法是用壓漿泵將膠結料壓入裂縫中,由于其凝結、硬化而起到補縫作用,以恢復結構的整體性。這種方法適用于對結構整體性有影響,或有防水、防滲要求的裂縫修補。常用的灌漿材料有水泥和化學材料,可按裂縫的性質、寬度、施工條件等具體情況選用。一般對寬度大于0.5mm的裂縫,可采用水泥灌漿,對寬度小于0.5mm的裂縫,或較大的溫度收縮裂縫,宜采用化學灌漿。鋼筋混凝土結構的加固,應在結構評定的基礎上進行,加固的目的有結構強度加固、穩定性加固、剛度加固、抗裂性能加固四種。這四種加固之間既有聯系又有區別,最常遇到的是結構強度加固(即結構補強)。結構加固可分為不改變結構受力圖形和改變結構受力圖形的兩種方法,亦可分為非預應力加固和預應力加固兩類。對結構或構件存在的強度、剛度、裂縫、穩定、沉降、使用等方面的問題,要區分局部性還是全局性的,關鍵部位還是次要部位的,在分析了問題產生的主要原因后,分別根據處理的原則和界限,視工程具體情況和條件,有針對性地采取適當加固方法。
作者:張志剛單位:合景泰富地產控股有限公司