浅析混凝土结构裂缝的成因与控制

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关键词；混凝土裂缝；成因；控制；处理

钢筋混凝土是工程结构施工中最主要的材料。钢筋混凝土裂缝的成因控制问题是工程结构施工中最重要的问题之一，特别是商品混凝土的广泛应用，对混凝土质量有了很大改进的同时，裂缝控制的难度却大大增加了，钢筋混凝土结构裂缝问题已成为一个相当普遍的质量问题，影响着建筑质量的正常使用，甚至结构安全，是对工程技术人员和管理人员提出了一个新难题。钢筋混凝土结构裂缝的主要因素：人、材料、方法、机械、环境五大类，裂缝控制的主要方法是通过设计、施工、材料等方面综合技术措施将裂缝控制在允许范围内。本文就常见混凝土裂缝的形成原因、控制措施进行归纳和总结。

一、裂缝的分类：

在施工实践中较为常见的钢筋混凝土裂缝主要有现浇钢筋混凝土楼板裂缝和现浇钢筋混凝土梁的裂缝。

1.钢筋混凝土现浇板裂缝

从工程现浇楼板裂缝发生的情况分析，有三类，其中最常见、最普遍和数量最多的是混凝土的收缩与温差裂缝，其它较常见的二类分别是：预埋线管及线管集中处，施工中混凝土强度未达到设计要求施工荷载较集中和拆模过早产生的。

2.钢筋混凝土梁裂缝

根据裂缝的形成原因，主要可分为两种类型：一类是由于材料、气候环境等因素造成的收缩裂缝，一般不影响结构安全；另一类是由于施工中的混凝土强度未达到设计要求，梁承受的荷载过大和拆模过早产生的裂缝。

二、裂缝的表现形式和成因分析

在具体分析各类裂缝的表现形式和形成原因之前，首先必须强调的一点是材料因素是所有裂缝产生的基本因素，这个基本因素将结合裂缝控制措施综合分析，以下分析仅从结构角度和施工角度展开。

1.钢筋混凝土现浇板裂缝的表现形式和成因分析

（1）第一裂缝，混凝土收缩与温差裂缝

通常发生在离开墙角或框架梁相交处一米左右的地方，呈45度左右的裂缝。形成原因主要是混凝土的收缩特性和温差双重作用所引起的。具体的可分为以下几个方面：a.从设计角度看往往侧重于强度考虑，而不能兼顾到温差和混凝土收缩特性等多种因素，产生的应力较大在配筋没考虑到增大配筋；b.从钢筋施工角度来看，这些部位的板面钢筋看上去又相对比较多（有板面负筋、在边角处还有放射筋），往往忽视这些钢筋的重要性，施工马虎，并且容易被踩踏从而钢筋移位；c.在以上先天和后天的双重不利因素下，再从结构变形和约束关系看，阴角部位由于受到纵、横二个方向维度相对较大的楼面梁的约束，限制了楼板混凝土的自由变形，因此在温差和混凝土收缩变化时，板面在配筋相对薄弱处（即在负弯矩筋和放射筋的末端结束处）首先开裂，从而产生了45度左右的斜角裂缝。

（2）第二类裂缝，即预埋线管集中处，沿线管方向的楼面微细裂缝

裂缝通常沿线管方向发展，裂缝的长度、宽度和线管的密度、直径、长度等有关。形成原因主要是：预埋线管集中处混凝土截面受到较大削弱，线管与混凝土线膨胀系数不一致，粘结效果较差，引起应力集中，从而导致裂缝发生。

（3）第三类裂缝。即超载及过早拆模的裂缝

此类裂缝为不规则裂缝，没有一定方向、深度和宽度。形成原因为：施工中的混凝土强度未达到设计要求就承受施工荷载或施工震动作用。施工人员质量、安全意识差，过早拆模所致。

2.现浇混凝土梁裂缝的表现形式和成因分析

（1）第一类裂缝收缩裂缝

通常发生在表面上，裂缝不规则，宽度较小。形成原因主要是以下几方面：在外界环境（如天气、温湿度等）造成混凝土表面与内部温差较大，使混凝土表面温度急剧变化，产生较大的收缩，同时受到内部混凝土的约束，从而出现裂缝；混凝土尚处于未完全硬化状态时，如果干燥过快，产生收缩裂缝。

（2）第二类裂缝混凝土强度未达到设计要求承载过大，拆模过早

通常位于梁中（即受弯区最大弯矩处），裂缝常常贯通整个梁的断面，宽度较大。形成原因主要有以下两个方面：1.楼面混凝土未达到设计要求就在上面施工，施工荷载超过其承受能力造成楼面变形，模板支撑下沉产生裂缝；2.施工控制不严，工人意识差，混凝土强度未达到要求就拆除梁底模，在自重和外荷载作用下，使梁底混凝土拉裂产生裂缝。

