关于钢筋混凝土框架梁垂直裂缝的思考

关于钢筋混凝土框架梁垂直裂缝的思考

作者：贾东谊

来源：《中国新技术新产品》2011年第08期

摘要：本文结合工程实践分析了钢筋混凝土框架梁垂直裂缝的成因，提出了具体的处理措施，仅供大家参考。

关键词：钢筋混凝土框架梁；垂直裂缝；措施 中图分类号：TU973+.12 文献标识码：A 1前言

在建筑工程中，现浇钢筋混凝土框架梁出现变形裂缝的现象较为普遍，特别是在多高层建筑中，大多是采用框架体系、框剪体系和剪力墙体系。结构选型样式多变，施工高度高，结构刚度大，混凝土用量大。混凝土施工中出现的质量问题，已成为商品房质量纠纷、投诉的热点。它不仅影响使用功能，有损外观，而且破坏结构的整体，降低其刚度，引起钢筋腐蚀，影响持久性强度和耐久性。本文结合工程实践对钢筋混凝土框架梁垂直裂缝的成因和施工控制措施进行有益的探讨。 2 工程概况

某市综合办公楼原设计为七层框架结构，基础为钻孔灌注桩，框架柱混凝土强度等级C35，框架梁（截面尺寸250x700）混凝土强度等级C30，混凝土为现场拌制。水泥采用标号42．5的早强型普通硅酸盐水泥，夏季施工，未掺加缓凝剂。梁拆模后，跨中梁侧面发现多道可见的垂直裂缝，应用户要求，由施工单位会同设计部门和建筑工程质量监督检测站对该工程部分框架梁进行检测，检测了混凝土实体强度、梁底主筋分布及梁开裂形态，并查看了建筑物的沉降观测数据以及现场有关施工资料。 3 裂缝基本特征和现场施工资料情况

3.1 经用回弹仪进行超声回弹综合法检测，检测数据表明，框架梁的混凝土实体强度均达到设计要求C30，混凝土外观质量均未见异常。

3.2 对上述检测混凝土强度的框架梁上下纵向受力钢筋及腰筋采用钢筋扫描仪进行扫描，并打开部分混凝土保护层实测钢筋规格，检测数据表明，框架梁扫描部位钢筋分布均符合设计要求。并发现钢筋表面无明显的锈蚀，钢筋与混凝土的粘着力良好。

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3.3 该楼共设10个沉降观测点。根据基础沉降观测结果，由于为桩基础，沉降量均较小，最大沉降量5.4mm，最小沉降量4.7mm，最大差异沉降量仅0.7mm，未见明显基础不均匀沉降，沉降引起钢筋混凝土框架梁出现裂缝的可能不大。

3.4 该工程所采用的钢筋和水泥的出厂合格证及进场复验报告经核查，均符合相关要求。 3.5 裂缝特征

a．裂缝形态。通过钢筋混凝土框架梁垂直裂缝的检测，裂缝均分布在梁跨中腹部且大致垂直于梁腹纵轴的竖向裂缝，框架梁两侧均有出现，极少数沿梁腹仅一侧出现；有少数裂缝的上端延伸至梁顶的板底，但板底未发现开裂；有较多的裂缝(尤其梁跨中央部位的裂缝)的下端延伸至梁下底边；同一榀框架梁内，中间跨的裂缝多于两边跨的裂缝；有次梁传来集中荷载作用的中间跨的裂缝多于无集中荷载作用的中间跨的裂缝；裂缝多数分布在跨中1／3区段内，而支座附近剪弯区段的裂缝数量相对较少。跨中垂直裂缝基本上呈上下端窄中间宽的形态。b．裂缝宽度。通过对框架梁垂直裂缝的观测统计，所检测梁的最大裂缝宽度为0．35mm，其余大部分在0，l1 mm～0．28 mm之间。裂缝形态大多呈中间大、两头小的形态。c．裂缝深度。经采用超声波探测仪对框架梁垂直裂缝进行深度的检测，用其结果来推测和说明裂缝深度及特征。根据探测数据表明：一般情况下，裂缝中间深两端浅；裂缝的下端比上端深；在同一榀框架梁内，裂缝的宽度越大，深度也越深，裂缝最深的贯穿了250mm的梁宽。d．经测试，除少数裂缝是沿框架梁箍筋位置裂开外，多数裂缝均在梁内二道箍筋之间裂开。 4 原因分析 4.1 设计方面

