工业厂房楼面结构裂缝控制技术研究

郑伯群

（中建二局第二建筑工程有限公司，广东 深圳 518000）

1 引言

通过对国内外建筑楼面结构裂缝问题的调研与分析，得出楼面结构裂缝问题出现的成因来自多个方面，同时该问题也是现阶段工程结构领域中普遍存在的情况，楼面结构裂缝不仅对整个建筑结构的稳定性、耐久性有极大的影响，也为后期建筑的使用埋下安全隐患。

针对工业厂房楼面结构裂缝问题，如何有效应用裂缝控制技术，是目前各相关人员需要考虑的问题。本文基于楼面结构裂缝对工业厂房使用的负面影响，提出具体的裂缝控制技术的应用，结合实际案例，对裂缝控制技术要点进行深入探讨，以期能够有效避免楼面结构裂缝问题发生。

2 工业厂房楼面结构裂缝类型

通过对现阶段工业建筑建设情况的调研与分析可知，楼面结构裂缝是工业建筑使用期间普遍存在的问题，由于工业厂房使用功能特殊，楼面结构裂缝问题的发生不仅对工业厂房使用功能有较大的影响，若未能得到有效控制，还会威胁工业厂房的整体结构安全。目前，我国工程结构领域对此方面质量通病解决的突破极为迫切。

工业厂房楼面结构裂缝类型，主要包括以下几种：

1）由于外荷载作用影响形成的楼面结构裂缝。由于厂房结构承受的外荷载作用力超过自身的抗拉强度而产生的裂缝，即为荷载裂缝。具有吊车梁结构的工业厂房出现荷载裂缝问题的概率较高。

2）因结构变形导致的裂缝。温度、混凝土收缩、膨胀等均是引起楼面结构裂缝的主要因素。热胀冷缩是混凝土结构明显的基本特征，当楼面混凝土结构因温度影响发生变形时，其变形过程会受到约束力作用，当约束应力大于结构的抗拉强度时，混凝土结构就会产生裂缝，即为温度裂缝。

3）受到外荷载作用影响，因结构次应力产生形成的裂缝。不属于常规计算范围内的外荷载应力，即为结构次应力。如工业厂房楼面结构较为复杂，尤其是横、纵单元交叉处，在动荷载、静荷载等外荷载作用下产生的应力引发的裂缝，会降低楼面结构的稳定性，难以保证后期工业厂房使用安全。

3 工业厂房楼面结构裂缝控制技术应用

3.1 以加大截面为主的裂缝控制技术

通过增加工业厂房楼面混凝土结构的截面面积，在不影响工业厂房使用功能的前提下可以增强结构的承载力，有利于提升工业厂房楼面结构的整体稳定性与安全性。具体操作如下：

首先，在工业厂房楼面混凝土受弯构件受压区添加混凝土现浇层，以增加截面面积，以此提高构件正截面与斜截面的抗弯及抗剪强度，同时提高截面刚度，满足工业厂房楼面结构加固补强的需求。

其次，随着截面钢筋面积与强度的增加，受弯构件正截面的承载力也会随之增强。其中，主筋的增加能提升原构件正截面的有效抗弯强度；受弯区新添加的截面部分和原构件共同承担外部荷载作用下所产生的应力，使工业厂房楼面结构性能得到有效改善的同时，降低楼面结构产生裂缝的概率。加大截面施工工序流程可参考图1。

图1 加大截面施工工序流程

最后，应用以加大截面为主的裂缝控制技术的过程中，需要特别注重受弯区新添加的截面部分与原构件结合面强度的把控，若结合面强度不足，也会增加工业厂房结构裂缝发生的概率。以开展剪切试验的方式掌握受弯区新添加的截面部分与原构件结合面的强度，根据试验中结合面裂缝大小确认结合面受剪性能对构件承载力的具体影响。基于GB 50367—2006《混凝土结构加固设计规范》计算结合面的承载力Vu，计算公式为：

式中，μ为摩擦系数；Avf为穿过预裂面的钢筋总面积，mm2；fy为钢筋屈服强度，MPa。

当结合面出现裂缝后，截面钢筋受到拉力的作用，钢筋受到的拉力促使结合面混凝土受压，从而提高结合面抗剪承载力，改善结合面的延性，保证新旧混凝土结合面强度，减少工业厂房楼面结构裂缝问题发生[1]。

3.2 以外包钢加固为主的裂缝控制技术应用

利用特制的建筑结构胶在工业厂房楼面混凝土构件表面粘贴钢板，以此增强楼面结构承载力。在实际施工过程中，需要严格把控环境的温度与湿度，同时做好相应的防腐蚀措施。施工操作简单、效率高，并且不会对工业厂房结构外形产生破坏，同时满足工业厂房日常使用需求。缺点是成本较高，在长期振动影响下，工业厂房楼面结构耐久性不断降低，需要做好日常维护工作。柱结构的外包钢加固平面可参考图2。

