现浇钢筋混凝土结构的裂缝防治

吕　恒，李智平（昆明有色冶金设计研究院股份公司，云南　昆明　650051）

现浇钢筋混凝土结构的裂缝防治

吕恒，李智平
（昆明有色冶金设计研究院股份公司，云南昆明650051）

摘要：现浇钢筋混凝土结构裂缝问题是整个工程结构相当普遍的问题，该文探讨了裂缝的成因，裂缝的分类及预防裂缝的措施。阐述了现浇钢筋混凝土结构产生裂缝后对结构的危害，并提出了对现浇钢筋混凝土结构裂缝的处理建议，以便使工程技术人员重视裂缝问题，采取相应措施，尽量减少裂缝的产生。同时，使广大业主了解裂缝的成因，理解裂缝的合理存在，化解设计、施工、使用三方矛盾。

关键词：现浇钢筋混凝土结构；结构裂缝；构造裂缝；裂缝预防；裂缝处理

0　引　言

近年来，现浇钢筋混凝土结构开裂问题较为常见，如昆明市江东花园，美丽家园，志诚家园，贵金属研究所等住宅小区，北大附中云南实验学校等工程，都产生了大小不同的裂缝，裂缝成为钢筋混凝土结构的普遍问题。由于一般业主不具备建筑结构专业知识，因此对现浇钢筋混凝土结构的裂缝有一种“恐惧感”，容易引起业主的不满和投诉，甚至要求索赔，使现浇钢筋混凝土结构的裂缝问题成为日益突出的矛盾，应当引起工程技术人员的高度重视。

1　裂缝的成因

现浇钢筋混凝土结构是多项复合材料，由固、液、气三相组成，其中的液相与气相组分，随着温度、湿度的变化，干缩后就可能形成裂缝；结构在荷载作用下，混凝土构件受到的拉应力大于混凝土的抗拉强度标准值，也可能形成裂缝，有裂缝是绝对的，没有裂缝是相对的，只是根据混凝土构件的使用功能及外观要求把裂缝控制在一定范围内；而形成裂缝的原因是多方面的，大体可归结为

1）结构裂缝，是由荷载引起的裂缝，裂缝的产生与荷载相关，在荷载作用下，现浇钢筋混凝土结构带裂工作，按《GB 50010－2010混凝土结构设计规范》的规定，现浇钢筋混凝土结构裂缝控制等级为三级，一类环境下结构构件最大裂缝宽度限值为0.30 mm，其它环境类别下结构构件最大裂缝宽度限值为0.20 mm，只要裂缝宽度小于规范允许值，均不影响正常使用。

2）构造裂缝，造成构造裂缝的原因很多，主要有以下几种：

（1）混凝土收缩引起的裂缝，这是构造裂缝的主要表现。

裂缝出现过程分3个活动期：

早期裂缝：混凝土入仓后，经24～30 h和和可达最高温度。最高水化热引起的温度比入模温度约高30～35℃，以后依不同速度降温，经10～30 d降至周围气温，此间大约有15%～25%的收缩，此期间若养护不好，可能出现早期裂缝。

中期裂缝：往后3～6个月，收缩完成60%～80%，可能出现中期裂缝。

后期裂缝：至1年左右，收缩完成95%，可能出现后期裂缝。

（2）温度裂缝

昆明地区，昼夜温差可达15℃，年温差可达35℃，这些温度应力，再与混凝土的收缩应力相叠加，极易出现温度裂缝。

（3）混凝土材料的影响

随着高强度混凝土的广泛应用，而高标号水泥的生产相对滞后，为达到高强度混凝土的要求，增加水泥用量，同时也增加混凝土的收缩。另外，粗骨料粒径过大，级配较差，砂石含泥量过高以及外加剂的不利影响，致使混凝土收缩大，抗拉强度低，容易产生裂缝。

（4）埋设管线的影响

随着生活水平的提高，室内强电、弱电的需求也随之增加，致使板中线管密布纵横交叉，为节约投资，一般均使用PVC管材，而PVC管材与混凝土缺乏良好的握裹和粘接，并削减了结构的混凝土断面，在温度变化及荷载作用下，变形也不同，因此，沿PVC管出现裂缝也是近年常见现象。

（5）施工原因

目前的多高层建筑多采用泵送混凝土，水灰比较大，混凝土振捣不密实，保护层达不到设计要求；钢模板散热快，保温差，养护不够等，均容易使混凝土产生裂缝。

2　预防裂缝的措施

通过上述裂缝成因的分析，可以采取相应防治措施，尽量减少和避免裂缝的产生。

2.1设计措施

设计人员应重视裂缝问题，计算时不仅要满足强度要求，而且要进行绕度及裂缝宽度验算，根据混凝土构件的使用功能及外观要求，划分裂缝控制等级，对不允许出现裂缝的构件进行混凝土拉应力验算。对允许出现裂缝的构件，进行受力裂缝宽度验算，使之符合《GB 50010－2010混凝土结构设计规范》的规定。

对于构造裂缝，应从设计概念上采取相应构造措施，减少构造裂缝的产生。

（1）合理选择断面，避免截面的突变，产生应力集中，从而减少约束应力，否则应在变截面处，加强分布筋，最合理的配筋是沿主拉应力的方向配置钢筋，且受拉横截面上分布的钢筋应与拉应力成比例，两者方向相差不应大于20°，以充分发挥钢筋的强度，而降低成本。

（2）梁板等水平混凝土构件，混凝土强度等级不宜过高，宜在C25～C35左右。如果混凝土强度等级过高，水泥用量多，混凝土硬化过程中，水化热高，收缩大，就容易引起裂缝。

