混凝土圈梁、过梁质量控制措施研究

混凝土圈梁、过梁质量控制措施研究

作者：魏梁向德庆

来源：《建筑工程技术与设计》2014年第14期

摘要：在现浇钢筋混凝土结构实际施工中，往往会忽视圈梁的施工，导致出现各种问题，这就需要对圈梁出现的裂缝进行修补和加固。本文探讨了现浇钢筋混凝土圈梁收缩裂缝控制的问题，并阐述其裂缝问题的分类及原因，最后提出混凝土圈梁裂缝加固的方法。

关键词：混凝土；过梁；裂缝；加固施工；

0.引言

近年来，随着人们生活水平的不断提高，城市居民的居住水平得到了很大的改善。在多层住宅中，砖混结构的应用越来越为普通，钢筋混凝土圈梁是混合结构中常设结构构件之一，且多为现浇。当跨越门窗洞口时，往往兼作过梁，此种情况本文称作圈过梁。钢筋混凝土圈过梁的受力一般分为

两种情况，一种是主要承受梁板荷载作用；另一种是仅承受上砌体自重的作用。对于前者，当荷载的作用足以使混凝土受拉边缘混凝土开裂时，其裂缝宽度可按混凝土结构设计规范来进行计算，对于后者，砌体自重的作用在混凝土中产生的拉应力，尤其考虑圈过梁与砌体的共同作用后，不足以导致混凝土开裂，这种情况下，裂缝的出现主要是混凝土收缩及温度作用的结果，本文结合某工程实例，探讨以混凝土收缩和温度作用为主要因素的钢筋混凝土圈过梁裂缝控制问题。

1.裂缝的分类及产生的原因

通过对混凝土结构裂缝上部位、走向、宽度的分析，裂缝不具备受弯拉裂、受剪切断和配筋不足或过量等受力破坏原因的成缝特征，而是具备轴拉裂缝的典型特征。因此，顶层楼板在温差较大的影响下，产生较大水平内力，作用于圈梁层，在上述梁上表现为轴向拉力，超过混凝土轴向抗拉强度，是裂缝产生的原因。

（1）塑性沉缩裂缝

在现浇混凝土施工中，混凝土的质量将影响到结构的整体性，如果配合比设计不当，或混凝土级配差别大、水灰比控制不严、构件厚度大等问题，都会导致混凝土固化缓慢，尤其在混凝土振捣过程中，会出现粗骨料下沉，水泥浆上浮等问题，最终导致混凝土的密实度不能达到设计要求，在混凝土养护过程中，在其表面出现裂缝，上浮的水泥浆会导致混凝土表面收缩率增大，混凝土的沉缩裂缝一般产生于混凝土初凝后、终凝前。

（2）塑性干缩裂缝

所使用的水泥本身收缩率较大，或水泥的用量过多。混凝土中掺入外加剂的影响，比如氯化钙等常常会加大混凝土的干缩值。构件的体、表比值过小，致使混凝土中水分容易蒸发，容易产生干缩。养护与防护：忽视了对新浇筑的混凝土的养护、遮盖、挡风等防护措施，致使失水过快，塑性混凝土在表面收缩和内部约束作用下，薄弱的硬结表面就会产生拉应力，造成长度为10～1000mm不等的裂缝。

（3）混凝土后期干缩裂缝

设计人员没有了解到水泥的各种规格和性能，随意选用水泥材料，导致水泥选择不当，如选用了矿渣硅酸盐水泥、快硬性硫铝酸盐水泥，这些水泥如果控制不当，就会在混凝土表面出现干缩裂缝；在混凝土拌合过程中，如果砂石中含泥量过大、外加剂控制不严，最终导致搅拌出来的混凝土坍落度大，当混凝土浇筑成型后，容易产生裂缝；如果当混凝土浇筑完成后，没有做必要的养护，没有在混凝土上覆盖一层塑料薄膜，最终导致混凝土表面的水分迅速蒸发，影响了混凝土的初凝，在一段时间以后将逐渐蒸发产生收缩，如果继续干燥，与水泥形成的结晶水也会开始蒸发，最终水泥将失去活性，产生吸附收缩裂缝；混凝土中的水分蒸发形成了湿度变化梯度，引起收缩拉应力，造成裂缝。混凝土中的各种强度中，抗拉强度最低，仅为抗压强度的7%-11%，混凝土在失水过程中会使体积产生收缩变形，同时又受到内部钢筋的约束作用和外部两固定端的约束，如果应力超过了混凝土的抗拉应力时，就会产量裂缝。

