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      貴州皓天工程質(zhì)量鑒定檢測(cè)有限公司【官網(wǎng)】

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      貴陽(yáng)工程質(zhì)量鑒定機(jī)構(gòu):混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的檢測(cè)與修復(fù)

            裂縫問(wèn)題是一個(gè)人們普遍關(guān)心的問(wèn)題,對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)而言,裂縫的存在是十分普遍的現(xiàn)象。大量科研和實(shí)踐都證明了混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是不可避免的,裂縫出現(xiàn)時(shí)荷載常為極限荷載的15%-25%。
             在正常使用荷載作用下,鋼筋混凝上結(jié)構(gòu)一般是帶裂縫工作的,一般肉眼可見的裂縫范圍為0.02-0.05mm,裂縫寬度小于0.05mm 的屬無(wú)害裂縫,對(duì)防水、防腐蝕與承重的影響均可忽略不計(jì)。

             我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范對(duì)一般正常使用條件下混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件最大裂縫寬度的控制標(biāo)準(zhǔn)為0.3mm因此就經(jīng)濟(jì)及科學(xué)觀點(diǎn),一定程度的裂縫是可以接受的。

            但有的裂縫會(huì)造成結(jié)構(gòu)承載能力降低,結(jié)構(gòu)的可靠度下降;有的雖對(duì)承載力無(wú)多大影響,但會(huì)出現(xiàn)諸如混凝上保護(hù)層脫落、鋼筋銹蝕加速和混凝土碳化,降低結(jié)構(gòu)的耐久性或發(fā)生滲漏,影響使用。

            當(dāng)裂縫寬度達(dá)到一定的數(shù)值時(shí),還可能危及結(jié)構(gòu)的安全。因此,如何對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫進(jìn)行評(píng)價(jià)、鑒定、修復(fù),對(duì)結(jié)構(gòu)的使用和維護(hù)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 

              1、裂縫原因與類型
      裂縫形成的原因一般分成兩類:結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫。

            【結(jié)構(gòu)性裂縫】由于直接施加的各種靜力和動(dòng)力荷載所引起的裂縫。由于結(jié)構(gòu)承載力不足應(yīng)力達(dá)到限值引起的,是結(jié)構(gòu)開始破壞的特征。這種裂縫是比較危險(xiǎn)的,如果不對(duì)這類裂縫進(jìn)行處理將對(duì)結(jié)構(gòu)的安全帶來(lái)隱患。

            【非結(jié)構(gòu)性裂縫】由于溫度變化、收縮、不均勻沉降等間接作用, 結(jié)構(gòu)的變形受到約束而引起的裂縫。這種裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)承載力的影響不大,可根據(jù)結(jié)構(gòu)耐久性、抗?jié)B、抗震、使用等方面要求采取修補(bǔ)措施。

            在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中,由于荷載所引起的裂縫只占總數(shù)的20%左右,而由于間接作用所產(chǎn)生的裂縫,大約占裂縫總數(shù)的80%[3]。

            裂縫成因復(fù)雜,對(duì)結(jié)構(gòu)的影響差異也較大。只有在弄清結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)和裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)影響的基礎(chǔ)上,才能確定相應(yīng)的修復(fù)措施。

            2、裂縫調(diào)查與分析
            裂縫成因調(diào)查包括對(duì)【材質(zhì)與施工質(zhì)量】、【設(shè)計(jì)計(jì)算與構(gòu)造】、【使用環(huán)境與荷載】等方面的調(diào)查,是為裂縫分析提供依據(jù)的。

            通過(guò)裂縫現(xiàn)狀觀測(cè)、成因調(diào)查判明是結(jié)構(gòu)性裂縫還是非結(jié)構(gòu)性裂縫。

            裂縫的寬度、長(zhǎng)度保持恒定不變的屬于穩(wěn)定裂縫,只要其寬度不大,符合規(guī)范要求,其危險(xiǎn)性較小,屬安全構(gòu)件;

            裂縫的寬度和長(zhǎng)度隨時(shí)間不斷擴(kuò)展,說(shuō)明鋼筋應(yīng)力可能接近或達(dá)到流限,對(duì)承載力有嚴(yán)重的影響,應(yīng)及時(shí)采取措施。