当梁的截面尺寸较大时，由于中部箍筋问距相对大，在中部梁侧面易产生垂直于梁轴线的收缩裂缝，且多集中在构件的中部，呈中间宽两端窄，裂至梁的上缘及下缘附近，其裂缝形态多沿短方向均匀地分布于相邻两根钢筋之间，且与箍筋平行。这是由于梁上、下缘的附近配有较多的纵向筋，承受较大拉力，混凝土不易开裂；而梁的中部纵向筋稀少，没有足够的强度以抵抗这种拉应力而发生开裂。为此，《混凝土结构设计规范规定》：应在梁两侧沿梁高度配置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋(不包括梁上、下部受力钢筋及架立筋)的截面面积不应小于腹板截面面积的0．1％ ，且其间距不宜大于200mm，该框架梁的截面尺寸为250mm×700 mm，纵向构造钢筋每侧仅配置1根直径为12mm螺纹钢筋，满足不了要求，可能由此引起收缩裂缝。因此在以后设计中应该加强大截面框架梁腰筋构造，构造腰筋的间距按150要求不失为一项控制框架梁垂直裂缝的有利措施。 4.2 混凝土收缩作用

混凝土收缩主要取决于单位用水量和水泥用量，而用水量的影响比水泥用量大；在用水量一定内条件下，混凝土于缩随水泥用量的增大而加大，区增大的幅度较小；在水灰比一定条件

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下，混凝土于缩随水灰比的增加而明显增大；在配合比相同条件下，混凝土干缩随砂率增大而加大，但增大的幅度较小。本工程使用早强型普通硅酸盐水泥。这种水泥的特点是结硬快，早期强度高，收缩大。混凝土收缩随骨料含量的增白而减小，随骨料弹性模量的增加而减小，同时，又回骨料中粘土含量的增加而增大。 4.3 施工方面

硅酸盐水泥在空气硬化时体积会产生收缩，其收缩大小与水泥的矿物组成、细度、水灰比等因素密切相关_3_ 3。而熟料中铝酸三钙的收缩量最大；水泥愈细，收缩愈大；水灰比大收缩也大。因此这种水泥在混凝土浇筑后，如早期养护不良或养护时间不足，在夏天，空气干燥，相对湿度较低，以至于框架梁混凝土表面失水过快而产生剧烈收缩，而且其表面失水远大于内部，再加上结构内外水泥水化热差(内高外低)的影响，最后导致了框架梁混凝土外表收缩快且大、内部收缩慢且小的不均匀收缩，引起框架梁的混凝土由表至里开裂。当这种裂缝上端受到强有力的现浇钢筋混凝土板的约束，下端受到纵向受力钢筋的限制时，就会形成位于梁腹两侧对称的中间宽、两端窄的竖向裂缝。施工速度过快上道工序完成后，混凝土终凝初期，施工机具和材料集中，或过早进入下道工序施工，造成较大施工荷载和震动，也会使其产生裂缝。

4.4 温差作用

由于夏天施工，框架梁板无遮盖自早晨至下午一直受太阳直射，表面高温是正常的，而面层的温度较板下梁的温度高出很多，板的变形较梁的变形量要大，形成了相对的变形差，使屋面梁沿轴线方向出现较大的拉应力，且会随着温度的升高而加大，当此应力超过混凝土的极限抗拉强度时，框架梁就会产生裂缝。 5 结论及处理措施

根据以上分析，基本上可以确定引起构件裂缝的主要因素--是混凝土收缩变形引起的，加之施工方法不科学和设计上框架梁侧面构造腰筋不足未能有效约束这种变形，从而导致了裂缝的形成。钢筋混凝土框架梁垂直裂缝与地基沉降、框架梁正截面承载力没有太大关系。基于此特作以下处理：

5.1 对宽度＜0.35mm的裂缝，首先采用钢丝刷将裂缝处基层清理干净，同时采用喷灯吹干，把缝内的湿气逸出后，然后再用注射器将环氧树脂溶液粘结剂注射裂缝内，防止雨水和空气进入缝内，以免梁内受力钢筋遭到外界影响而锈蚀。注射环氧树脂溶液时应从裂缝的下端开始，针头应插入缝内，缓慢注射入，使粘结剂在缝内向上填充，把缝内的空气向上排出。 5.2 裂缝宽度>0.35mm时，应顺裂缝走向用小凿将缝外部扩凿成“V”形，宽约5mm~6mm，用毛刷把V形槽内颗粒及粉灰清除后同土方法吹干，再将环氧树脂用油漆刀把缝填满。

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5.3 确保装修工程质量，采用碳纤维粘贴，缝两侧各不得少于200mm。在环氧树脂灌注后，用砂轮机或磨光机将裂缝两边粘贴面，进行打磨平整，除去表层浮浆、油圬等杂质。转角粘贴处应进行导角处理或打磨成斜坡状，直至露出粗骨料出现为止。然后粘贴碳纤维布，再进行墙面抹灰。 6 结语

虽然该工程所出现的裂缝，对工程的结构安全性能不会构成重大威胁，只要对裂缝进行封闭性处理，防止外界潮湿空气和水份侵人，使钢筋锈蚀，就可以保证工程结构的安全和使用功能。但裂缝的出现绝对不是合理的，应该严加防范，采取科学有效的措施建造一座座优质的结构工程。 参考文献

[1]俞育均.混凝土框架改扩建结构设计[J].科技资讯，2009-01-23.