浅析建筑施工中混凝土柱头裂缝处理
浅析建筑施工中混凝土柱头裂缝处理
辛 晶
(身份证号:230102197904285241 邮编: 150086)
[摘 要]混凝土以其价格低、取材方便、抗压强度高、塑性强、耐火性好、不易风化、养护费用低的优势受到建筑业内人士的亲睐,成为当今建筑结构中使用
最广泛的建筑材料。但是就混凝土结构而言,裂缝问题一直是困扰混凝土发展的重要因素,它的出现严重影响了结构质量。本文从混凝土柱的特点入手,阐述了裂
缝产生原因和有关加固处理措施,旨在为同行工作提供参考。
[关键词]混凝土柱 裂缝 承载面 荷载
随着社会经济和科学技术的飞速发展,城市建设进程不断加快,建筑物规
模越来越宏伟,结构越来越复杂,高度不断提升。在这些建筑结构当中,混凝土
柱一直发挥着不可替代的作用,它不仅承担着支撑上部建筑结构荷载力的特
点,而且具备保证建筑结构整体性和质量的作用。经过多年实践分析,在建筑施
工中,混凝土柱头的裂缝问题一直是影响混凝土柱施工质量的主要因素,如何
合理、有效的控制这一区域的混凝土施工质量至关重要,是保证混凝土结构质
量的重要依据。
一、混凝土柱头裂缝产生原因分析
在当前的混凝土结构施工中,一般都是以现浇混凝土为主进行的,但是由
于受到工程施工技术水平、设计理念和环境因素的影响,使得在现浇混凝土结
构成型之后经常会有裂缝的出现,这些裂缝的出现不仅影响了建筑结构的安全
性、整体性,而且造成建筑物整体标准的降低,严重影响了建筑结构的使用功
能。针对建筑结构混凝土柱头裂缝产生原因进行分析,这些裂缝的出现主要是
因为以下几方面因素造成的。
1 、混凝土本身的温度裂缝
混凝土结构在施工的过程中本身有着构成复杂的特点,是一种复合型的建
筑材料,这种建筑材料中间包含了许多的化学物质,也正是这些化学物质的物
化反应,使得混凝土具有着承载能力强、承担荷载力度高的优势。就混凝土的施
工而言,它在施工的构成中是一个重要的化学反应过程,其最为突出的环节便
是混凝土水泥水化热,这个反应过程是以放热为主的,是将反应中产生的热量
排在空气中,从而使得混凝土干缩,形成混凝土最终形态。但是在混凝土柱施工
中,由于柱体结构大、混凝土用量多的特点,使得水泥水化反应所释放出的热量
也较多,受到外界温度的影响,极容易导致这些温度无法及时的释放出去,从而
产生内外温度差异过大,从而造成混凝土变形,最终产生裂缝。
2 、荷载裂缝
这类裂缝是混凝土柱结构施工中最容易产生的,由于柱头的承载能力强、
抗压要求高的影响,混凝土在抗剪、抗弯方面必须要具备高强要求。但是对于大
部分混凝土柱的柱头施工而言,在施工的过程中都无法满足重荷载、高压力的
应对力,从而使得整个柱头的剪力、水平抵抗力得不到保障,使得柱头表面产生
了大量的裂缝,这些裂缝主要集中在混凝土柱内侧,同时以费水平裂缝为主,故
此,在裂缝分析的过程中需要将抗剪、抗弯、扭曲等方面的裂缝及时的进行研
究,做好有关预防和控制工作。
二、混凝土柱头裂缝的预防和加固处理措施
参照过去多年的工程施工实践进行分析,在混凝土结构当中,整个混凝土
柱头裂缝的产生原因与工程施工技术和管理规范的关系密不可分,是需要从多
个角度入手处理的。在目前的混凝土柱头裂缝处理和加固工作中,整个加固处
理措施如下:
1 、加固设计
1.1框架柱混凝土裂缝加固技术
粘贴碳素纤维:如部分框架柱轴压比超过现行规范规定,可根据碳纤维布
有关试验结果,框架柱经碳纤维布缠绕加固后,增加柱混凝土侧向约束,有效提
高构件在地震荷载作用下的变形性能。通常对框架加固设计采用粘贴2~3层碳