2.圈梁、过梁裂缝的影响

根据过梁的结构形式，如果过梁上产生裂缝以后，这些裂缝会穿过受拉区和受压区，但是过梁结构并没有失效，因为过梁中还有钢筋，里面的钢筋起着抗拉的作用，如果受压区出现了垂直裂缝，这不会影响到混凝土的抗压工作能力；在受压区，过梁起到抗拉作用主要是靠钢筋承担的，混凝土的轴向抗拉应力可以忽略不计，对于梁构件，如果裂缝的宽度小于0.3mm，一般不需要进行裂缝检验和强度校核，如果过梁的裂缝宽度超过了规范要求，就要对过梁结构进行承载能力和结构安全进行鉴定，防止过梁出现裂缝对建筑物结构整体产生影响。

3.裂缝控制措施

对本文就现浇钢筋混凝土圈过梁而言，应该讲混凝土的开裂一般不会降低构件的承载能力，但裂缝过宽会使用户产生"裂缝恐惧"心理，有的会影响构件的耐久性和正常使用性能。因此在工程实践中，应适当加以控制。可以说凡能减少混凝土收缩的各项措施，都是有效的。例如，合理选择水泥品种，适量掺加粉煤灰、减少水泥用量，降低水灰比，保证养护质量，适当延长养护时间和拆模时间等。除此以外，尽量降低温差减少温度变形。从构造而言，适当增加配筋率和采用较小直径的钢筋，也可起到控制裂缝的作用。也就是说，当计算所得裂缝间距超过构件的长度或构件支座之间距离时，裂缝就不会出现。这就需要一方面尽量降低综合温差，另一方面提高混凝土的极限拉伸变形。

4.圈过梁裂缝加固

4.1补强加固的依据

一般当过梁的裂缝超过允许的最大宽度时，就要对圈过梁进行修补和加固，在修补和加固过程中常常采用JGN-Ⅰ型和JGN-Ⅱ型建筑结构胶粘贴钢板，这两种结构粘贴钢板能够有效的修补圈过梁的裂缝：

（1）混凝土-钢板粘结后的剪切强度≥10Mpa；混凝土本体抗压强度≥10Mpa；梁底与钢板的牢固粘结，是保证二者共同工作的首要条件。

（2）结构胶具有良好的韧性和抗老化性能。

（3）结构胶-钢板-混凝土具有尽可能接近的弹性模量、膨胀系数和收缩值，以使变形协调。

4.2构件外部粘钢加固法

构件外部粘钢加固法适用于承受静力作用的一般受弯及受拉构件。

（1）材料规定：加固所用粘结剂，必须是粘结强度高、耐久性好，具有一定弹性。JGN 建筑结构胶的各项强度指标见CECS25-90规范附表1.1。加固钢板采用3号钢200×4，混凝土的抗剪强度设计值F=1.75Mpa。

（2）设计规定：在采用构件外部粘钢加固法时，应该考虑受弯构件正截面受拉区的加固情况，一般可以采用受拉区表面粘钢板法进行施工，采用的是4×200×1500的钢板。

（3）构造规定：粘钢加固基层混凝土围C20；粘结钢板厚度为4mm；粘贴好的钢板表面必须用M15水泥砂浆进行抹面，保证抹面的厚度为30mm。

4.3外包钢加固法

梁外包型钢加固，以乳胶水泥粘贴或以环氧树脂化学灌浆等方法粘结，称为湿式外钢加固法。构造要求：外包钢加固时选用角钢L70×6，沿梁轴线用30×4扁钢与角钢焊接，扁钢间距为150mm；当采用环氧树脂化学灌外包钢加固时，扁钢相应紧贴混凝土表面，并与角钢平焊连。

5.结语

提高混凝土强度等级，增大配筋率P，采用较小直径的钢筋，可有效控制混凝土裂缝。因此像本文所分析之构件，不应单纯依据承载能力要求确定构件配筋，还应从控制裂缝的目的出发，依据过梁跨度计算构件的最低率径比，从而确定其最低配筋率。就整体结构而言，连续式