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房屋框架梁裂缝的检测鉴定与加固设计探析

2024-11-11 79 上传者：管理员

摘要：房屋框架梁作为主体结构的关键组成部分，一旦出现裂缝将直接影响建筑物的安全使用。为了提高建筑的稳定性，分析了房屋框架梁裂缝检测鉴定与加固的重要性，以实际工程为例，通过合理的检测鉴定方法确定其存在的裂缝，并提出具体的加固设计方案。该方案包括压力灌浆法、钢板加固法等，还提出其他能够解决裂缝的加固设计方法。研究表明，通过合理应用加固技术，可以规避建筑工程质量隐患、提高房屋安全性和使用寿命。

关键词：
加固设计
房屋安全性
房屋框架梁
检测鉴定
裂缝
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在房屋建筑的漫长生命周期中，结构安全始终是人们关注的焦点。然而，由于设计缺陷、施工不当、材料老化或环境因素等多重因素的影响，房屋在使用过程中往往会出现各种结构性裂缝。其中，框架梁裂缝尤为引人关注，它们不仅破坏了建筑的美观性，更可能对房屋的整体稳定性和安全性构成严重威胁。因此，对于房屋框架梁裂缝的检测鉴定和加固设计显得至关重要。近年来很多学者也对此问题提高了重视，并取得了一些研究成果，比如张锟在研究中通过对某工程实例的调查分析，研究了地基不均匀沉降引起的框架结构裂缝特征，并提出了相应的检测与处理方法，为类似问题的解决提供了参考。薛善伦等通过理论分析和工程实践，研究了地基不均匀沉降引起框架梁板裂缝的规律，提出了包括植筋加固在内的处理措施，并通过有限元方法进行了验证，具有较好的指导意义。宋小辉等对某高层建筑框架梁斜裂缝进行了全面检测，分析了裂缝成因，并从结构受力角度提出了粘贴钢板加固的处理建议，对保障建筑安全具有重要参考价值。总的来说，房屋框架梁裂缝问题涉及原因分析、检测评估、加固设计等多个环节，需要从材料、结构、施工等多角度进行系统研究。只有通过科学的方法及时识别裂缝的成因和程度，并采取合理的加固措施，才能够有效保障房屋结构的稳固和延长其使用寿命，确保居住者的生命财产安全。

1、房屋框架梁裂缝检测鉴定与加固的重要性

房屋框架梁作为建筑主体结构的关键承重组件，一旦出现裂缝，将直接影响整个结构的完整性和承载能力，因此及时、准确地检测、鉴定裂缝的成因、严重程度等至关重要。此外，及时检测和加固房屋框架梁裂缝，还能有效延长建筑物的使用寿命。裂缝本身就会加速钢筋混凝土结构的退化，如果不及时处理，将会加剧钢筋锈蚀、混凝土碱骨料反应等破坏性过程，使结构承载力持续下降。而合理的加固措施，如植入钢筋、包裹碳纤维布、注浆灌浆等，不仅可修复受损部位，还可提高结构整体的耐久性。大面积的裂缝会影响建筑物的使用功能，如渗漏、开裂、剥落等，破坏房屋的外观质量和内部环境。通过检测和加固，彻底解决上述问题，可以让房屋保持良好的使用性能，让居住者获得更加舒适安全的生活环境，提升房屋的经济价值和使用寿命。

2、工程概况

某工程位于某城市中心地段，为多功能综合楼，该建筑为地上6层的框架结构，总建筑面积约8700m2。为应对基地内复杂的地质条件，建筑采用了柱下钢筋混凝土交叉条形基础，并对场地地基土进行了压密注浆加固处理，处理后的复合地基承载力达到了180kPa，为上部建筑提供了良好的基础支撑。

该建筑1-3轴为一层，3-6轴为六层。框架结构主要采用现浇钢筋混凝土，设计强度等级为C25，底层为C30。二层及以上的墙体主要采用M5混合砂浆和MUO粘土实心砖砌筑，而底层剪力墙则采用M5混合砂浆和MU10粘土实心砖砌筑。除了二层楼面和屋面采用现浇钢筋混凝土结构外，其他部位均采用预应力多孔板结构。该建筑的抗震设防等级为6，整体结构体系较为完整。

然而，在压密注浆加固过程中，因地基处理涉及杂填土和淤泥质粉土，并在框架布置中设置了后浇带，因此影响了底层结构的整体性。值得关注的是，在施工完成后，建筑物底层出现了部分框架梁板的裂缝问题，这不仅威胁了建筑的结构安全，也可能导致后续使用过程中的各种功能性问题。因此，需要对此进行深入的检测鉴定和针对性的加固设计，确保建筑物的长期安全稳定运行。