素纤维布(满布)。普通混凝土加大截面:根据现场实际情况和施工条件,采取在
原柱的四周加包80~100mm厚、混凝土强度等级为C25~C35的钢筋混凝土,以
增强该区域内框架柱承载能力。
1.2框架梁加固处理
梁支座附近斜裂纹的处理,对于梁上支座附近和集中荷载作用处的斜裂
纹,如果是因为梁体抗剪承载力不足引起构件抗剪承载力降低,加固设计主要
是解决如何提高构件抗剪承载力的问题,可采取结构胶粘巾钢板剪力箍的方法
进行处理,钢板表面抹1∶3水泥浆20厚。
如框架主梁端部箍筋配置情况不能满足现行规范最小配箍率要求,加固设
计时也可采用梁端粘贴U型碳纤维布提高构件抗剪能力。
2 、加固施工技术
2.1框架混凝土柱头裂缝加固技术
混凝土层表层现剥落、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以凿除,对于较大
面积的劣质层在凿除后应用聚合物水泥砂浆进行修复。裂缝部分如有必要应首
先进行封闭处理。用混凝土角磨机、砂纸等工具去除混凝土表面的浮浆、油污等
杂质,柱面的混凝土要打磨平整,尤其是表面的凸起部位要磨平,转有粘贴处要
进行倒角处理并打磨成圆弧状(R≥10mm)。用吹风机将混凝土表面清理干净并
保持干燥。用滚筒刷均匀涂抹;于混凝土表面,等胶固化后(固化时间视现场气
温而定,以指触干燥为准),再进行下一步施工。混凝土表面凹陷部位要填平,模
板接头等出现高度差的部位应填补,尽量减少高度差。
2.2粘贴钢板法加固施工
因原柱混凝土保护层表面强度一般较低,故应凿混凝土保护层,新旧混凝
土结合部位的表面应凿毛,并沿柱高方向每隔500mm的间距凿出15~20mm的
凹糟,形成剪力键,新增柱纵向钢筋与原柱纵向钢筋用直径不小于20mm的钢筋
焊接牢固,间距与剪力键间距相同。为了加强新老混凝土的粘结,除按前面所述
的混凝土柱子表面做些处理,即凿成凹槽、清除松动石子等措施,以增大新旧混
凝土咬合力,还可在混凝土中加入8%~10%的UEA明矾石膨胀剂,以补偿收
缩、加大新旧混凝土之间的摩擦力。柱的加固顺序自下而上。
2.3普通混凝土加大截面法加固施工 粘钢加固一般应按以下工艺过程进
行:
混凝土和钢板表面打磨、去尘处理→胶粘剂配制→涂胶粘剂→粘贴→固
定、加压→固化→卸压、检验。
粘贴钢板前先用钢丝刷除去表面松浮物,用砂轮机打平后用吹风机吹净灰
尘,然后用脱脂棉蘸酒精洗净表面。钢板表面先用砂轮机打磨一遍,再用砂布手
磨一下,直至出现金属光泽,然后用脱脂棉蘸酒精拭干净。JGN 胶粘剂为甲、
乙两组份,使用时配比为A:B=1:4,用天平称出后立即搅拌,直至均匀为止。胶
粘剂配制好后,先用抹刀在已处理好的混凝土表面涂一层胶,用刮刀来回刮几
次,使得胶能塞满孔隙,然后再涂一层胶,约1.5mm厚(中间厚,两边薄)。将钢板
铺在上面,用力挤压一遍,确保粘贴密实。最后用粘土砖加压,压力在0.06MPa,
胶液刚刚从钢板边缝挤压出。粘贴后在常温下固化24h,然后才拆除加压荷载。
三、结束语
对一些重要的框架工程,加固施工不能影响建筑物的正常使用。同时要求
加固施工不能对外界环境产生不利影响。设计人员应多方论证选择,充分利用
新材料,使施工周期缩短,对结构正常使用和对外界环境的影响减少至最低,以
取得良好的社会、经济效益。
参考文献
〔1〕 俞邦瑞摘译.近年来结构工程事故分析〔J〕.建筑结构,1987,
(2).
〔2〕 司明军等.钢筋混凝土结构屋面梁、板裂缝的鉴定与处理〔J〕.混凝土,
2002,
(8).
〔3〕 钢筋混凝土板常见裂缝的成因分析及防治〔J〕.建筑技术开发,2003,
(6).
