混凝土构筑物裂缝产生原因分析预防及处理

余忠生

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

在众多的工程质量问题中，混凝土裂缝现象比较突出，因此必须重视混凝土裂缝分析、预防及处理。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，裂缝不易为肉眼所察觉。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，主要有材料或气候因素、施工不当、设计失误、改变使用功能或使用不合理等常见几种。

一、 钢筋砼常见裂缝原因分析

1、 材料质量

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。

2、 施工工艺

施工工艺涉及的面很广，一般常涉及到的有：

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。

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、浇捣等各道工序中的任何疏漏，都可能是裂缝产生的直接或间接原因。

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、砼保护层太小或太大，浇筑中钢筋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。

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。

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。

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。

4、 温度变形

砼具有热胀冷缩的性质，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。

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0.2~0.4‰，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。

6、 结构受荷

结构受荷后产生裂缝的因素很多，例如早期受震、拆模过早构件堆放、运输、吊装时的支撑或吊装位置不当、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30～40%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0.2～0.3mm。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。

7、设计欠周全。

8、 徐变

砼结构中受弯构件截面砼受压徐变，可以使构件变形增大2~3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。

二、 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。

1、 材料选用

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。

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。

1.3、细骨料：宜用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较低的中砂。

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、 配料

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、禁止任意增加水泥用量。

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。

3、钢筋工程

钢筋的配置应严格按施工图施工，并注意以下各点：

3.1、钢筋品种、规格、数量的改变、代用，必须经设计代为同意。

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。

4、 模板工程

4.1、模板和支架要有足够的刚度，防止施工荷载作用下，模板变形过大造成开裂。

4.2、合理掌握拆模时机。

5、 砼浇筑

5.1、砼浇筑时振捣应均匀、适度。

5.2、加强砼的早期养护，并适度延长养护时间，在高温、干燥或大风的条件下，更应及早进行喷水养护，或者采用覆盖保湿材料等方法。

6、 设计构造

6.1、在满足使用功能的前提下，建筑平面力求简单，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。

6.2、合理布置纵横墙，纵墙开洞应尽可能小。

6.3、控制建筑物长高比，长高比越小，整体刚度越大，调整不均匀沉降的能力越强。

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。

6.5、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。

6.6、适当加强基础刚度和强度。

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。

6.8、正确地设置沉降缝。沉降缝的选定位置合适，构造合理，可以和其他结构缝合并设置。

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，结构缝可以合并设置。

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。

7、 施工技术

7.1、加强地基的检查与验收工作，对较复杂的地基，当探出有不利的地质情况时，必须会同设计、勘察先对其处理，并经验收合格后，方可进行下一步施工。

7.2、开挖基槽时，要注意不扰动其原状结构。

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。

三、处理方法

1．表面修补法

表面修补法主要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、环氧胶泥等材料将裂缝覆盖.

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。

嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法。

3．结构加固法

结构加固中常用的主要有以下几种方法：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。

4．混凝土置换法

混凝土置换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。

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三种方法。

6．仿生自愈合法

仿生自愈合法是模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分，在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。