图2 外包钢加固平面图

3.3 低压注浆法

若厂房楼面结构裂缝宽度在0.2～0.3 mm，可以采用低压注浆的方式对结构裂缝进行修补。根据工业厂房楼面结构裂缝控制技术要求，选择合适的注浆材料，以此提升楼面结构耐久性。未贯通的结构裂缝，以传统注浆的方式对其进行修补时，在操作过程中，若压力没有得到严格把控，极有可能因压力过大而导致结构裂缝宽度变化。基于此，应用低压注浆法，施工人员可根据现场情况控制每次注浆材料的注入量，待注浆完成后，利用钢爪钉对注浆完成的裂缝部位进行加固处理，既能提升工业厂房结构裂缝处理后的整体性，对结构裂缝宽度进一步扩大也有良好的遏制效果。

3.4 楼面上层钢筋网保护加强技术应用

厂房内四周阳角处的房间，并且与阳角间隔1 m处是极易出现裂缝的部位，导致该类型裂缝问题出现的成因与混凝土自身收缩特性及受到外部温差影响有着直接关系，和楼面处距离越近的裂缝，其宽度越大。纵、横方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁是对厂房的四周阳角进行约束的对象，使楼面混凝土结构无法出现自由变形情况；在外部温差与混凝土收缩特性的双重作用影响下，楼面的配筋薄弱处最先出现裂缝情况。

因此，针对上述厂房楼面结构裂缝问题，可选择应用楼面上层钢筋网保护加强技术，利用楼面混凝土板中钢筋的抗拉受力对外部荷载产生的弯矩进行抵抗以及达到有效控制楼面结构裂纹的作用。前提是必须有效保护楼面上层钢筋网。首先，若为楼面双层双向钢筋，需要进行钢筋小撑马设置，其纵横间距最大不超过60 cm，有利于强化对钢筋网的保护效果。其次，待底板钢筋绑扎作业结束后，合理安排线管预埋与模板收头的穿插工序，通过控制作业人员在绑扎完板面钢筋上的数量，减少人员作业活动对板面钢筋性能的影响。最后，在易发生结构裂缝问题的部位设置临时性活动跳板，以增加接触面积的形式预防楼面上层钢筋因踩踏出现变形情况。通过合理应用楼面上层钢筋网保护加强技术，降低楼面结构裂缝问题发生概率，并增强工业厂房楼面结构的稳定性[2]。

3.5 楼面结构裂缝表面处理

楼面结构裂缝表面处理技术是现阶段较为常见的裂缝修补工艺，具有操作简单、效率高等特点。当楼面结构裂缝对结构承载力无影响时，可以应用此项技术对楼面结构裂缝进行处理。首先，对现有的楼面结构裂缝进行凿毛处理，处理完成后，在裂缝表面均匀喷射水泥砂浆，形成一定厚度的保护层；其次，根据楼面结构裂缝宽度及深度控制水泥砂浆喷射厚度；最后，若裂缝宽度小于0.2 mm，可采用涂膜封闭法，既能提升楼面结构的耐久性，又能满足短时间内快速控制裂缝进一步扩大的要求。

楼面结构裂缝表面处理技术无法对裂缝内部进行深度处理，需要做好后续定期检查处理工作，尽可能减少楼面结构裂缝问题发生。当楼面结构裂缝宽度超过0.2 mm时，需要对裂缝所在位置进行开槽处理，开凿八字形凹槽，同时将槽内的异物清除干净，再按照比例配制搅拌好的水泥砂浆涂抹在裂缝部位，待抹平处理完成后，使用环氧胶泥对其进行嵌补处理，以此达到加固补强的作用效果[3]。其中环氧胶泥具有抗渗、抗冻、防腐蚀、无污染等特点，混合固化后形成一种高强度、坑冲击、耐磨损、高黏结力的固结体，能够有效抵抗外力引起的变形，降低体系产生的内应力，提高材料的适应性能。其热膨胀系数与混凝土接近，故不易从被黏结的基材上脱落，并避免了因材料胀缩差异大造成界面应力过大而引发涂层脱空、开裂等情况出现。

4 结语

综上所述，原材料质量不合格、工艺操作不规范、外部环境等均是影响工业厂房楼面结构裂缝出现的主要成因，所出现的楼面结构裂缝也有较大差异，楼面结构裂缝问题若不能得到有效解决和控制，不仅会缩短工业厂房的使用期限，也会增加额外维修成本，严重时会引发一系列安全事故，造成无法挽回的损失。为了改善工业厂房楼面结构性能以及降低裂缝问题出现频率，可根据楼面结构裂缝类型分析楼面结构裂缝问题出现的具体成因，在此基础上选择具有针对性的裂缝控制技术，再结合裂缝问题的严重程度确定是否需要对其进行加固处理，确保楼面结构裂缝问题有效解决，提升工业厂房楼面结构稳定性与安全性，从而减少上述问题的发生，为工业厂房正常使用提供安全保障。