混凝土构筑物裂缝产生原因分析_预防及处理.docx

杨远萍 1彭旌 2刘新星 3（1.萍乡市建筑工程质量监督站 2.萍乡市建筑工程质量监督站3.萍乡市欣科瑞工程检测技术有限公司）随着我国改革开放和现代化进程的加快，我国的建设规模日渐加大，如何保证建筑工程质量也备受各 级政府和社会各界的广泛关注。而在众多的工程质量 问题中，混凝土裂缝现象更加突出，因此必须重视混凝 土裂缝诚意呢分析、预防及处理。而建筑结构产生裂缝 是很普遍的现象，从理论上说，混凝土结构尤其是受弯 构件总是带裂缝工作的，在使用荷载不大的情况下，没 有裂缝隙或这类结构性裂缝隙非常细微，不易为肉眼 所察觉。但在现实的建筑中，混凝土结构会出现各种各 样的裂缝，其中最常见的要数钢筋砼构件以及砖墙裂 缝。在这里主要讨论钢筋砼梁出现裂缝的原因很复杂， 主要有材料或气候因素、施工不当、设计和施工错误、 改变使用功能或使用不合理等，通常可归纳为以下几 种：1钢筋砼常见裂缝原因分析1.1材料质量材料质量问题引起的裂缝较常见的原因是水泥、砂、石、钢筋等质量不好，只有材料的质量关把好了，工 程质量才会在根本上得到保证。1.2 施工工艺施工工艺涉及的面很广，一般常涉及到的有：1.2.1 水分蒸发、水泥结石的砼干缩通常是导致砼裂 缝的重要原因。1.2.2 砼是一种人造混合材料，其质量好坏的一个重 要标志是成型后砼的均匀性和密实程度。因此砼的搅 拌、运输、浇捣、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏，都 可能是裂缝产生的直接或间接原因。1.2.3 模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、支 撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成砼开裂。施工过 程中，钢筋表面污染、砼保证层太小或太大，浇筑中碰 撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝，施工控制不严，超 载堆荷，也可能导致出现裂缝。为了简化操作， 目前市场上新出了一种自带柴油发电机的压力测试泵， 通过观察规定时间内压力泵上 压力表显示的压力损失值是否超过 0.05MPA 便可判断 管段压力测试的成功与否。1.16 管线回填：1.16.1 回填工作在管道安装完成、试压成功后，并经 咨询工程师验收合格后进行管槽剩余部分的 回填工 作，槽底杂物要清除干净。1.16.2 回填 密 实 度 标 准 ： 胸 腔 部 分 （ 轻 型 击 实 ）95%，管顶以上 30cm 以内（轻型击实）85%，管顶 30cm以上至地面（重型击实）95%。1.16.3 胸腔及管顶以上 30cm 范围内填土： 管道上设 置的砼支墩或其他砼构筑物， 必须在其强度达到设计 强度的 70%以上时，才能回填；管道两侧要同时回填， 两侧高差不得大于 20cm,不得损坏管道，抹带接口及外 防腐层；回填时土中不得含有砖石、瓦块、淤泥等杂物；管道底部的三角部位，用木锤等特别工具填细土（砂）捣实；管顶以上 30cm 以内，要使用木夯夯实；回填土每 层虚铺厚度，对于普通压实工具每层不超过 15cm;沟槽 回填顺序按沟槽排水方向由高向低分层进行。1.16.4 阀门井等附属构筑物回填四周同时进行， 并须 严密夯实，无法行夯之处必要时可回填低标号砼。1.16.5 与本管线交叉的其他管线或构筑物，回填时要 妥善处理。1.17 管道回填前须按规定粘贴标志带。1.18 管道冲洗及消毒：1.18.1 冲洗时间应在用水量较小，水压偏高的时间段 进行，事先通知有关单位，冲水流量不小于 1.5/M/S，冲 洗应连续进行， 当排出口的水色透明度与入口处目测 一致即为合格，经过化验合格后方可通水。1.18.2 冲洗时按 3MG/L 比例在冲洗水内加入漂白粉，配制时要佩带齐全劳保用品。总第 105 期江西建材 4/20081.2.4砼养护，特别是早期养护质量与裂缝的关系密切，混凝土尚处于未完全硬化状态时，如干燥过快，则 产生收缩裂缝，通常发生在表面上，裂缝不规则，宽度 小，另外水泥在水化及硬化过程中，散发大量热量，使 砼内外部产生温差，超过一定值时，因砼的收缩不一致 而产生裂缝。1.2.5避免在极端天气条件下施工，可以减少砼结构 的开裂情况。1.3地基变形在钢筋砼结构中，造成开裂主要原因是不均匀沉 降。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况，由 于地基变形造成的应力相对较大，使得裂缝一般是贯 穿性的。