辛 晶
(身份证号:230102197904285241 邮编: 150086)
[摘 要]混凝土以其价格低、取材方便、抗压强度高、塑性强、耐火性好、不易风化、养护费用低的优势受到建筑业内人士的亲睐,成为当今建筑结构中使用
最广泛的建筑材料。但是就混凝土结构而言,裂缝问题一直是困扰混凝土发展的重要因素,它的出现严重影响了结构质量。本文从混凝土柱的特点入手,阐述了裂
缝产生原因和有关加固处理措施,旨在为同行工作提供参考。
[关键词]混凝土柱 裂缝 承载面 荷载
随着社会经济和科学技术的飞速发展,城市建设进程不断加快,建筑物规
模越来越宏伟,结构越来越复杂,高度不断提升。在这些建筑结构当中,混凝土
柱一直发挥着不可替代的作用,它不仅承担着支撑上部建筑结构荷载力的特
点,而且具备保证建筑结构整体性和质量的作用。经过多年实践分析,在建筑施
工中,混凝土柱头的裂缝问题一直是影响混凝土柱施工质量的主要因素,如何
合理、有效的控制这一区域的混凝土施工质量至关重要,是保证混凝土结构质
量的重要依据。
一、混凝土柱头裂缝产生原因分析
在当前的混凝土结构施工中,一般都是以现浇混凝土为主进行的,但是由
于受到工程施工技术水平、设计理念和环境因素的影响,使得在现浇混凝土结
构成型之后经常会有裂缝的出现,这些裂缝的出现不仅影响了建筑结构的安全
性、整体性,而且造成建筑物整体标准的降低,严重影响了建筑结构的使用功
能。针对建筑结构混凝土柱头裂缝产生原因进行分析,这些裂缝的出现主要是
因为以下几方面因素造成的。
1 、混凝土本身的温度裂缝
混凝土结构在施工的过程中本身有着构成复杂的特点,是一种复合型的建
筑材料,这种建筑材料中间包含了许多的化学物质,也正是这些化学物质的物
化反应,使得混凝土具有着承载能力强、承担荷载力度高的优势。就混凝土的施
工而言,它在施工的构成中是一个重要的化学反应过程,其最为突出的环节便
是混凝土水泥水化热,这个反应过程是以放热为主的,是将反应中产生的热量
排在空气中,从而使得混凝土干缩,形成混凝土最终形态。但是在混凝土柱施工
中,由于柱体结构大、混凝土用量多的特点,使得水泥水化反应所释放出的热量
也较多,受到外界温度的影响,极容易导致这些温度无法及时的释放出去,从而
产生内外温度差异过大,从而造成混凝土变形,最终产生裂缝。
2 、荷载裂缝
这类裂缝是混凝土柱结构施工中最容易产生的,由于柱头的承载能力强、
抗压要求高的影响,混凝土在抗剪、抗弯方面必须要具备高强要求。但是对于大
部分混凝土柱的柱头施工而言,在施工的过程中都无法满足重荷载、高压力的
应对力,从而使得整个柱头的剪力、水平抵抗力得不到保障,使得柱头表面产生
了大量的裂缝,这些裂缝主要集中在混凝土柱内侧,同时以费水平裂缝为主,故
此,在裂缝分析的过程中需要将抗剪、抗弯、扭曲等方面的裂缝及时的进行研
究,做好有关预防和控制工作。
二、混凝土柱头裂缝的预防和加固处理措施
参照过去多年的工程施工实践进行分析,在混凝土结构当中,整个混凝土
柱头裂缝的产生原因与工程施工技术和管理规范的关系密不可分,是需要从多
个角度入手处理的。在目前的混凝土柱头裂缝处理和加固工作中,整个加固处
理措施如下:
1 、加固设计
1.1框架柱混凝土裂缝加固技术
粘贴碳素纤维:如部分框架柱轴压比超过现行规范规定,可根据碳纤维布
有关试验结果,框架柱经碳纤维布缠绕加固后,增加柱混凝土侧向约束,有效提
高构件在地震荷载作用下的变形性能。通常对框架加固设计采用粘贴2~3层碳
素纤维布(满布)。普通混凝土加大截面:根据现场实际情况和施工条件,采取在