2.1 房屋框架梁裂缝的分布

经过仔细的现场检查，研究团队揭示了建筑底层明显的裂缝问题，主要分布在承重框架梁和填充墙上。特别是在②轴和③轴附近的框架梁端部，观测到的裂缝呈现出垂直走向，且宽度在顶端分别为0.80mm和2.50mm，表现出上端宽下端窄的形态，并且这种裂缝沿着梁的两侧面延伸。同时，在②至③轴之间的填充墙上，也发现了斜向的明显裂缝，这些裂缝与③轴呈平行排列，最大的裂缝宽度甚至达到了4.00mm。这些问题不仅影响了建筑的美观，更给建筑的结构安全造成了威胁。

为了深入了解裂缝产生的原因，研究人员采用回弹法对5根有裂缝的底层梁进行了混凝土强度的检测。结果表明，梁3的混凝土抗压强度经过换算后达到了37.2MPa，与设计要求相符，具体如表1。

之后研究人员通过钢尺和钢筋磁感仪对此建筑物出现裂缝的5跟梁进行了检测，重点检测梁的横截面尺寸，得到表2的相关数据，据此我们可以发现，此建筑出现裂缝的5根框架梁的钢筋配置是符合设计标准的，并且横截面的尺寸也与设计相符。

表1 建筑构件混凝土强度监测结果

对施工现场进行了细致的勘查之后发现，该建筑在施工期间所发生的一些沉降基本上是比较均匀的，最大的沉降量为19.0mm，最小的沉降为17.5mm，上下幅度不大。然而，研究人员在实际调研中发现，之前使用的沉降观测仪器及布设点存在一定的测量精度问题。为了获得更为准确可靠的数据，他们随后采用了更为精密的二级测量标准，连续观测了3个月，共观测了9次，并将观测点重新设置在了底层框架柱的位置上。通过反复观测，可以确定2轴和3轴之间存在一定的沉降量，测量沉降量为5.5mm。并且在观测研究的过程当中，我们发现其沉降的速度可以确定为0.043mm/d，由此可以明确此建筑的沉降还处于不稳定的状态。

2.2 房屋框架梁裂缝的成因分析

通过对建筑构件强度的检测和分析，结果表明：①出现裂缝的框架梁在钢筋配置、截面尺寸、混凝土强度等方面均符合设计相关要求，因此可排除材料质量问题。②从裂缝形态分析，可初步确定裂缝源于相邻基础的不均匀沉降。具体表现为与沉降较大的柱相连的梁顶部裂缝较小，而与沉降较小的柱相连的梁底部裂缝较小。这说明基础差异性沉降直接影响框架梁的受力状态，导致裂缝的产生。③结合实际的沉降监测数据，可以明确②轴与③轴基础之间存在高达5.5mm的差异沉降量。如此大的基础差异沉降，无疑会造成建筑结构局部失衡，从而引发裂缝。④尽管工程采用了压密注浆法对地基进行了加固处理，但由于场地存在较厚的淤泥质粉土，加固措施未能彻底改变地基的不利条件。后浇带的设置虽然有利于缓解基础差异沉降，但由于软土地基稳定期较长，单凭这一措施仍难以从根本上解决问题，最终导致了裂缝的发生。总之，建筑物底层出现严重的裂缝问题，主要源于地基不均匀沉降，加之地基加固效果不佳，这是造成结构失衡的根本原因。后续需要针对性地采取加固措施，以确保建筑物的整体结构安全。

表2 钢筋配置情况及截面尺寸

2.3 裂缝检测鉴定结果分析

经过检测与分析，该房屋框架梁出现裂缝的主要原因是底层某些轴间基础存在差异沉降。为防止问题进一步扩大，需要采取以下措施：①对受影响区域进行有效支撑，卸载部分重量，同时持续观测裂缝和基础沉降情况，如发现异常需及时上报。②待基础沉降稳定后，对开裂构件进行可靠的加固补强处理，此过程中不应考虑原有钢筋的抗力作用，因裂缝开展宽度较大。③虽然目前裂缝尚未影响结构安全，但已降低了构件耐久性和使用性。因此，需及时修复所有裂缝，确保工程质量和结构耐久性。