1.4温度变形砼具有热胀冷缩的性质，其线膨胀系数一般为110-5/0C。当环境温度发生变化时，就会产生温度变形， 由此产生附加应力，当这种应力超过砼的抗拉强度时， 就会产生裂缝。在工程中，这类裂缝较多见，譬如现浇 屋面板上的裂缝，大体积砼的裂缝等。1.5湿度变形砼在空气中结硬时，体积会逐渐减小，一般谓之干 缩。收缩裂缝较普遍，常见于现浇墙板式结构、现浇框 架结构等，通常是因为养护不良造成。砼的收缩值一般 为0.20.4，其发展规律是早期快、后期缓慢。因此 对于超长的建筑物或构筑物，通常是掺加微膨胀剂等， 这样可基本解决砼的早期干缩问题。1.6结构受荷结构受荷后产生裂缝的因素很多，施工中和使用 中都可能出现裂缝。例如早期受震、拆模过早或方法不 当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施 工超载、张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。而最常 见的是钢筋砼梁、板受弯构件，在使用荷载作用下往往 会出现不同程度的裂缝。普通钢筋砼构件在承受了3040%的设计荷载时，就可能出现裂缝，肉眼一般不 易察觉，而构件的极限破坏荷载往往是在设计荷载的1.5倍以上，所以在一般情况下钢筋砼构件是允许带裂 缝工作的。在使用过程中，改变原来使用功能，如将办 公室改为仓库、屋面加层、使用不当、增大荷载等均可 能会引起出现裂缝。在钢筋砼设计规范中，分别不同情 况规定裂缝的最大宽度为0.20.3mm。对那些宽度超 过规范规定的裂缝，以及不允许出现裂缝则应认为有 害，需加以认真分析，慎重处理。1.7设计欠周全。 如截面不够、梁的跨度过大、高度偏 小，或者由于计算错误，受力钢筋截面偏小或板太薄、 配筋位置不当、节点不合理、结构构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中，构造处理不当，现浇主梁在搁次梁处如没有设附加箍筋，或附加吊筋以及各种结构 缝设置不当等因素均容易导致砼开裂。1.8 徐变砼徐变造成开裂或裂缝发展的例子工程中也和很 常见。据文献记载受弯构件截面砼受压徐变，可以使构 件变形增大23倍，预应力结构因徐变会产生较大的应 力损失，降低了结构的抗裂性能。2 预防措施通过以上分析，在工程裂缝中有很大一部分是可 以通过设计手段、施工手段来克服。2.1 材料选用2.1.1水泥：应选用水化热较低的水泥，严禁使用安 定性不合格的水泥。2.1.2 粗骨料：宜用表面粗糙、质地坚硬的石料、级配 良好、空隙率小、无碱性反应；有害物质及粘土含量不 超过规定。2.1.3细骨料：宜用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较低 的中砂。2.1.4外掺加料：宜采用减水剂等外加剂，以改善砼 工作性能，降低用水量，减少收缩。2.2 配料2.2.1配合比设计：应采用低水灰比、低用水量，以减 少水泥用量。2.2.2 禁止任意增加水泥用量。2.2.3 配制砼时计量应准确，要严格控制水灰比和水泥 用量，搅拌均匀，离析的砼必须重新拌匀后，方可浇筑。2.3配筋钢筋的配置应严格按施工图施工，尤应重视以下各点：2.3.1 钢筋品种、规格、数量的改变、代用，必须考虑 对构件抗裂性能的影响。2.3.2 钢筋的位置要正确，保护层过大或过小都可能 导致砼开裂，钢筋间距过大，易引起钢筋之间的砼开 裂。2.4 模板工程钢筋砼结构裂缝的预防，在模板工程中应注意以 下几点：2.4.1 模板构造要合理，以防止模板各杆件间的变形 不同而导致砼裂缝。2.4.2 模板和支架要有足够的刚度，防止施工荷载（特别是动荷载）作用下，模板变形过大造成开裂。2.4.3 合理掌握拆模时机，拆模时间过早，应保证早 龄期砼不损坏或不开裂，但也不能太晚，尽可能不要错 过砼水化热峰值，即不要错过最佳养护介入时机。-136-总第 105 期江西建材 4/20082.5砼浇筑适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面 涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青 等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作 用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴 玻璃纤维布等措施。