余忠生

中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A 文章編號：

在眾多的工程質量問題中，混凝土裂縫現(xiàn)象比較突出，因此必須重視混凝土裂縫分析、預防及處理。從理論上說，混凝土結構尤其是受彎構件總是帶裂縫工作的，在使用荷載不大的情況下，裂縫不易為肉眼所察覺。但在現(xiàn)實的建筑中，混凝土結構會出現(xiàn)各種各樣的裂縫，其中最常見的要數(shù)鋼筋砼構件以及磚墻裂縫。在這里主要討論鋼筋砼梁出現(xiàn)裂縫的原因，主要有材料或氣候因素、施工不當、設計失誤、改變使用功能或使用不合理等常見幾種。

一、 鋼筋砼常見裂縫原因分析

1、 材料質量

只有材料的質量關把好了，工程質量才會在根本上得到保證。

2、 施工工藝

施工工藝涉及的面很廣，一般常涉及到的有：

2.1、水分蒸發(fā)、水泥結石的砼干縮通常是導致砼裂縫的重要原因。

2.2、砼是一種人造混合材料，其質量好壞的一個重要標志是成型后砼的均勻性和密實程度。因此砼的攪拌、運輸、澆搗等各道工序中的任何疏漏，都可能是裂縫產(chǎn)生的直接或間接原因。

2.3、模板構造不當，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都可能造成砼開裂。施工過程中，鋼筋表面污染、砼保護層太小或太大，澆筑中鋼筋移位等都可能引起裂縫，施工控制不嚴，超載堆荷，也可能導致出現(xiàn)裂縫。

2.4、砼養(yǎng)護，特別是早期養(yǎng)護質量與裂縫的關系密切，混凝土尚處于未完全硬化狀態(tài)時，如干燥過快，則產(chǎn)生收縮裂縫，通常發(fā)生在表面上，裂縫不規(guī)則，寬度小，另外水泥在水化及硬化過程中，散發(fā)大量熱量，使砼內(nèi)外部產(chǎn)生溫差，超過一定值時，因砼的收縮不一致而產(chǎn)生裂縫。

2.5、避免在極端天氣條件下施工，可以減少砼結構的開裂情況。

3、 地基變形

在鋼筋砼結構中，造成開裂主要原因是不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定于地基變形的情況，由于地基變形造成的應力相對較大，使得裂縫一般是貫穿性的。

4、 溫度變形

砼具有熱脹冷縮的性質，當環(huán)境溫度發(fā)生變化時，就會產(chǎn)生溫度變形，由此產(chǎn)生附加應力，當這種應力超過砼的抗拉強度時，就會產(chǎn)生裂縫。

5、 濕度變形

砼在空氣中結硬時，體積會逐漸減小，一般謂之干縮。收縮裂縫較普遍，常見于現(xiàn)澆墻板式結構、現(xiàn)澆框架結構等，通常是因為養(yǎng)護不良造成。砼的收縮值一般為0.2~0.4‰，其發(fā)展規(guī)律是早期快、后期緩慢。因此對于超長的建筑物或構筑物，通常是摻加微膨脹劑等，這樣可基本解決砼的早期干縮問題。

6、 結構受荷

結構受荷后產(chǎn)生裂縫的因素很多，例如早期受震、拆模過早構件堆放、運輸、吊裝時的支撐或吊裝位置不當、施工超載、張拉預應力值過大等均可能產(chǎn)生裂縫。而最常見的是鋼筋砼梁、板受彎構件，在使用荷載作用下往往會出現(xiàn)不同程度的裂縫。普通鋼筋砼構件在承受了30～40%的設計荷載時，就可能出現(xiàn)裂縫，肉眼一般不易察覺，而構件的極限破壞荷載往往是在設計荷載的 1.5倍以上，所以在一般情況下鋼筋砼構件是允許帶裂縫工作的。在使用過程中，改變原來使用功能，如將辦公室改為倉庫、屋面加層、使用不當、增大荷載等均可能會引起出現(xiàn)裂縫。在鋼筋砼設計規(guī)范中，分別不同情況規(guī)定裂縫的最大寬度為0.2～0.3mm。對那些寬度超過規(guī)范規(guī)定的裂縫，以及不允許出現(xiàn)裂縫則應認為有害，需加以認真分析，慎重處理。

