谈建筑工程结构混凝土裂缝控制

谈建筑工程结构混凝土裂缝控制

陈立勇王艳军

陈立勇王艳军（承德市建筑设计研究院河北承德067000）

摘要：混凝土结构物产生裂缝是建筑工程中最常见的一种缺陷，这里所说的裂缝是指肉眼所见的宏观裂缝，其宽度在0.05mm以上。本文将较详细地分析与论述如何控制裂缝。

关键词：建筑结构裂缝控制

一、混凝土结构裂缝产生的主要原因

1.对于设计方面

（1）计算有误，构件截面尺寸设计不合理，断面配筋不足，钢筋排列顺序不当，这是造成构件的承载力和刚度不足、变形过大而产生裂缝的原因。由此造成的垂裂缝，通常出现在梁、板结构弯矩最大的地方，柱裂缝则出现在中部，而斜裂缝则通常发生在剪力最大的部位，一般来说支座附近较多，由下部开始，多数沿45°角向跨中上方延伸。

（2）未考虑到各种自然因素的作用。当在强风、降雪到来时，其局部受力过大，对其结构有较大影响，应根据本地气候情况对其认真分析。

（3）构件断面尺寸不足，钢筋用量不足，配置位置不当。

（4）没有考虑到后浇带作用，变形缝设置不当。

（5）对温度应力和混凝土收缩应力估计不足。温度影响及收缩应力是混凝土开裂的最主要方面，然而当未能充分考虑到各方面因素时都能使结构开裂。

（6）构建钢筋不足，比如梁高较大时（＞700mm），在梁两侧未设置足够的构造钢筋，而产生了裂缝。

（7）混凝土截面积太小，使超量配筋引起了受压裂缝。

2.对于施工环境及使用环境条件

（1）由于中性化、开裂以及氯离子等作用，钢筋生锈膨胀，使混凝土开裂剥落等导致钢筋腐蚀以致于开裂。

（2）混凝土中水分受反复冻融，由于膨胀而使混凝土开裂，从混凝土表面剥落接着发生劣化现象。

（3）火灾或受到高温。当混凝土遇到火灾高温时都会发生热胀，到常温时又会冷缩，这样就很容易导致构件开裂。

（4）酸碱盐类化学作用，使小裂缝发展成大裂缝。

（5）使用较大的活荷载，在未起承重结构的混凝土楼板上堆放较大重量的钢筋，受到冲击、震动的影响。

（6）地基变形，地面荷载过大，地基局部沉降不均匀，会使主体结构不稳定导致混凝土较大范围的开裂。

3.对于材料性质方面

（1）水泥安定性不合格，导致现浇板产生开裂现象，以及水泥非正常凝结核膨胀及水化热。

（2）砂石级配差、砂太细。为减少泵送对机械设备的磨损，商品混凝土供应单位所用的水泥比一般混凝土用的水泥多，相应的砂率也大，这必然导致商品混凝土比普通混凝土的收缩性大，出现裂缝的几率也比普通混凝土要大得多。

（3）骨料含泥量太大，干缩性后产生不规则裂缝。因为泥的出现弱化了骨料与水泥石之间的粘结面，降低了界面的粘结强度，也就降低了混凝土的抗拉强度，导致商品混凝土出现裂缝，特别是硬化过程中的早期裂缝。据有关资料统计，骨料的含泥量增加1%，混凝土的强度就会降低5%。因此，应限制骨料的含泥量。

（4）使用了反应性骨料或风化岩，使其发生了化学反应。

（5）不适当地掺用氯盐，如果掺2%的氯化钙，两年后柱上会产生沿钢筋方向的裂缝。

（6）不按规范要求设置钢筋，次梁与主梁连接处漏放附加钢筋而产生裂缝。

（7）混凝土配合比不当，选用的水泥、外加剂、掺合料不当。各种物质不安标准添加配比，都会产生对混凝土的不良影响。

4.对于施工方面

（1）拌合不均匀，特别是掺用料的混凝土搅拌时间不足或过长，拌和到浇筑时间间隔过长。

（2）泵送时增加了用水量及水泥量，导致原本要求的混凝土性能有所下降或改变，会在较受重要力部件开裂。

（3）浇筑顺序有误，浇筑不均匀（振动赶浆、钢筋过密），浇筑方法不当（比如速度太快），捣实不良，坍落度过大，骨料下沉、泌水、混凝土表面弱度过低。

（4）混凝土施工过程中由于混凝土拌和不均匀，在同一块混凝土中其和易性差，塌落度控制不好，混凝土在拌和或运输过程中出现离析，导致混凝土强度不能满足要求，抗拉强度不均匀，存在着许多抗拉能力很低的情况，易于出现裂缝的薄弱部位。

（5）养护措施不当或不及时，养护初期遭受急剧干燥或冻害。

（6）模板变形漏浆、渗水或下沉，过早拆除模板，模板拆除不当。

（7）构件运输吊装工艺不当，如山墙柱吊点不当造成裂缝。

（8）混凝土达不到设计强度、钢筋保护层过大或过小都能造成构件局部开裂。

二、混凝土裂缝控制

控制裂缝措施按其形成的主要原因分类为：

1.设计方面的措施

（1）在板的温度、收缩应力较大区域宜在板末钢筋表面配置控制温度收缩裂缝的构造钢筋，抗温度、收缩钢筋宜采用直径细而缩短距离的方法配置，其间距不应大于100mm，沿板纵横两个方向配筋分别不宜小于0.1%。