3.2 灌浆、嵌缝封堵法灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗 要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结 材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土 形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结 材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化 学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常 是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达 到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、 塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合 物水泥砂浆。2.5.1 砼浇筑时应防止离析现象，振捣应均匀、适度。2.5.2 加强砼的早期养护，并适度延长养护时间，在 气温高、湿度低或风速大的条件下，更应及早进行喷水 养护，在浇水养护有因难时，或者不能保证其充分湿润 时，可采用覆盖保湿材料等方法。2.6 设计构造2.6.1 建筑平面选型时在满足使用功能要求的前提 下，力求简单，平面复杂的建筑物，容易产生扭曲等附 加应力而造成墙体及楼板开裂。2.6.2 合理布置纵横墙，纵墙开洞应尽可能小。2.6.3 控制建筑物有长高比，长高比越小，整体刚度 越大，调整不均匀沉降的能力越强。2.6.4 合理地调整各部分承重结构的受力情况，使荷 载分布均匀，尽量防止受力过于集中。2.6.5减少地基的不均匀沉降，除了前述的措施外， 在基础设计中可以采取调整基础的埋深度，不同的地 基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法，来调整地 基的不均匀变形。2.6.6 适当加强基础有刚度和强度。2.6.7 层层设置圈梁、构造柱，可以增加建筑物的整 体性，提高砖石砌体的抗剪、抗拉强度，防止或减少裂 缝，即使出现了裂缝，也能阻止其进一步发展。2.6.8 正确地设置沉降缝。沉降缝位置和缝宽的选定 应合适，构造要合理，可以和其结构缝合并设置。2.6.9 限制伸缩缝间距。对体形复杂、地基不均匀沉 降值大的建筑物更应严格控制，同样，也可以和其它结 构缝合并使用。2.6.10 部分窗台砌体应加强。对宽大的窗台下部宜 设置钢筋砼梁，以适应窗台的变形，防止窗台处产生竖 直裂缝。2.7 施工技术2.7.1加强地基的检查与验收工作，基坑开挖后应及 时通知勘察及设计单位到现场验收，对较复杂的地基， 设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探，当探出有不 利的地质情况时，必须先对其加固处理，并经验收合格 后，方可进行下一步施工。2.7.2 开挖基槽时，要注意不扰动其原状结构。2.7.3 合理安排施工顺序。当相邻建（构）筑物间距较 近时，一般应先施工较深的基础，以防基坑开挖破坏已 建基础的地基础。当建（构）筑物各部分荷载相差较大 时，一般应施工重、高部分，后施工轻、低部分。3 处理方法3.3结构加固法当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在 构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加 固、粘贴碳纤维加固、增设支点加固以及喷射混凝土补 强加固。3.4混凝土置换法混凝土置换法是处理混凝土严重损坏的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土 或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。3.5电化学防护法电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作 用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢 筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性 复原法是化学防护法中常用而有效的