           3、裂縫的檢測(cè)
            裂縫檢測(cè)就是裂縫現(xiàn)狀檢查,通過(guò)現(xiàn)狀檢測(cè)并繪制裂縫分布圖,為進(jìn)行裂縫分析和危害性評(píng)定提供依據(jù)。

            裂縫外觀檢測(cè)常用的儀器有刻度放大鏡、裂縫對(duì)比卡等,裂縫深度主要采用超聲波法探測(cè)或直接鉆芯法檢測(cè)。檢測(cè)的一般步驟如下: 

            01、繪制裂縫分布圖
            先畫出產(chǎn)生裂縫構(gòu)件的形狀, 然后將裂縫的位置、長(zhǎng)度標(biāo)于圖上,并對(duì)每條裂縫進(jìn)行編號(hào)和注明裂縫出現(xiàn)時(shí)間。

            為便于研究分析,裂縫圖應(yīng)根據(jù)構(gòu)件逐一繪制展開圖,并在圖上標(biāo)明方位。當(dāng)裂縫數(shù)量較多時(shí),可在構(gòu)件有裂縫的表面畫上方格,方格尺寸依據(jù)構(gòu)件的大小以200- 500mm 為宜,在裂縫的一側(cè)用毛筆或粉筆沿裂縫畫線,然后依據(jù)同樣的位置翻樣到記錄本上,對(duì)于特殊形狀的裂縫還要拍照和攝像。

            02、測(cè)定裂縫寬度
            測(cè)定時(shí)把裂縫全長(zhǎng)分為四等分,中央點(diǎn)和兩端,以及中央點(diǎn)和中間的第三分點(diǎn)。測(cè)定裂縫方向上的垂直寬度,使用帶有刻度的專用顯微鏡,將刻度與縫口垂直,量出縫口寬度,記下讀數(shù)并標(biāo)于圖上。

            也可以采用裂縫卡通過(guò)放大鏡估計(jì)裂縫寬度,但這種方法誤差較大。裂縫長(zhǎng)度可用鋼尺測(cè)量,在裂縫的端部要有標(biāo)志,標(biāo)上年月日,以觀測(cè)裂縫的發(fā)展。

            在測(cè)定裂縫長(zhǎng)度和寬度的同時(shí),須同時(shí)確認(rèn)保護(hù)層厚度,保護(hù)層混凝土厚度不宜用鏨鑿開時(shí),可用鋼筋探測(cè)器找出其厚度。

            03、測(cè)定裂縫深度
            檢測(cè)裂縫的深度通常用超聲波法,通過(guò)所測(cè)得的聲時(shí)與探頭之間的關(guān)系推算出裂縫的深度。

            用超聲波測(cè)試裂縫深度,要在避開鋼筋的位置上進(jìn)行,且僅對(duì)一些受力裂縫比較合適,因?yàn)檫@種裂縫兩邊的混凝土一般是完全分離的。如果兩邊的混凝土并未完全分離,用超聲波檢測(cè)是不太準(zhǔn)確的。

            對(duì)于裂縫不深且其走向大致成一直線的構(gòu)件,可以采用直接取芯的方法進(jìn)行檢測(cè)。

            這種方法是在有裂縫的位置,沿深度方向鉆取混凝土芯樣,這樣可以在芯樣側(cè)面直接測(cè)量裂縫深度,其缺點(diǎn)是對(duì)構(gòu)件有一定的破損。

            04、裂縫發(fā)展情況觀測(cè)
            對(duì)于活動(dòng)裂縫,應(yīng)進(jìn)行定期觀測(cè),專用儀器有接觸式引伸儀、振弦式應(yīng)變儀等,簡(jiǎn)單的辦法是騎縫涂抹石膏餅觀察。

            在典型裂縫位置處抹50mm左右見方的石膏餅,觀察石膏餅是否沿原裂縫開裂,就可確定裂縫是否在繼續(xù)發(fā)展。石膏餅開裂寬度大,說(shuō)明裂縫增長(zhǎng)也大,將裂縫的變化情況亦記于圖上。通過(guò)以上觀測(cè)繪制形成的裂縫圖,即可作為裂縫分析的依據(jù)。

