巖土工程師輔導：工程結構裂縫的成因與處理方法

　　隨著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，鋼筋混凝土結構已經(jīng)普遍用于工業(yè)和民用建筑中。但多年來，鋼筋混凝土結構的裂縫一直是施工中最為常見和難以克服的弊病，在某些情況下，裂縫會導致非常嚴重的后果，因此研究鋼筋混凝土結構的裂縫產(chǎn)生原因及控制具有重要的社會和經(jīng)濟意義。

　　1.鋼筋混凝土結構裂縫的危害

　　1.1對結構強度的危害

　　結構物裂縫發(fā)生后，其本身的剛性、剪力強拉力強度、抗彎強度會降低，裂縫嚴重時可能會使構材掉落而造成危害。

　　1.2對耐久性能的危害

　　裂縫對耐久性的影響，最主要的是加速混凝土中性化，使鋼筋腐蝕速度變快，并因漏水、滲水，造成發(fā)霉、滲斑而使得保護層剝落，而縮短結構物的使用年限。

　　1.3對氣密性能的危害

　　裂縫對于氣密性能的破壞，主要是針對需要高氣密性能的結構物而言的，如醫(yī)院、核電廠，或一些疫苗培植性能的結構物。一旦發(fā)生裂縫，就會造成氣密性降低，造成輻射線或疫苗菌類外泄，影響到人們的安全。

　　2.鋼筋混凝土結構裂縫的類型及成因

　　2.1溫度裂縫

　　內約束裂縫

　　由于混凝土內外溫差過大而引起的。例如，混凝土養(yǎng)護期間受寒流侵襲，使混凝土表面急劇降溫超過7一100°C就有可能引起混凝土表面裂縫，但其裂縫深度一般只有30mm左右，表層以下仍保持結構完整性。

　　2.2沉陷裂縫

　　裂縫多為深進或貫穿性的，其位置與沉陷方向一致。較大的沉陷裂縫，往往有一定的錯位，裂縫寬度與沉降值成正比。裂縫產(chǎn)生的原因是結構構件落在未經(jīng)處理的回填土或松軟地基上。混凝土澆灌后，因地基侵水引起不均勻沉降而導致裂縫。特別是平臥生產(chǎn)的鋼筋混凝土構件(如薄腹梁)，由于側向剛度差，配筋少，最易引起弦、腹桿或梁的側面產(chǎn)生裂縫。另外因模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動以及過早拆模，也常導致此類沉降裂縫出現(xiàn)。

　　2.3由材料所引起的裂縫

　　堿骨料反應是指混凝土拌和后會產(chǎn)生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產(chǎn)生化學反應并吸收周圍環(huán)境中的水而體積增大，造成混凝土酥松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現(xiàn)在混凝土結構使用期間，一旦出現(xiàn)很難補救。另外，由材料質量原因引起的裂縫較常見的是水泥，粗細骨料質量不好，這種情況造成的后果是結構承載能力降低，剛度很差，空氣穩(wěn)定性很弱，隱患容易惡化等。

　　2.4其它施工裂縫

　　(l)滑模施工、構件制作脫模、運輸、堆放、吊裝中，有時會產(chǎn)生各種裂縫;

　　(2)后張預應力構件和預制空心板抽芯過早或過晚，會使混凝土塌落或拉裂;

　　(3)構件吊裝時吊點不正確;

　　(4)構件堆放時支撐墊木不在同一直線上，或懸挑過長，構件運輸時劇烈震動和沖擊;

　　(5)地面施工中，過多的抹壓觸動，常使表面出現(xiàn)龜裂。

　　3.混凝土結構裂縫的預防措施

　　3.1混凝土配料、攪拌及澆筑

　　(1)配合比設計應盡量采用低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料計量應準確，攪拌時間應保證;

　　(2)澆筑分層應合理，振搗應均勻、適度，不得隨意留置施工縫。

　　3.2設計方面

　　(1)建筑平面造型在滿足使用要求的前提下，力求簡單;控制建筑物的長高比，增強整體剛度和調整不均勻沉降的能力;