7、設計欠周全。

8、 徐變

砼結構中受彎構件截面砼受壓徐變，可以使構件變形增大2~3倍，預應力結構因徐變會產(chǎn)生較大的應力損失，降低了結構的抗裂性能。

二、 預防措施

通過以上分析，在工程裂縫中有很大一部分是可以通過設計手段、施工手段來克服。

1、 材料選用

1.1、水泥：應選用水化熱較低的水泥，嚴禁使用安定性不合格的水泥。

1.2、粗骨料：宜用表面粗糙、質地堅硬的石料、級配良好、空隙率小、無堿性反應；有害物質及粘土含量不超過規(guī)定。

1.3、細骨料：宜用顆粒較粗、空隙較小、含泥量較低的中砂。

1.4、外摻加料：宜采用減水劑等外加劑，以改善砼工作性能，降低用水量，

減少收縮。

2、 配料

2.1、配合比設計：應采用低水灰比、低用水量，以減少水泥用量。

2.2、禁止任意增加水泥用量。

2.3、配制砼時計量應準確，要嚴格控制水灰比和水泥用量，攪拌均勻，離析的砼必須重新拌勻后，方可澆筑。

3、鋼筋工程

鋼筋的配置應嚴格按施工圖施工，并注意以下各點：

3.1、鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量的改變、代用，必須經(jīng)設計代為同意。

3.2、鋼筋的位置要正確，保護層過大或過小都可能導致砼開裂，鋼筋間距過大，易引起鋼筋之間的砼開裂。

4、 模板工程

4.1、模板和支架要有足夠的剛度，防止施工荷載作用下，模板變形過大造成開裂。

4.2、合理掌握拆模時機。

5、 砼澆筑

5.1、砼澆筑時振搗應均勻、適度。

5.2、加強砼的早期養(yǎng)護，并適度延長養(yǎng)護時間，在高溫、干燥或大風的條件下，更應及早進行噴水養(yǎng)護，或者采用覆蓋保濕材料等方法。

6、 設計構造

6.1、在滿足使用功能的前提下，建筑平面力求簡單，平面復雜的建筑物，容易產(chǎn)生扭曲等附加應力而造成墻體及樓板開裂。

6.2、合理布置縱橫墻，縱墻開洞應盡可能小。

6.3、控制建筑物長高比，長高比越小，整體剛度越大，調(diào)整不均勻沉降的能力越強。

6.4、合理地調(diào)整各部分承重結構的受力情況，使荷載分布均勻。

6.5、在基礎設計中可以采取調(diào)整基礎的埋深度，不同的地基計算強度和采用不同的墊層厚度等方法，來調(diào)整地基的不均勻變形。

6.6、適當加強基礎剛度和強度。

6.7、層層設置圈梁、構造柱，可以增加建筑物的整體性，提高磚石砌體的抗剪、抗拉強度，防止或減少裂縫。

6.8、正確地設置沉降縫。沉降縫的選定位置合適，構造合理，可以和其他結構縫合并設置。

6.9、限制伸縮縫間距。對體形復雜、地基不均勻沉降值大的建筑物更應嚴格控制，結構縫可以合并設置。

6.10、部分窗臺砌體應加強。對寬大的窗臺下部宜設置鋼筋砼梁，以適應窗臺的變形，防止窗臺處產(chǎn)生豎直裂縫。

7、 施工技術

7.1、加強地基的檢查與驗收工作，對較復雜的地基，當探出有不利的地質情況時，必須會同設計、勘察先對其處理，并經(jīng)驗收合格后，方可進行下一步施工。

7.2、開挖基槽時，要注意不擾動其原狀結構。

7.3、合理安排施工順序。當相鄰建（構）筑物間距較近時，一般應先施工較深的基礎。

三、處理方法

1．表面修補法

表面修補法主要適用于穩(wěn)定和對結構承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥等材料將裂縫覆蓋.

2．灌漿、嵌縫封堵法

灌漿法主要適用于對結構整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補。

嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法。

3．結構加固法

結構加固中常用的主要有以下幾種方法：預應力法加固、粘貼鋼板加固、粘貼碳纖維加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。

4．混凝土置換法

混凝土置換法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換新的混凝土或其他材料。

5．電化學防護法

電化學防腐是利用施加電場在介質中的電化學作用，改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài)，鈍化鋼筋，以達到防腐的目的。陰極防護法、氯鹽提取法、堿性復原法是化學防護法中常用而有效的三種方法。

6．仿生自愈合法

仿生自愈合法是模仿生物組織對受創(chuàng)傷部位自動分泌某種物質，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機能，在混凝土的傳統(tǒng)組分中加入某些特殊組分，在混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)，當混凝土出現(xiàn)裂縫時分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。