            4、裂縫修復(fù)措施
            裂縫處理的原則:
            1)首先應(yīng)能保證裂縫處理后結(jié)構(gòu)原有的承載能力、整體性以及防水、抗?jié)B性能;
            2)其次要考慮溫度、收縮應(yīng)力較長(zhǎng)時(shí)間的影響,以免處理后再出現(xiàn)新的裂縫;
            3)再次應(yīng)防止進(jìn)一步的人為損傷結(jié)構(gòu)和構(gòu)件,盡量避免大動(dòng)大補(bǔ),并盡可能保持原結(jié)構(gòu)的外觀。
            裂縫的類型不同,修復(fù)處理的方法也不相同[3,4],裂縫一般的處理方法有如下幾種:

            01、表面修補(bǔ)
            通過(guò)密封裂縫表面以提高其防水性及耐久性。適用于對(duì)結(jié)構(gòu)承載力無(wú)影響的漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫,深度未達(dá)到鋼筋表面的微細(xì)裂縫(一般寬度小于0.2mm)。

            修補(bǔ)用的材料需要具有密封性、抗?jié)B性和耐老化性,與混凝土的變形要相適應(yīng), 大面積處理時(shí)應(yīng)注意防止空鼓、起皮。

            表面修補(bǔ)法主要有表面涂抹環(huán)氧樹脂、聚氨酯、聚合物砂漿等,表面粘貼常采用玻璃絲布、碳纖維布、土工膜。

            修補(bǔ)處理前應(yīng)將裂縫附近的灰塵浮渣清除干凈,采用表層粘貼封閉時(shí)應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)面進(jìn)行打磨處理。

            02、內(nèi)部修復(fù)
            采用壓漿泵將粘合劑及密封劑漿液灌入裂縫深部,由于膠結(jié)料在裂縫內(nèi)部凝結(jié)、硬化而起到補(bǔ)縫作用,從而達(dá)到恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性及防水性的目的。

            灌漿材料一般要求具有較好的流動(dòng)性,且具有一定的粘結(jié)強(qiáng)度。常用的灌漿材料有水泥和化學(xué)材料,可按裂縫的性質(zhì)、寬度、施工條件等具體情況選用。

            一般對(duì)寬度大于0.5mm 的裂縫,可采用水泥灌漿;對(duì)寬度小于0.5mm 的裂縫,宜采用化學(xué)灌漿。化學(xué)灌漿材料主要為環(huán)氧樹脂和聚氨酯等。

            壓力灌漿分為低壓注入和高壓注入兩種方式,應(yīng)根據(jù)修復(fù)的結(jié)構(gòu)類型和裂縫種類選擇適合的注入方式。

            低壓注入適合寬度較細(xì),深度較淺的建筑物裂縫;高壓注入適合寬度較寬,深度很深的建筑物裂縫。

            目前國(guó)內(nèi)較為成熟的“YJ - 自動(dòng)壓力灌漿技術(shù)”,是一項(xiàng)包括材料、機(jī)具、施工的綜合技術(shù),利用低壓原理,依靠?jī)?nèi)部彈簧壓力和毛細(xì)管作用將樹脂注入微細(xì)裂縫。

            03、加固補(bǔ)強(qiáng)
            結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)是為了防止裂縫再出現(xiàn)和擴(kuò)展,保證結(jié)構(gòu)安全。結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的方法很多,主要有加大截面法、外包角鋼法、粘鋼法、粘貼碳纖維法以及預(yù)應(yīng)力加固法等[4,5]。

            加固方法的選擇,應(yīng)根據(jù)檢測(cè)分析結(jié)果、結(jié)構(gòu)功能降低及加固原因,結(jié)合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、當(dāng)?shù)鼐唧w條件、新的功能要求等因素綜合分析后確定。

            與修補(bǔ)處理不同,由于加固處理目的在于恢復(fù)因裂縫降低的混凝土構(gòu)件的承載力,涉及到建筑物的結(jié)構(gòu)安全和使用功能的改變,因此需要在確認(rèn)安全的基礎(chǔ)上計(jì)算承載力,提出合理的詳細(xì)的方案。

            5、結(jié)語(yǔ)
            混凝土結(jié)構(gòu)中裂縫類型很多,成因復(fù)雜,在實(shí)踐中,應(yīng)根據(jù)裂縫的不同特點(diǎn)分析其產(chǎn)生的具體原因,采取相應(yīng)的方法進(jìn)行修復(fù)處理,有效地控制裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展,減少工程事故的發(fā)生,延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命,最終達(dá)到保證建筑物安全和耐久的目的。
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