　　(2)正確設置沉降縫、變形縫，位置和寬度選擇要適當，構造要合理;

　　(3)磚混結構底層窗臺下應采用加筋砌體，洞口較寬的窗臺下宜設置鋼筋混凝土梁，以防止窗臺因地基沉降產(chǎn)生豎向裂縫;構件配筋要合理，間距要適當。斷面較大的梁應設置腰筋。大跨度、較厚的現(xiàn)澆板，上面中心部位宜配置構造鋼筋。主梁在集中應力處，宜加設抗剪鋼筋。

　　3.3材料方面

　　(1)水泥：根據(jù)工程條件不同盡量選用水化熱較低、強度較高的水泥，嚴禁使用安定性不合格的水泥;

　　(2)骨料應選用粒徑適當、級配合理、無堿性反應、有害物質及含泥量符合規(guī)定的砂、石材料;

　　(3)外摻料宜摻入適量粉煤灰和減水劑等外加劑，超長建筑物或構筑物可加入微膨脹劑，以改善混凝土工作性能，降低水泥用量和用水量，減少收縮。

　　3.4施工方面

　　(1)加強地基的檢查與驗收，復雜地基，應做補充勘探。異常地基處理必須謹慎，盡可能使其處理后的承載力與本工程正常地基承載力相同或相近;

　　(2)合理設置后澆帶，較長的墻、板、基礎等結構和主樓與裙房之間等高低層錯落處，均應設置后澆帶。具體要求可由設計單位確定;

　　(3)加強混凝土的早期養(yǎng)護，并適當延長養(yǎng)護時間，當柱、墻等構件澆水養(yǎng)護有困難或不能保證其表面濕潤時，應采用覆蓋保溫材料等做法，以減少混凝土的收縮變形;

　　(4)大體積混凝土施工，應做好溫度測控工作，采取有效的降溫措施，保證構件內外溫差不超過規(guī)定(25℃);

　　(5)鋼筋綁扎位置要正確，保護層厚度準確，鋼筋表面應潔凈，鋼筋代換必須考慮對構件抗裂性能的影響。

　　4.混凝土裂縫的處理

　　針對已發(fā)生的裂縫，比較常用和成熟的施工方法有以下四種：

　　4.1表面處理法

　　表面處理法是對混凝土構件表面較淺的裂縫用水泥砂漿或環(huán)氧樹脂表面涂刷處理。這些表面裂縫一般都很細很淺，裂縫深度尚未達到鋼筋表面，一般用高標號的砂漿進行表面涂抹即可。如果表面裂縫貫通底部，出現(xiàn)漏水的情況，可通過在構件表面貼補防水片等方法來解決。

　　4.2填充密實法

　　填充密實法是對中等寬度裂縫的處理，將裂縫處鑿成凹槽再填充相應材料修補。當裂縫寬度小于0.3mm時，可采用專用的混凝土封堵材料來填充裂縫。

　　4.3壓力灌漿法

　　壓力灌漿法又稱注漿法，它不僅修補面層而且能通過壓力將注射用膠注到混凝土的內部裂縫處，對裂縫進行粘結封閉和補強加固，此種方法處理效果好，應用范圍廣。

　　4.4結構補強法

　　因外部因素造成的較大裂縫，嚴重影響使用，如不及時采取措施，會危及整個建筑物的安全。例如外荷載超出設計的承載力、地震、爆炸、火災等因素引起的裂縫，或由于鋼筋銹蝕造成的構件承載力不足等原因引起的裂縫，通常采取結構補強法。

　　綜上可以看出混凝土結構裂縫產(chǎn)生原因繁多，但實踐證明采取上述措施能有效預防鋼筋混凝土結構裂縫，能取得較好的社會效益和經(jīng)濟效益，期望本文能為建筑業(yè)同行提供有益的借鑒。

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