秦淮河漫滩地质条件下框架梁的裂缝检测及加固
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摘要：本文通过对已产生裂缝的某办公楼进行相应项目检测，分析了造成混凝土框架梁开裂的主要原因,并采取了相应的加固处理方法。
关键词：检测；裂缝；沉降；钻芯；加固
1 工程概况
某办公楼为框架结构二层，已使用四年，建筑面积1900m2,平面尺寸24x40m，柱网5x8m，楼面板采用预应力混凝土空心板。
房屋在使用过程中发现该楼的墙体和混凝土框架梁出现了裂缝。经普查,在②轴，⑦轴和⑨轴墙体上产生了由J轴向A轴、自上而下的45°内外贯通斜裂缝，缝宽约1mm左右。
2 检测及分析
2.1 构件实体混凝土强度情况
为确定两根受损严重的二层楼面梁的混凝土强度，采用了钻芯法检测，混凝土的设计强度等级为C30。
抽取裂缝最严重的两根二层楼面梁进行钢筋配置扫描检测。两根梁的配筋设计均为底部六根双层直径25mm的Ⅱ级钢筋，支座部分未设计弯起钢筋，梁的截面宽度为240mm、高度为700mm，箍筋加密区段为1150mm，采用φ8或φ12@100、非加密区段按照φ8@200配置，如图3所示。从现场检测的情况来看,底部主筋的数量及规格均按设计要求配置,但保护层厚度偏大,其数值在30-65mm,大部分在35mm以上；箍筋在加密区段上的配置则均未按设计要求进行加密，而是全部按 @ 200的间距进行配置。
2.3 房屋沉降和倾斜情况
对该办公楼进行沉降观测和房屋大角的垂直度观测后，经过计算，其最大沉降量为0.69mm，平均沉降量为0.36mm,最大沉降速度0.034mm/d,平均沉降速度0.018mm/d。根据《建筑变形测量规范》（JGJ 8-2007）中的有关规定，该办公楼的沉降速度已满足多层房屋小于0.04mm/d的稳定标准；四个大角的垂直偏差分别为18.0mm、12.5mm、28.9mm、34.7mm，倾斜率分别为2.1‰、1.4‰、3.3‰和4.0‰。如图4所示。
通过对房屋垂直度观测数据分析发现，房屋向9/J轴大角方向倾斜，但倾斜率在规范允许范围内。
2.4房屋地基情况
对涉及到该工程质量有关的地质资料进行了查阅,发现该工程场地隶属于秦淮河漫滩地貌单元,地表分布较厚的填土。地质概况如下：
Ⅰ-1层为杂填土,松散,灰色，湿，以粉质粘土为主，夹碎砖块、煤渣。非均质。层厚0.60-1.80m；
Ⅰ-2 层为素填土松散灰黄色、灰色，稍密，以粉质粘土为主，密实性、均匀性较差。层厚2.50-3.90m；
Ⅰ-2a层为淤泥素填土，流塑,深灰色，饱和，具淤味 (局部存在) ；
Ⅱ-1层为粉质粘土，软塑,灰绿、灰黄色，局部粉粒重，欠均匀。层厚5.00-1.70m；
Ⅱ-2层为淤泥质粉质粘土，软塑-流塑,灰色，饱和，合腐植，具淤泥臭味，顶部局部为粉土。层厚7.50-7.80m；
Ⅲ层为粉质粘土，可塑,灰绿色，局部夹灰黄色，未揭穿。
从资料上查阅到该房屋基础为混凝土独立承台，承台间无地梁，Ⅰ-2层素填土作为持力层。从地勘报告上可以看出，在房屋①/A轴大角部位的Ⅰ-2土层下有一层Ⅰ-2a层为淤泥质填土，承载力较低。地勘报告建议挖除Ⅰ-1层杂填土和Ⅰ-2a层淤泥质素填土，对Ⅰ-2层素填土进行夯实，以处理过的Ⅰ-2层素填土作为持力层，并建议加强上部结构的整体刚度。从现有的工程档案资料中未能见到地基验槽方面的相关记录，无法认定Ⅰ-2a层淤泥质填土和Ⅰ-2层素填土的质量情况。
3 框架梁开裂原因分析
综合检测数据和结构验算结果分析,混凝土框架梁承载力满足要求，而梁开裂形态为典型的斜截面破坏。从地勘报告中可以看出，该房屋是建造在天然地基上，以Ⅰ-2层素填土作为持力层，基础为独立柱基，桩基间无连系梁，根据房屋倾斜观测数据反映，房屋向9/J轴方向倾斜。由于楼面采用预制空心板，纵横墙少，框架结构整体刚度较差，房屋建成后柱基之间的初始差异沉降造成的框架变形给框架梁上施加了外力，框架结构对柱间沉降较为敏感，当框架梁不足以抵抗此外力时，引起框架梁开裂。
4 加固处理方案
考虑到地基变形已稳定，裂缝不会进一步发展，决定对框架梁采用环氧树脂灌浆和粘贴钢板进行加固，对墙体裂缝进行粉刷处理。
对二层开裂的混凝土框架梁进行加固补强处理的方法如下：
（1）加固前对宽度大于或等于0.3mm的裂缝采用环氧树脂为灌浆材料进行化学灌浆，对二层结构平面梁2/A-C轴的裂缝，处理前对梁设置可靠的支撑，并对梁进行卸载，使裂缝大部分闭合，再进行灌浆处理；
（2）梁的加固采用粘贴钢板法，钢板采用A3钢，结构胶采用JGN结构胶；粘贴前先清除混凝土表面，再对需粘贴钢板的混凝土表面进行打磨，对U型钢板箍需将梁角打磨成圆弧；
（3）梁上部纵向钢板与柱的连接采用植筋方法进行连接，钢筋与钢板焊接的焊缝厚度大于6mm，采用E50系列焊条；
（4）施工时粘贴的钢板采用膨胀螺栓临时固定，每道U形钢板箍采用4-5个膨胀螺栓，纵向钢板每600mm间距设一个膨胀螺栓，膨胀螺栓的直径均为10mm；
（5）加固完成后对加固所采用的金属件进行防腐处理。
5 结语
业主组织有关单位对该办公楼进行加固处理后，在近一年的时间内各方面使用情况良好。通过对该工程的检测、分析，我们体会到，在检测工作中必须认真分析造成建筑物致损原因的各环节，并根据其特点，才能提出较为科学与经济的加固方案。