三、工程实例和控制措施

（一）工程实例

本人在工程实践中曾遇到如下比较典型的几种裂缝：1.某综合楼两框架梁相交处50厘米外，与框架梁成85度左右梁有一条细裂缝；2.某住宅墙角处板面也在一米处，与墙面成45度数条微细裂缝；3.某办公楼楼板内配管线集中处裂缝；4.某工业厂房楼梯休息平台板底数条不规则微细裂缝；5.某综合大楼梁两侧数条不规则微细裂缝；6.某厂房附楼框架梁梁中贯通裂缝；7.某厂房楼梯变更前拆模楼梯梁跨中贯通裂缝……

（二）控制措施

1.裂缝问题产生因素

结构设计存在先天不足。建筑物设计必须同时满足两种极限状态即：承载力及极限状态稳定性要求；后者保证了结构不产生超过正常使用的变形、裂缝、振动等要求。前者因为完全牵涉到安全，在设计中应严格执行；而后者往往是不明显的，随着时间推移才能慢慢显现的，在设计中往往被忽略。作为正常使用极限状态一个相关因素的裂缝问题因其涉及到结构设计、材料质量、环境状态、施工方法和人等等诸多因素却仍然存在还不成熟，缺乏相关规范及规程等。所以结构设计的合理化是解决裂缝问题的一个重要因素，施工过程中控制裂缝产生的措施只是一种现实条件下的补救手段。

2.从以下几方面控制裂缝

（1）材料

混凝土原材料的质量控制，水泥的选用，石子、砂的级配和含泥量的控制。由于商品混凝土具有快速高效给施工方带来诸多方便，工程施工基本上都采用了泵送商品混凝土，商品混凝土坍落度大，粗骨料粒径小，并且掺有粉煤灰等添加剂，保水性差，失水后体积收缩大，表面容易形成裂缝已成为一种技术发展的后遗症。故宜选择抗拉性能好的混凝土级配，尽力减小水灰比，优化骨料粒径级配，控制裂缝产生。

（2）施工管理

加强教育和技术交底，使全体管理人员和操作工人充分了解和重视裂缝产生的各种因素和采取必要的技术措施；建立有效的质量网络，有针对性的就混凝土裂缝进行预控和跟踪；科学地安排各工种的交叉作业时间，实行各类从业人员持证上岗，人员素质是影响工程质量的主要因素。

（3）施工方法

现场浇捣混凝土时，正确振捣，避免漏振、过振或振捣棒抽撤过快，保证混凝土的密实性和均匀性；严格遵守拆模时间，避免过早拆模；混凝土强度未达到要求禁止超负荷堆载；优化混凝土的设计配合比；按合理的施工方案组织施工。

（4）环境条件

混凝土浇筑尽量避免风速过大、日照强的情况下施工，混凝土浇筑后养护到位，避免混凝土脱水。

3.各类裂缝的控制措施

（1）收缩与温差裂缝

a. 减小混凝土水灰比，控制用水量。

b.加强现浇板浇捣后的养护。混凝土养护是整个过程中必不可少的一个环节，忽视对混凝土的养护，既会降低混凝土的强度，又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝，尤其在高温下施工，更应经常浇水养护，这样既可减少湿度产生的裂缝，也可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力，有效控制裂缝。同时对水泥砂浆地面，也要严格按施工顺序操作，并加强养护，经常使地面处于湿润状态，也能有效地抑制地面裂缝的产生。

c.严格控制砂的粒径及含泥量。混凝土用砂应采用中粗砂，如砂粒过细，砂的含泥量超过标准，不仅降低强度，也会使混凝土产生裂缝，这是因为泥的膨胀性大于水泥膨胀性的缘故。

d.在板角增加辐射筋。现浇板的四周在设计上都已配置负筋，但针对绝大多数裂缝产生于板角这一现象，在板角四周增辐射筋，使产生裂缝的应力作用方向与辐射筋相一致，能有效地抑制裂缝，此外配筋较多时，相对来说也能明显改善裂缝的产生或扩展，根据裂缝距板角的距离，辐射筋长度为1.5米左右或配置双层双向钢筋。

e.平面布置上尽量减少凹凸现象和设置必要的伸缩缝，平面转角过多，即薄弱部位越多，而这些部位由于应力集中，往往是裂缝的多发区。

f.严格控制板面负筋的保护层厚度。现浇板负筋一般放置在支座梁钢筋上面，与梁钢筋应绑扎在一起，另外，采用铁架子或混凝土垫块等措施来固定负筋的位置，保证在施工过程中板面钢筋不再下沉，从而可有效控制保护层。避免支座处因负筋下沉，保护层厚度变大而产生裂缝，板的保护层厚度不应大于1.5厘米。

（2）管线处裂缝

管线分散布置，增设垂直于管线的钢筋进行加固或设钢板网加固。

（3）过早拆模和施工超载的裂缝

施工人员必须严格按施工方案要求施工，留置现场拆模试块，达到设计和规范要求后拆模。施工中材料、设备分开放置，根据规定堆放材料，不准超出当时构件承载力的50%。

四、小结

混凝土裂缝是牵涉到设计、施工、材料、环境和人等诸多方面的因素，随着设计思想、施工技术、新材料、作业环境和人的素质等的提高必将取得新的突破。