高层建筑结构加固

摘 要：我国目前的加固和改造行业由于客观上市场需求增大,近年来发展迅速.通过对墙体裂缝的特征、原因与处理措施进行实际分析,提出采取措施并供同行参考.

关 键 词：高层结构；裂缝；处理措施

我国目前的加固和改造行业由于客观上市场需求增大,近年来发展迅速.尽管已取得了一些成果,制定了一些规范标准,成立了学术协会,但总体水平不高,在专业理论上与发达国家比尚有距离.目前对旧厂房的加固改造及基础、粱柱、砌体等单个构件的加固改造研究成果较多,对旧高层建筑从整个结构受力体系及总体功能标准进行加固改造的专题理论研究尚不多见.砌体作为多层建筑的承重和围护结构,一旦出现裂缝,就会影响墙体的使用功能,破坏墙体结构,存在安全隐患.裂缝修补工程的重点是根据裂缝种类进行修补设计,确定其修补材料、修补方法和施工技术.

1.结构裂缝分类

裂缝的分类方法很多,从裂缝便于修补的角度对裂缝进行的分类,可以分为静止裂缝、活动裂缝、未稳定裂缝和不可修补裂缝.静止裂缝是由过去事件引起且形态已稳定不再发展的裂缝.其特点是裂缝宽度和长度稳定,与材料的刚性或柔性无关.活动裂缝是裂缝宽度、长度在现有环境和工作条件下始终不能保持稳定,环境变化,时张时闭的裂缝.修补时,应先消除其成因,确认已稳定后,再依静止裂缝的处理方法修补.在确认对结构、构件的安全性不构成危害时,可使用具有弹性和柔韧性的材料进行修补.未稳定裂缝是裂缝的长度、宽度或数量尚在发展,但经一段时间后将会终止的裂缝,一般情况下应待其停止发展后,再进行修补或加固.

2.裂缝的检测

长度由钢尺测量,一般以裂缝两端直线距离定为裂缝长度；宽度用钢尺、裂缝卡、裂缝读数放大镜测量,一般以裂缝的最宽处长度定为裂缝宽度；沿裂缝凿开、钻芯观察测量、超声法、灌注色彩液法检测,一般以从构件表面裂缝到最大垂直深度的距离定为裂缝深度.构件上裂缝的发展,可通过观察裂缝的数量增加、已测裂缝长度、宽度的增大,确定裂缝在发展.在已观察裂缝两端,划线作为裂缝的端点,并在旁边记上观测日期,定期观察,看裂缝伸出端点没有.若伸出,表明裂缝在变化.在已观察裂缝最宽的部位做上记号或安上千分表支座,定期观察,若裂缝宽度增大,则表明裂缝在变化.

3.常用的裂缝修补方法

利用混凝土表面微细独立裂缝或网状裂纹的毛细作用吸收低黏度且具有良好渗透性的修补胶液,封闭裂缝通道.对楼板和其他需要防渗的部位,尚应在混凝土表面粘贴纤维复合材料以增强封护作用.以一定的压力将低黏度、高强度的裂缝修补胶液注入裂缝腔内；注射前,应按产品说明书的规定,对裂缝周边进行密封.在一定时间内,以较高压力将修补裂缝用的低黏度、高强度的注浆料压入裂缝腔内,达到充填密实的效果；此法适用于处理大型结构贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺陷以及深而蜿蜒的裂缝.

4.裂缝修补材料

合成树脂类主要是改性环氧树脂类、改性丙烯酸酯类、改性聚氨酯类等制成的修补胶液和聚合物注浆料等；适用于裂缝的封闭或补强,可采用表面封闭法、注射法和压力注浆法进行修补.嵌缝密封胶类主要是无流动性的有机硅酮、聚硫橡胶、改性丙烯酸酯、聚氨酯等柔性的结构密封胶；适用于活动裂缝的修补,以及混凝土与其他材料接缝界面干缩性裂隙的封堵.无机胶凝材料类主要是超细无收缩水泥注浆料、改性聚合物水泥注浆料以及不回缩的微膨胀水泥等.纤维复合材料类主要是E玻璃或S玻璃纤维织物、碳纤维织物等增强材料以及与其适配的胶粘剂；适用于裂缝表面的封护与增强.

5.裂缝修补的施工方法

5.1表面封闭法施工

增强塑料封缝,沿裂缝走向,对裂缝两侧将粘贴纤维织物的混凝土表面,用喷砂机或砂轮机打磨平整,直至露出坚实的集料新面,经检查无油渍、污迹后用压缩空气或吸尘器清理干净.在粘贴胶开始配制之前,用白棉纱沾工业丙酮沿裂缝将封闭部分的混凝土擦拭干净,擦拭宽度应大于纤维织物的粘贴宽度.粘贴时,纤维织物片材的经丝应与裂缝方向垂直.胶粘剂在固化过程中,胶液流淌或浸润后应及时补刷.应涂刷一道胶粘剂,并撤上石英砂.待胶粘剂完全固化后抹水泥砂浆或其他灰浆,形成防护面层.

5.2填充密封法施工

沿裂缝走向按设计规定的剖面尺寸骑缝凿槽或切槽,槽应延伸过裂缝末端,槽深端头应弧形,以免造成应力集中的情况.当开槽没有具体的剖面尺寸规定时,槽宽和槽深均应不小于20mm.凿槽或切槽完成后,应用压缩空气或吸尘器清理干净.当设置隔离层时,槽底隔离材料应采用不吸潮膨胀,且不与弹性密封材料及结构本体材料相互发生反应的材料.隔离层应紧贴槽底.采用微膨胀水泥砂浆、聚合物砂浆或细石混凝土填缝时,首先应用水将槽内壁及周边润湿,然后再填入灌缝材料,表面抹压平整后,注意养护,以免表面出现裂缝.

5.3注浆法施工

注浆孔分为直接在裂缝表面固定注浆嘴和钻孔埋管两种.在裂缝表面直接固定注浆嘴适用于一般结构构件,穿斜孔适用于深层裂缝.注浆嘴设置的间距应根据裂缝的大小、注浆材料的性质确定应设在裂缝交叉点、裂缝较宽处和端部.在封缝胶泥处涂刷肥皂水.从进浆嘴压入压缩空气,压力等于注浆压力,观察是否有漏气的气泡出现.若有漏气,应用胶泥修补,直至无气泡出现.灌注用浆应经试配,以测定其初始黏度或稠度.采用化学注浆料,注浆前应检查其初始黏度.拌合化学注浆料时,不应有突然发热变稠的现象,否则应弃用该注浆料.注浆压力应根据注浆材料的种类、性能以及裂缝或缝隙的大小、深度进行控制.待缝内的浆液凝固后,才可拆除注浆嘴.图1为注浆法施工工艺流程框图.

图1注浆法施工工艺流程框图

6.总结

通过对结构裂缝的分析,介绍了裂缝修补的施工方法,为控制墙体裂缝提供措施.为防止高层建筑结构裂缝的发生,选材应慎重,设计应根据实际施工条件进行计算,施工应尽力按设计要求完成工程.做到设计阶段的事前控制,施工过程中的事中控制,才能尽量避免事后加固处理的被动局面.