总的来说，及时发现并妥善处理这些裂缝问题，对于维护工程质量、确保结构安全和耐久性至关重要。相关责任方应高度重视，采取恰当措施，彻底消除安全隐患。

2.4 房屋框架梁裂缝的加固设计

经过一年多的观测期后，工程所在房屋的裂缝和基础沉降问题趋于稳定。原设计单位遂提出了加固方案，并委托专业队伍实施。

加固设计主要采用以下措施：①裂缝处理采用压力灌浆法，确保环氧树脂充分渗透密实。具体做法是先在裂缝两侧设置灌浆嘴，用环氧胶泥将裂缝临时封闭，通过试压确保完全密封后，再将低粘度环氧树脂浆液注入裂缝内部，施加一定压力使其充分渗透，待浆液固化后再将灌浆嘴封口。②框架梁采用钢板加固，梁底及梁端分别采用8mm和10mm厚钢板，并通过锚栓等固定，确保粘结牢固。施工过程中，首先用砂轮机将梁底和梁端侧面打磨粗糙，增加粘结面的附着力;然后使用JGN建筑粘结剂将钢板粘贴至梁身上，采用加压固定方式，并在梁端和梁底钢板交接处焊接锚栓，增强材料的整体性。⑶填充墙则采用双向钢筋网片复合1:3水泥砂浆进行整体加固。在现有墙体上设置凹凸面，形成粘结面后，先铺设双向钢筋网片一层，再采用分层浇筑砂浆的方式逐层施工，通过分层振捣使砂浆充分密实。施工过程中，首先对裂缝周边进行封闭处理，然后通过压力将环氧树脂浆液注入裂缝内部，待固化后封口；钢板加固部位则先用结构胶粘贴钢板，再通过锚栓等固定方式，确保粘结质量。

经过近三年的跟踪调查，加固后的房屋未发现新的变形和裂缝，可见加固措施卓有成效。加固不仅解决了原有问题，更为房屋结构提供了可靠的安全保障，确保了工程质量和结构耐久性。该工程的加固案例为今后类似情况提供了宝贵经验，凸显了精心设计和科学施工对于加固效果的重要性。及时发现并切实解决各类质量安全问题，是确保工程质量和安全的根本之策。

3、其他加固技术分析

3.1 碳纤维布包裹加固法

碳纤维布包裹加固法是一种常用的构件加固手段，它的主要工序包括：表面处理→涂刷环氧树脂浸渍液→粘贴碳纤维布→固化养护。首先，需要对梁体表面进行打磨处理，去除浮浮灰、油污等，以增强后续粘结的附着力。之后用滚筒在梁体表面均匀涂刷一层环氧树脂浸渍液，作为碳纤维布的粘结剂层。随后将预先切割好的一纤维布整体攥粘在梁体表面，用滚筒反复压实，使纤维布完全浸渍并无气泡残留。最后待环氧树脂固化并养护一段时间后，完成整个加固工序。

该方法的优势在于施工便捷、操作简单，且碳纤维布本身重量极轻、性能优异，不会增加构件自重，提高了加固效果。同时碳纤维的耐久性也较强，有利于长期维持加固效果。但其缺点是对裂缝的封闭修补效果不佳，如果原构件裂缝过大，则需结合其他补强措施共同实施。此外，碳纤维布价格较高，工程造价也相对较大。

3.2 植筋粘结加固法

植筋粘结加固法主要工序包括：铣槽开孔→植筋粘结→灌浆封孔。首先按照设计要求在构件表面铣切出一系列长条形的槽孔，这些槽孔需按一定间距和规格分布。然后将预制的新型支撑筋(如碳纤维筋或钢筋)植入槽孔内，并用环氧树脂胶浆固定粘结。待环氧胶浆初凝后，在支撑筋顶部进行灌浆，形成整体加固体系。

该方法的优点是能够直接在构件内部植入支撑筋，大大提高其承载力和抗弯刚度，并且通过材料选择，可以调整支撑筋的耐腐蚀和耐久性。此外，支撑筋能够与原构件协同工作，有利于更好传递应力。但该方法的局限性在于工序较为复杂，需要专业人员操作;施工质量控制也更加苛刻，需精心控制好槽孔尺寸和支撑筋埋设位置，施工过程也有一定噪音和扬尘污染。

4、结束语

综上所述，房屋框架梁裂缝的检测鉴定与加固设计是一项系统性、综合性的工作，需要多学科知识的交叉应用。通过本文对实际工程案例的分析探讨，提出了具体的检测鉴定与加固设计方法，为房屋框架梁裂缝问题的处理提供了完整的技术对策，对于提高建筑工程质量、保障人民群众生命财产安全具有重要的理论指导意义和工程应用价值。相信通过持续努力，必将进一步完善裂缝检测鉴定与加固设计的技术体系，为建筑行业的高质量发展贡献力量。

参考文献:

[1]张锟.地基不均匀沉降引起的框架结构裂缝检测与处理[J].安徽建筑,2024,31(02):162-164.

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[3]陈彬.预应力混凝土框架梁裂缝控制实用方法的探讨[J].居业,2023,(12):62-64.

文章来源:马春福,陈俊标.房屋框架梁裂缝的检测鉴定与加固设计探析[J].广东建材,2024,40(11):37-40.