（2）要考虑施工实际情况，进行合理的构造设计。如在现浇板的设计中，支座上部的钢筋不应在跨中全部切断，跨中上部的贯通钢筋不应小于相应支座钢筋面积的30%。位于板角的地方，往往是各种应力互相迭加的区域，应予以加强。建议在设计中对此类部位除双层双向的钢筋不可少之外，还应增加45°斜向钢筋予以补强。板钢筋应相对细一点、密一点，宜采用连续式配筋，不宜采用分离式配筋，以抵抗结构产生的收缩应力。混凝土现浇板的强度不要过大，以不超过C30为宜。

（3）在长、大建筑物中为减小施工过程由混凝土收缩对结构形成开裂的可能性，应根据王铁梦先生提出的“‘抗、放’兼施，以‘抗’为主；或‘抗、放’兼施，以‘放’为主”来控制有害裂缝的一整套处理方法，将裂缝控制在无害范围内。

（4）在勘察设计中，勘察院应该认真了解土层的各级分配情况，如实地汇报到设计院，并认真分析建筑物的受力情况，来采取较好的设计方案。结构设计不应只考虑地基的承载能力而忽视地基的变形，要采取合理的基础构造形式，调整各基础部位的刚度。

（5）采用正确的理论计算力学模型，使计算结果与实际相接近。要进行正确的荷载计算，选择合适的结构构件断面，钢筋的排列既要满足构件产生抗力的需要，又要便于施工。要进行正确的节点构造设计，设计中不能只顾抗力要求而忽视构造的要求。

2.材料方面的措施

（1）选用低水化热和含碱量偏低的水泥，尽可能使用早强水泥和C3A含量水泥。

（2）选用坚固耐久、级配合格、粒形良好的洁净骨料。砂中含泥量不应大于1%，粒径应选择上偏粗的中砂，并应选择级配良好的石子以减少孔隙率。

（3）使用优质粉煤灰、矿渣等矿物掺合料或复合矿物掺合料，除特殊情况外，矿物掺合料应作为耐久混凝土的必需组合。要加强对混合料的控制，尤其是水灰比和搅拌的时间控制，以免拌和不均匀影响混凝土质量造成混凝土中含水量局部过大而产生收缩裂缝。

（4）尽可能减少混凝土胶凝材料中硅酸盐水泥的用量，尽量减少收缩量大、需水量多的水泥的使用，建议采用需水量小、与混凝土外加剂适应性好的水泥。要根据工程的实际情况，采用合适品种的水泥。在满足条件的情况下，要尽量减少水泥的用量，根据我们的经验，商品混凝土的水泥用量不宜超过550kg/m3。

3.施工方面的措施

（1）模板安装及拆除。支模时应保证模板的尺寸合格，保证具有足够的承载能力及侧压力等，拆模时应该确保混凝土自身强度能够承受外部荷载作用，拆模时间应当依据混凝土的强度发展过程、养护条件等确定，避免拆模过早导致荷载裂缝的产生。

（2）混凝土的制备。混凝土应搅拌均匀，保证其和易性，塌落度符合规定要求，并且根据搅拌、运输到浇筑持续时间及其所处的温度环境是否能出现离析、硬化等，来适当合理地添加一些试剂。

（3）混凝土的浇筑。根据气候条件，要严格控制其浇筑厚度及速度，优化振捣工艺确保混凝土振捣密实，振捣时间应以混凝土表面呈现泛浆、混凝土不再下沉、表面无气泡为止。

（4）混泥土的养护。根据所处气候环境，应适时加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土质量对防止裂缝是十分重要的。

三、混凝土裂缝的处理方法

1.表面修补

常用的方法有：压实抹平，涂抹环氧胶黏剂，并喷水泥砂浆或细石混凝土，压抹环氧胶泥，环氧树脂粘贴玻璃丝布，增加整体面层，钢锚栓缝合等。

2.局部修复

常用的方法有填充法、预应力法、局部凿除重新浇筑混凝土等。

3.水泥压力灌浆法

适用于缝宽≥0.5mm的稳定裂缝。

4.化学灌浆法

可灌入缝宽≥0.05mm的裂缝。

5.减小结构内力

常用方法是卸载或控制荷载，设置卸载结构，增设支点或支撑，改简支梁为连续梁等。

6.结构补强

常用方法有增加钢筋、加厚板、外包钢筋混凝土、外包钢、粘结钢板、预应力补强体系。因超荷载产生裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度，可采用结构补强法。

7.改变结构方案，加强整体刚度

例如，框架裂缝采用增设隔板深梁法处理。

8.填充法

用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝，做法简单、费用低。宽度水平0.3mm、深度较浅的裂缝，或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝，以及小规模裂缝的简易处理，可采取开V型槽，然后作填充处理。

9.其他方法

常用方法有拆除重做，改善结构使用条件，通过试验或分析论证不处理等。

选择处理方法时应考虑的因素有:裂缝性质、大小、位置、环境、处理目的，以及结构受力情况和停用情况等。