关于混凝土悬挑板裂缝问题的探讨

关于混凝土悬挑板裂缝问题的探讨
作者：易忠国
来源：《城市建设理论研究》2013年第09期
摘要：在通常情况下钢筋混凝土悬挑板结构的裂缝是不可避免的，但其有害程度是可以控制的，结构一旦出现裂缝，要积极的采取措施处理，使其满足使用要求及耐久性要求。

关键词：悬挑板；裂缝；措施
中图分类号：TU528文献标识码： A 文章编号：
在建筑工程结构中，由于使用功能要求及美观要求，一些建筑物需要设置较长的悬挑板。

在北方寒冷地区，这类悬挑板一般都会不同程度的出现横向或纵向裂缝，从而影响建筑物的使用功能及耐久性，下面就裂缝产生的原因及处理方法进行探讨。

一、问题概述
1、工程概述
某别墅建设工程，位于东北辽阳地区，建筑面积624m2，钢筋混凝土框架结构，8度抗震设防，悬挑板板厚110mm，挑出墙面1500mm，采用42.5级普通硅酸盐水泥搅拌的C30混凝土浇筑。

2、该工程于2011年4月开工，同年11月竣工，竣工后使用两个月后，发现悬挑板沿纵向出现等距（约2400mm）裂缝，缝宽约1mm，如下图所示。

图现场拍摄悬挑板裂缝
二、悬挑板裂缝产生原因分析
1、温度裂缝
裂缝产生的主要原因是混凝土的变形。

如温度变形、收缩变形、基础不均匀沉降变形等,此类因变形引起的裂缝几乎占到全部裂缝的８０%以上。

在变形作用下,结构抗力取决于混凝土的抗拉性能,当抗拉应力超过设计强度时,则产生裂缝。

辽阳地区地处东北南部，冬季寒冷 ,室内外温差大,冬季室内采暖温度为 18-20℃左右 ,室外最低气温可达零下 30℃以下 ,室内外温差及混凝土的收缩变形 ,在混凝土悬挑板中部产生了较大的横向水平拉应力 ,当温差产生的拉应力超过悬挑板混凝土的抗拉强度时 ,则产生裂缝。

此时
以缝为界分为两块 ,若内力重分布后的板块内拉应力小于混凝土的抗拉强度 ,悬挑板将不再开裂。

2、设计原因
目前国际上结构的设计原则是整个建筑结构的功能必须满足两种状态的要求:即①承载力极限状态,以保证结构不产生破坏,不失去平衡,不产生破坏时过大变形,不失稳。

②正常使用极限状态,以确保结构不产生超过正常使用状态的变形、裂缝及耐久性、振动及其它影响使用的极限状态。

该别墅工程中对第一极限状态已给于足够重视并严格执行,而对第二种极限状态却未给予足够重视。

3、施工原因
该悬挑板设计图纸中，悬挑板配筋只给出了受力筋的配筋φ10@100，分布筋只给出了相关图集，施工单位施工时，未严格按照图集要求配筋，导致分布筋配筋直径及间距不符合图集要求，为后期出现裂缝埋下了隐患。

三、悬挑板裂缝的处理
1、裂缝的处理方法介绍
（一）结构加固法
结构加固的目的有结构强度加固、稳定性加固、刚度加固、抗裂性能加固四种。

对结构或构件存在的强度（拉、压、弯、剪、扭、疲劳）、刚度（挠曲）、裂缝（由受力、温度、沉降）、稳定（由倾斜、偏歪、长细比过小）、沉降（由不均匀荷重或不均匀地基、淤泥层、大孔土地基、回填土等引起的）、使用（净空尺寸不够、振动、钢筋锈蚀，结构腐蚀）等方面的问题，要区分局部性还是全局性的，关键部位还是次要部位的，在分析了问题产生的主要原因后，分别根据处理的原则和界限，视具体情况和条件，有针对性地采取适当加固方法。

（二）内部修补法
内部修补法是用压浆泵将胶结料压入裂缝中，待其凝结、硬化而起到补缝作用，以恢复结构的整体性。

这种方法适用于对结构整体性有影响，或有防水、防渗要求的裂缝修补。

常用的灌浆材料有水泥和化学材料，可按裂缝的性质、宽度、施工条件等具体情况选用。

一般对宽度大于0.5mm的裂缝，可采用水泥灌浆，对宽度小于0.5mm的裂缝，或较大的温度收缩裂缝，宜采用化学灌浆。

水泥灌浆法：主要施工程序是钻孔、冲洗、止浆、堵漏、埋管、试水、灌浆。

钻孔一般采用风钻进行，孔距l～1.5m，除浅孔采用骑缝孔外，—般钻孔轴线与裂缝呈30～45度斜角，孔
深应穿过裂缝面0.5m以上，当有两排或两排以上的孔时，宜交错或呈梅花形布置，但应注意防止沿裂缝钻孔。