（3）对较长结构，可采用设置“后浇带”的方法，先“放”后“抗”。即利用“放”与“抗”的自然辨证原则，先设若干条800～1 000 mm后浇带，间距为20～30 m，让混凝土自然变形，使其不产生约束应力，这就是防治裂缝“放”的原则，后浇缝保留40 ～60 d，（如果施工可能，当然越长越好），在此期间，早期混凝土温差及部分收缩都已完成，然后用膨胀混凝土填充，使后浇带在填充后承受第二部分温差及部分收缩作用下的内应力，即约束变形，这就是防治裂缝“抗”的原则。

（4）可采用“跳仓打”的办法浇筑混凝土，即把整体结构按施工缝分段，跳开一段浇一段，经过不少于5 d，再填浇成整体，这样可减少一部分施工初期的剧烈温差及收缩作用，减少混凝土裂缝。

（5）若工期紧张，也可采用“加强带”，即在结构上设宽为2 m左右的加强带，间距20～40 m，在混凝土中加入UEA、HEA、SAS等膨胀剂，分段浇筑膨胀混凝土，养护 2周后，再用提高掺量2%～5%膨胀混凝土回填，用混凝土的膨胀应力来补偿混凝土的收缩应力，来防止混凝土开裂。

（6）其他构造措施，如增加板厚，应使板厚h≥L／30～L／35（L为短向板跨）；适当提高纵向配筋率，在板角柱角增加足够的构造钢筋，如纵向板负筋隔根拉通；选用较小直径的钢筋，减少钢筋的间距，尽量选用II级钢或冷轧带肋钢筋；对周边支座为墙、梁、圈梁的双向板，支座负筋宜按四边嵌固板计算，跨中正筋宜增加1.2倍左右。

2.2施工措施

（1）施工单位应采取切实措施保证板厚及钢筋保护层厚度，切实加强混凝土浇筑后的养护措施，注意混凝土的保温保湿和隔热，这对减少裂缝相当关键；

（2）尽量采用普通硅酸盐水泥，不宜采用矿渣水泥及火山灰水泥，因其标准稠度用水量较大，保持水分的能力较差，且干缩性较大，养护不当容易产生裂缝；

（3）适当控制混凝土的塌落度，水灰比，并掺入适量的减水剂；

（4）尽量采用含泥量较少的粗、中砂，不得采用细砂、海砂，否则混凝土容易出现收缩裂缝；

（5）对埋有PVC管处，上下增设钢丝网片，有条件时另设穿管构造层。

3　裂缝的危害及处理

综上所述，我们应当采取措施尽量避免裂缝的产生，但是绝对避免混凝土结构裂缝产生，几乎不可能做到，也与我国现行的混凝土结构设计规范不相符。当裂缝宽度＜0.05 mm时，肉眼几不可见，可假定为无缝结构，对结构的承载力、防水、防腐及人的感观都无影响。当裂缝宽度＞0.05 mm时，根据混凝土构件的裂缝大小、所处环境、使用功能及外观要求进行相应处理。裂缝过大，不仅影响外观、给使用者在心理上造成恐惧感，也会引起渗漏、影响使用，而且更重要的是会使混凝土碳化、钢筋锈蚀，影响结构强度，因此应进行处理，处理时，应分析裂缝产生的原因，属结构裂缝应采取补强措施，根据不同构件，可用碳纤维布，粘钢补强等。如属于构造裂缝，为防止主筋锈蚀，只要封闭即可，可用纯水泥浆，或环氧树脂等化学材料灌缝；裂缝较宽时，可在裂缝处凿V形槽用水泥砂浆或细石混凝土填实即可，不会影响结构的正常使用。

4　结　语

现浇钢筋混凝土结构的裂缝问题是工程结构相当普遍的问题，设计人员及施工人员应重视裂缝问题，采取相应措施，减少或尽量避免裂缝的出现，如果出现裂缝，一方面应向使用者宣传、解释：现浇钢筋混凝土结构本身是带裂工作的，只要不影响结构安全，是允许存在的；另一方面，应分析裂缝成因，根据裂缝的不同类型和情况，采取相应措施，进行相应处理，给业主一个满意的建筑产品。

参考文献：

［1］中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50010－2010混凝土结构设计规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2011.

［2］李国胜.多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例［M］.北京：中国建筑工业出版社，2004.

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［4］游宝坤.建筑物裂渗控制新技术［M］.北京：中国建材工业出版社，1998.

［5］莱昂哈特F，门尼希E.钢筋混凝土结构配筋原理［M］.程积高，译.北京：水利电力出版社，1984.

中图分类号：TU375

文献标识码：B

文章编号：1004－2660（2015）01－0046－03

收稿日期：2015－01－11.

作者简介：吕恒（1962－），男，云南人，一级注册结构工程师.主要研究方向：设计优化.两大类：结构裂缝和构造裂缝。

Control of Crack in Cast－in－place Reinforced Concrete Structure

LV Heng，LI Zhi－ping
（Kunming Engineering＆Research Institute of Nonferrous Metallurgy Co.Ltd.，Kunming 650051，China）

Abstract：Cracks are very common in cast－in－place reinforced concrete structure.The cause of cracks，classification and prevention measures were discussed.The damage of cracks in cast－in－place reinforced concrete structure was described and corresponding treatment suggestions were put forward.And therefore engineering technicians will pay more attention on cracks and they will take some measures to prevent and reduce cracks.Meanwhile，this paper helps the owners know about the cause of cracks and their reasonable existence，thus resolving the conflicts among designers，constructors and owners.

Key words：cast－in－place reinforced concrete structure；structural crack；tectonic crack；crack prevention；crack treatment