现浇混凝土结构裂缝分析

赵红玉

1.混凝土裂缝产生机理

混凝土作为一种复合建筑材料，由砂石骨料、水泥及其它外加材料混合而成的非均质脆性材料，其抗压性能良好而抗拉性能很差，抗拉强度只有抗压强度的1/8-1/20，并且不与抗压强度成比例地增加，其极限拉伸变形很小，因而极易产生裂缝，轻者使混凝土构件内部的钢筋被腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性等，严重的将威胁到人民的生命财产。通过近代仪器己经发现混凝土承受荷载以前，在凝结硬化过程中就有微裂缝的存在。水泥石和集料间的粘结强度为水泥石抗拉强度40%-70%，因此，水泥石和集料间的粘结面是混凝土的薄弱环节。出于混凝土成型后的泌水作用而在相骨料下缘形成水隙，在混凝土硬化后成为细微裂缝。这些微裂缝（凝结裂缝），在荷载或其它物理化学作用下，在集料和水泥石的接触面上传播和发展。另外，水泥水化造成的化学减缩而引起水泥石体积变化，使水泥石与骨料的界面上产生了分布均匀的拉应力，导致界面上形成许多微细的裂缝，其分布有随机性，而这些裂缝在外界荷载作用下或环境变化时会发展而形成可见宏观裂缝，目前规范或规程按计算控制的主要是宏观裂缝。

温度引起的裂缝一种情况是大体积混凝土因水泥水化热导致内外温差过大所引起的温度应力超过混凝土早期抗拉强度时引起的裂缝，另一类是混凝土因环境温度变化而产生膨胀或收缩变形，其中收缩变形又受到外界的约束或内部钢筋的阻碍而产生裂缝。其它还包括混凝土硬化前产生的表而裂缝、混凝土收缩变形时受到约束产生的裂缝、材料不良引起的裂缝等。

对于目前住宅现浇楼板存在的裂缝问题同样没有形成比较一致的处理意见，而更多的是从设计上采取一定构造措施、施工中加强混凝土配合比控制和养护等几方面提出相关建议，从实际效果来看确实收到了一定成效，但楼板裂缝的形成原因确实有其特殊性和复杂性，无法以一般大体积混凝土裂缝控制、非荷载原因来解释分析，对于砖混结构、剪力墙结构等也有其截然不同的分布规律和形态特征。

2.裂缝产生原因

2.1温度裂缝

表面温度裂缝走向无一定规律性：梁板式或长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；大面积结构裂缝常纵横交错。深进的和贯穿的温度裂缝，一般与短边方向平行或接近于平行，裂縫沿全长分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，一般在015mm以下。裂缝宽度沿全长没有太大的变化。温度裂缝多发生在施工期，缝宽受温度变化影响较明显，冬季较宽，夏季较窄。沿断面高度，裂缝大多呈上宽下窄状，但个别也有下宽上窄情况，遇上下边缘区配筋较多的结构，在时也出现中间宽两端窄的梭形裂缝。

2.2沉陷裂缝

沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成的不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30°～45°角方向发展，较大的沉陷裂缝往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。

2.3塑性收缩裂缝

塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一、互不连贯的状态。较短的裂缝一般长20-30cm，较长的裂缝可达2-3m，宽1-5mm。一般认为是在施工阶段，多为规则的条状，很少交叉。常发生在结构变截面处，往往与受力钢筋平行，多发生在大体积混凝土中梁、板、柱等小块体构件、预应力构件极少产生收缩裂缝。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等。

2.4构造裂缝

由于结构构件的构造不合理，设计和施工处理不当造成的一种裂缝形态。构造裂缝的常见类型有：①楼板四周负弯筋部位，由于配筋不合理、施工不到位或施工过程的踩踏破坏，而形成楼板构造裂缝。②楼板预埋PVC管线处，由于混凝土厚度变薄，而出现构造裂缝。③后浇带部位施工处理不当形成的明显开裂等。

2.5施工原因裂缝

在钢筋混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理，施工质量低劣，可能产生各种形式的裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现裂缝。

2.6由外荷载引起的裂缝

大部分开发商强调施工工期，对于很形象，直观的主体结构更是如此。由于施工工期紧，工序技术间歇时间被取消，这样必然会造成早期堆载（如钢筋，模板材料的堆放）的不良影响。虽然理论上讲，此时楼板的堆载全由其模板支撑体系受力，但在实际上，由于楼板模板龙骨是在考虑允许模板面板存在1/250变形的情况下设计的，且对堆载集中力不予考虑，因此楼板混凝土终凝不久，施工中又堆放上一层柱钢筋、模板材料，施工堆载又为不均匀和瞬时荷载，其必然对混凝土的结构造成内部影响，加大内部早期围观了裂缝。 [科]