冲洗在每条裂缝钻孔完毕后进行，其顺序按竖向排列自上而下逐孔冲洗。

止浆及堵漏待缝面冲洗干净后，在裂缝表面用1:2的水泥砂浆或用环氧胶泥涂抹。

埋管（一般用直径19～38mm的钢管作灌浆管）安装前应在外壁裹上旧棉絮并用麻丝缠紧，然后旋入孔中，孔口管壁周围的孔隙用旧棉絮或其它材料塞紧，并用水泥砂浆或硫磺砂浆封堵，防止冒浆或灌浆管从孔口脱出。

试水是用0.098～0.196MPa压力水作渗水试验，采取灌浆孔压水、排气孔排水的方法，检查裂缝和管路畅通情况，然后关闭排气孔，检查止浆堵漏效果，并湿润缝面以利于粘结。

灌浆应采用42.5级以上的普通水泥，可使用2:1、1:1、0.5:1等几种水灰比的水泥净浆，灌浆压力一般为0.294～0.491MPa，压浆完毕时浆孔内应充满灰浆，并填入湿净砂，然后捣实，每条裂缝应按压浆顺序依次进行。

化学灌浆：化学灌浆能控制凝结时间，有较高粘结强度和一定的弹性，恢复结构整体性效果较好，适用于各种情况下的裂缝修补处理。

灌浆材料应根据裂缝性质、裂缝宽度和干燥情况选用。

常用的灌浆材料有环氧树脂浆液（能修补缝宽0.2mm以下的干燥裂缝）、甲凝（能灌0.03～0.1mm的干燥细微裂缝）等。

环氧树脂浆液具有粘结强度高、施工操作方便、成本低等优点，应用最广。

（三）表面修补法
适用于对承载能力没有影响的表面裂缝的处理，也适用于大面积细裂缝防渗、防漏的处理。

表面涂抹水泥砂浆法：将裂缝附近的混凝土表面凿毛，扫净并洒水湿润，先刷水泥净浆一层，然后用1:2的水泥砂浆分2～3层涂抹，总厚度控制在15mm左右，并用铁抹抹平压光。

为了使砂浆与混凝土表面结合良好，抹光后的砂浆面应覆盖塑料薄膜，并用支撑模板顶紧加压。

表面涂抹环氧胶泥法：涂抹环氧胶泥前，先将裂缝附近80～100mm宽度范围内的灰尘、浮渣用压缩空气吹净，或用钢丝刷、砂纸、毛刷清除干净并洗净，如表面潮湿，应用喷灯烘烤干燥、预热，以保证环氧胶泥与混凝土粘结良好。

表面凿槽嵌补法：沿混凝土裂缝凿一条深槽，槽内嵌水泥砂浆或环氧胶泥、聚氯乙烯胶泥等，表面作砂浆保护层。

槽内混凝土面应修理平整并清洗干净，不平处用水泥砂浆填补，待槽内干燥后再行嵌补。

嵌补前先用素水泥浆或稀胶泥在基层刷一层，然后用抹子或刮刀将砂浆或环氧胶泥、聚氯乙烯胶泥嵌入槽内压实，最后用1:2水泥砂浆抹平压光。

2、悬挑板裂缝的处理
结合上述各种裂缝处理方法，该别墅悬挑板裂缝处理于2012年5月份采用环氧树脂注射和钢丝网水泥组合法进行。

首先用环氧树脂法修补裂缝。

先用压缩空气喷射法将裂缝处的污垢和松散材料清除掉，每条裂缝周边用快凝环氧树脂凝结剂封住，并在裂缝端头装上喷嘴，等粘结剂养护好后，即向缝中注入结构环氧树脂。

注射过程中上部喷嘴作为排出空气的通道。

然后用钢丝网水泥修补法处理整个悬挑板面层。

先用喷砂法把混凝土表面打毛，然后压缩空气除去松散的材料和尘土。

在混凝土表面抹一层水泥素浆后，再抹一层1∶2水泥砂浆（厚约5mm），2h后用水泥钢钉把一层钢丝网固定在混凝土表面。

抹第二层水泥砂浆，压实盖住钢丝网即可。

四、结束语
通过以上的处理措施处理后，该别墅悬挑板经过一冬时间的使用，至本文截稿时未出现新的明显裂缝。

参考文献：
[1] 杨丽波：关于挑檐板裂缝问题的探讨，煤炭技术，2002年7月
[2] 陈广成：混凝土悬臂挑檐板裂缝的原因及预防措施，科技资讯，2007年18期
[3] 王海峰，王鑫，赵福智：寒区女儿墙、挑檐板水平裂缝的探讨，低温建筑技术，1997年02期。