混凝土转换梁裂缝成因分析及处理方案

骆迩杰 刘 锋 莫 忧 周昌全 刘跃勇

(1.四川省第十五建筑工程有限公司，四川 南充 637700； 2.核工业西南建设集团有限公司，四川 成都 610017；3.四川渝建研建设工程质量检测有限责任公司，四川 成都 610045)

混凝土转换梁裂缝成因分析及处理方案

骆迩杰1刘 锋2莫 忧1周昌全3刘跃勇3

(1.四川省第十五建筑工程有限公司，四川 南充 637700； 2.核工业西南建设集团有限公司，四川 成都 610017；3.四川渝建研建设工程质量检测有限责任公司，四川 成都 610045)

针对某高层建筑混凝土转换梁拆除模板后，多处转换梁出现垂直贯穿裂缝的情况，根据该工程的结构计算资料和施工图，结合裂缝实际，采用了多种检测方法对裂缝开展原因进行了分析，并提出可行的处理方案，为今后类似的工程提供参考。

转换梁，超声法，非结构性裂缝，封闭处理

0 引言

对于临街高层建筑，往往下面几层要求大空间，或地下室车库，结构采用跨度较大的框架结构，上面为住宅，结构采用剪力墙结构。在两种结构类型不同的位置，就必须设置较大尺寸混凝土的转换梁，对这种转换梁，在施工时稍有不慎，就会引起开裂。其裂缝形成原因主要是温度应力和现场施工通病综合所致，这些通病如保护层厚薄不一、模板对拉杆沿梁高集中于箍筋设置、施工养护不善等等。裂缝的存在虽不影响结构安全，但对结构的耐久性影响较大。

1 工程概况

某高层住宅楼，位于南充市，结构体系为钢筋混凝土框支—剪力墙结构。一层地下室楼层，转换层梁位于地下室顶，其最大截面尺寸为600 mm×2 000 mm,混凝土强度为C50。该楼施工到6楼时，发现转换层梁出现裂缝，且均为竖向裂缝，垂直于梁的长度方向，局部裂缝沿着梁表面贯通。裂缝均出现在箍筋位置及模板对拉螺杆位置，裂缝形状为枣核形及裂缝宽度在裂缝中部较大，随着裂缝的延伸而逐渐变小。现场观察梁的钢筋保护层不足，局部出现露筋现象。因此，需要对其开裂原因进行鉴定分析，并提出处理方案。

2 现场检测及裂缝分析

2.1 裂缝位置、宽度、长度情况检测及分析

现场对转换层梁裂缝进行了鉴定和普查，主要记录裂缝位置及宽度、长度情况，其记录的示意如图1所示。

根据鉴定和普查表明，转换层梁裂缝宽度均在0.3 mm以内，满足规范要求，但裂缝宽度大多在0.2 mm以上，且长度大于0.65 m。

2.2 裂缝深度情况分析

采用超声法进行裂缝深度检测，测量超声脉冲纵波在结构混凝土中的传播速度、首波幅度和接受信号频率等声学参数。当超声脉冲纵波遇到混凝土裂缝时，声学参数会发生明显的变化，并根据这些参数的相对变化，判定混凝土中裂缝的深度。由于现场检测的裂缝部位只有一个可测表面，故采用单面平测法[10]，裂缝深度检测示意图如图2所示。根据测定数据分析，600宽转换梁上裂缝深度最大为131 mm，未贯穿钢筋混凝土构件。

2.3 混凝土强度检测

通过多方案比较分析，采用回弹结合钻芯修正的方法来检测转换层梁混凝土强度比较合理。转换层梁共约52个构件，抽取了19个构件进行回弹检测[7，8]。且在转换层梁上各钻取了2个测区(共6个测区)的混凝土芯样进行抗压强度试验检测，加工、磨平后进行抗压强度试验，用以修正回弹测强的强度。

设计混凝土强度等级为C50，小于推定区间上限值xk1=50.5 MPa，抽样检验批符合设计要求。

2.4 钢筋情况检测

采用钢筋检测仪、钢卷尺等仪器检测转换层梁的配筋情况，抽检了19个主要混凝土检测区域。现场对转换层梁配筋检测结果显示，配筋满足设计要求。

3 裂缝成因分析

根据现场检测情况和分析，裂缝开展主要表现有：

1)均出现在梁两侧的在箍筋位置及模板对拉螺杆位置；

2)裂缝形态为中间宽、上下窄，上裂至板底，下裂至梁底附近；

3)采用超声法进行裂缝深度检测表明裂缝深度在30 mm～140 mm之间，未贯穿转换层梁截面；

4)裂缝宽度均在0.3 mm以内，裂缝宽度未超过GB 50010-2010混凝土结构设计规范的最大裂缝宽度限值要求。

其裂缝形成原因主要是温度应力和现场施工通病，如保护层厚薄不一、模板对拉杆沿梁高集中于箍筋设置等综合所致。具体作用机理为：

1)该工程梁截面尺寸均较大，混凝土强度等级高，当混凝土浇筑后，由于水泥的水化作用，混凝土内部会产生大量的热量，其内部热量不易散发，使混凝土内部温度升高，而其外露表面热量易散发，就必然会造成混凝土内部与表面形成温差，有温差就必然会有温度应力与温度变形，这种温度应力与变形会让混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力大于混凝土的抗拉强度时就会产生裂缝，而本工程保护层厚薄不一、模板对拉杆沿梁高集中于箍筋设置，在这些位置混凝土截面相对其他位置减小，就会出现应力集中，比其他部位更容易开裂。