原柱的四周加包80~100mm厚、混凝土强度等级为C25~C35的钢筋混凝土,以
增强该区域内框架柱承载能力。
1.2框架梁加固处理
梁支座附近斜裂纹的处理,对于梁上支座附近和集中荷载作用处的斜裂
纹,如果是因为梁体抗剪承载力不足引起构件抗剪承载力降低,加固设计主要
是解决如何提高构件抗剪承载力的问题,可采取结构胶粘巾钢板剪力箍的方法
进行处理,钢板表面抹1∶3水泥浆20厚。
如框架主梁端部箍筋配置情况不能满足现行规范最小配箍率要求,加固设
计时也可采用梁端粘贴U型碳纤维布提高构件抗剪能力。
2 、加固施工技术
2.1框架混凝土柱头裂缝加固技术
混凝土层表层现剥落、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以凿除,对于较大
面积的劣质层在凿除后应用聚合物水泥砂浆进行修复。裂缝部分如有必要应首
先进行封闭处理。用混凝土角磨机、砂纸等工具去除混凝土表面的浮浆、油污等
杂质,柱面的混凝土要打磨平整,尤其是表面的凸起部位要磨平,转有粘贴处要
进行倒角处理并打磨成圆弧状(R≥10mm)。用吹风机将混凝土表面清理干净并
保持干燥。用滚筒刷均匀涂抹;于混凝土表面,等胶固化后(固化时间视现场气
温而定,以指触干燥为准),再进行下一步施工。混凝土表面凹陷部位要填平,模
板接头等出现高度差的部位应填补,尽量减少高度差。
2.2粘贴钢板法加固施工
因原柱混凝土保护层表面强度一般较低,故应凿混凝土保护层,新旧混凝
土结合部位的表面应凿毛,并沿柱高方向每隔500mm的间距凿出15~20mm的
凹糟,形成剪力键,新增柱纵向钢筋与原柱纵向钢筋用直径不小于20mm的钢筋
焊接牢固,间距与剪力键间距相同。为了加强新老混凝土的粘结,除按前面所述
的混凝土柱子表面做些处理,即凿成凹槽、清除松动石子等措施,以增大新旧混
凝土咬合力,还可在混凝土中加入8%~10%的UEA明矾石膨胀剂,以补偿收
缩、加大新旧混凝土之间的摩擦力。柱的加固顺序自下而上。
2.3普通混凝土加大截面法加固施工 粘钢加固一般应按以下工艺过程进
行:
混凝土和钢板表面打磨、去尘处理→胶粘剂配制→涂胶粘剂→粘贴→固
定、加压→固化→卸压、检验。
粘贴钢板前先用钢丝刷除去表面松浮物,用砂轮机打平后用吹风机吹净灰
尘,然后用脱脂棉蘸酒精洗净表面。钢板表面先用砂轮机打磨一遍,再用砂布手
磨一下,直至出现金属光泽,然后用脱脂棉蘸酒精拭干净。JGN 胶粘剂为甲、
乙两组份,使用时配比为A:B=1:4,用天平称出后立即搅拌,直至均匀为止。胶
粘剂配制好后,先用抹刀在已处理好的混凝土表面涂一层胶,用刮刀来回刮几
次,使得胶能塞满孔隙,然后再涂一层胶,约1.5mm厚(中间厚,两边薄)。将钢板
铺在上面,用力挤压一遍,确保粘贴密实。最后用粘土砖加压,压力在0.06MPa,
胶液刚刚从钢板边缝挤压出。粘贴后在常温下固化24h,然后才拆除加压荷载。
三、结束语
对一些重要的框架工程,加固施工不能影响建筑物的正常使用。同时要求
加固施工不能对外界环境产生不利影响。设计人员应多方论证选择,充分利用
新材料,使施工周期缩短,对结构正常使用和对外界环境的影响减少至最低,以
取得良好的社会、经济效益。
参考文献
〔1〕 俞邦瑞摘译.近年来结构工程事故分析〔J〕.建筑结构,1987,
(2).
〔2〕 司明军等.钢筋混凝土结构屋面梁、板裂缝的鉴定与处理〔J〕.混凝土,
2002,
(8).
〔3〕 钢筋混凝土板常见裂缝的成因分析及防治〔J〕.建筑技术开发,2003,
(6).