2)转换层梁截面上部变形受到板的约束，下部受到较强的梁纵向钢筋限制，中部却没有强有力的钢筋约束，这些强约束对梁自身的反约束力，远远大于梁纵向混凝土产生的膨胀变形，使混凝土内部产生的有害温度应力得不到完全释放。必然在垂直于梁纵向方向产生竖向裂缝；混凝土梁的中部产生的温度应力，受反约束力会更大，出现的裂缝越为明显。

综上所述，该工程转换层梁裂缝是温度应力和现场施工通病(保护层厚薄不一、模板对拉杆沿梁高集中于箍筋设置)综合所致，裂缝为非结构性裂缝，不影响结构安全。

4 转换层梁裂缝的影响

转换层梁裂缝虽不影响结构安全，但裂缝的存在，影响结构的耐久性、使用功能及对人们形成心理压力。所以应对裂缝进行有针对性的修复处理，且房屋在今后的使用过程中应加强管理，不能擅自改变房屋的结构布置，也不能任意改变使用用途和增加使用活荷载。若在使用过程中发现异常情况应及时向有关部门报告。

5 转换层梁裂缝处理方案

5.1 裂缝处理工艺流程

对转换层梁裂缝，所有的裂缝都必须进行封闭处理，对于裂缝宽度不大于0.1 mm的裂缝凿“V”形槽，用环氧树脂砂浆封闭裂缝。具体方法：沿裂缝凿“V”槽，槽深20 mm～50 mm，槽宽20 mm～30 mm，然后用钢丝刷将槽清理干净，再用丙酮清洗，最后用环氧树脂砂浆封闭裂缝。对于裂缝宽度大于0.1 mm的裂缝，采用灌环氧树脂砂浆方法处理，工艺流程及技术要求如下：

裂缝处理→埋设灌浆嘴排气管→封缝→试压检查→配制浆液→灌浆→检查有无漏浆→去嘴封口。

5.2 裂缝处理技术要求

灌浆前先用钢丝刷、毛刷、压缩空气机等除去裂缝周围混凝土表面污物和松散物，并用丙酮将裂缝处宽10 cm范围内擦净；埋设灌浆嘴，灌浆嘴的埋设间距一般在200 mm～300 mm之间，并尽量埋设在裂缝较宽处、裂缝交叉处；每条裂缝上均应有灌浆嘴，排浆、排气嘴以便浆液顺利填满裂缝；用环氧树脂砂浆封闭裂缝，待环氧树脂砂浆固化后方能进行灌浆；灌浆前在封闭带和灌浆嘴周围刷肥皂水，用压缩空气检查裂缝封闭情况和灌浆嘴是否漏气；灌浆压力应保持在0.2 MPa～0.3 MPa，灌浆从下至上进行，先从最下面的灌浆嘴进行灌浆，待上面的灌浆嘴流出浆液方能确定该段裂缝已灌密实。

[1] 成 盛.混凝土裂缝特征参数的图形化定量分析新方法[J].浙江大学学报(工学版)，2011(6)：78-79.

[2] 张小亮.混凝土裂缝成因分析及控制[J].山西建筑，2010，36(4)：160-161.

[3] 刘鹏飞．混凝土裂缝的预防与处理[J].水利水电技术，2011(5)：65-66.

[4] 程 培.大体积混凝土裂缝的预防控制技术[J].中小企业管理与科技，2012(12)：31-32.

[5] 吉顺文.混凝土裂缝与内外约束关系研究[J].三峡大学学报(自然科学版)，2011(3)：119-120

[6] 陈肇元.钢筋混凝土裂缝机理与控制措施[J].工程力学，2006(z1)：92.

[7] JGJ/T 23-2011，回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S].

[8] GB/T 50334-2004，建筑结构检测技术标准[S].

[9] GB 50010-2010，混凝土结构设计规范[S].

[10] CECS 21∶90，超声法检测混凝土缺陷技术规程[S].

Analysis of cracks reasons on the concrete cransfer beams and its treatment scheme

LUO Er-jie1LIU Feng2MO You1ZHOU Chang-quan3LIU Yue-yong3

(1.No.15ConstructionCompanyofSichuanProvince,Nanchong637700,China； 2.NuclearIndustrySouth-WesternConstructionGroupCo.，Ltd，Chengdu610017,China； 3.SichuanYujianyanConstructionQualityTestingLimitedLiabilityCompany,Chengdu610045,China)

In this article,after the removal of the template for the concrete transfer beams of the high-rise building, many transfer beams appeared vertically through the cracks. According to the structure of the engineering calculation and construction drawing, combined with the reality of cracks, uses a variety of detection methods to analysis the reasons of cracks , and put forward the feasible treatment scheme to provide a reference for similar projects in the future.

transfer beam, ultrasonic method, non-structural cracks, closed treatment

1009-6825(2014)11-0046-02

2014-01-26

骆迩杰(1972- )，男，工程师； 刘 锋(1977- )，男，工程师； 莫 忧(1973- )，男，工程师，国家一级注册结构工程师； 周昌全(1984- )，男，助理工程师； 刘跃勇(1985- )，男，助理工程师

TU375.1

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