多層混合房屋現澆鋼筋混凝土梁常見裂縫的原因分析及預防

李 瑞， 王新征

河南省南陽師范學院土木建筑工程學院(473061）

0 引言

建筑物出現有害裂縫是當前工程界普遍關注的技術難題,特別是混合結構現澆鋼筋混凝土梁裂縫問題是混凝土結構的一個質量通病。影響裂縫的因素既多又復雜，裂縫對建筑物的危害也因使用要求、環境變化、地域特點、人為感官要求等的不同而有很大差別。裂縫的發展以及危害程度也絕不一致，因而就出現了不同的控制、處理方案。對于建筑物裂縫問題，最關鍵的一點[1]就是要進行詳盡的調查和仔細的分析，具體問題具體對待，在前人經驗和理論分析的基礎上結合具體的工程實踐,研究分析特定結構產生有害裂縫的潛在原因，防患于未然。

混凝土作為目前用量最大的一種建筑材料,現已廣泛用于工業與民用建筑、水利、城市建設、農林、交通及海港等工程,而現澆鋼筋混凝土梁是建筑工程最為廣泛和重要的結構構件。混凝土最大的缺點就是易產生裂縫。混凝土上的裂縫不僅僅是工程質量的事故,它的存在還會使混凝土的強度性能有所降低。尤為重要的是，混凝土中裂縫的存在使混凝土抵抗外界物質侵蝕的能力降低，混凝土的耐久性大大下降。本文結合作者參與的一項典型工程實踐,重點探索多層混合結構現澆鋼筋混凝土梁常見裂縫的成因及其預防措施。

1 常見裂縫成因

綜合分析混合結構現澆鋼筋混凝土梁產生裂縫的原因主要包括由材料選配不當、由構造原因引起的裂縫、設計原因引起的裂縫及施工不當引起的裂縫。下面分別進行原因分析。

1.1 因材料選配不當形成的裂縫原因分析

1)使用過期水泥，使混凝土強度降低。梁承載力和剛度減弱，出現一些細微裂縫。

2)骨料含泥土等雜質過量，隨混凝土凝結和氣候干燥產生不規則網狀干裂縫，使混凝土強度降低。

3)骨料含石灰石，待混凝土凝固后生成導致梁中出現崩裂的“爆瘤”[2]。

1.2 構造不當引起的裂縫原因分析

1)梁截面高度過小，使梁跨中撓度變形過大，產生沿拉區邊緣開始出現的橫向裂縫。

2)梁中受力筋之間的凈距過小，使鋼筋和混凝土的粘結強度降低，出現水平劈裂裂縫而使整個保護層剝落。

3)對一些高度較大的梁，腰筋配置過小過稀，會因溫度及混凝土收縮應力使梁腹部出現大體等間距的豎向裂縫。裂縫中間寬、兩頭細，至梁的上下邊緣附近逐漸消失。

4)受力筋錨固搭接長度不足，混凝土保護層偏差過大，使鋼筋強度得不到充分發揮，出現裂縫。

5)梁端下混凝土現澆墊塊過大，使梁在支座處上部負彎矩加大，而設計時是按簡支梁考慮的，致使梁端上部負筋不足產生裂縫。

1.3 由設計原因引起的裂縫原因分析

1)荷載統計時漏項，或是荷載選用過小，或是在承載力計算時，材料強度、荷載不采用標準值，使梁的強度儲備降低，產生裂縫甚至破壞。

2)梁的計算簡圖不能反映實際梁的主要受力特性，形成設計與實際受力時的差異，產生裂縫。

3)對由彎起鋼筋和箍筋共同抵抗剪力的梁，只考慮支座處控制截面的剪力,而沒有驗算彎起筋下彎點外斜截面的抗剪承載能力,使下彎點處斜截面因抗剪不足而產生斜裂縫。

4)在主次梁交接處，忽視了次梁傳至主梁的集中荷載，未設吊筋或附加箍筋，使次梁下端的主梁上出現45°方向斜裂縫[3]。

5)忽視挑梁的抗傾覆驗算而使挑梁產生因抗傾覆強度不夠的破壞。

1.4 因施工不當引起的裂縫原因分析

因施工不當引起的裂縫是常見的裂縫，但只要在施工過程中加以注意就可以預防這種裂縫的產生。

1)混凝土攪拌運輸時間過長使水分蒸發，引起混凝土澆筑時坍落度過低，使混凝土體積中出現不規則的網狀裂縫。

2)水灰比過大，使梁頂部混凝土成型后產生較大的收縮下沉,被頂部鋼筋所阻，形成沿鋼筋通長或斷斷續續的裂縫。

3)混凝土養護不良，早期失水嚴重而出現數量較多、寬度和深度較大的網狀裂縫。

4)鋼筋保護層厚度過大，如受拉鋼筋嚴重錯位（使梁截面有效高度減少）導致開裂。裂縫表面較寬，常垂直于這類鋼筋，也可能出現規則的收縮裂縫。

5)模板剛度不夠或支撐下沉、變形，造成新澆筑混凝土梁與模板變形一致的裂縫。

6)過早拆模，混凝土尚未形成足夠強度，梁在實際施加于自身的重力荷載作用下，容易發生受力裂縫。

2 預防措施

2.1 因材料選配不當形成的裂縫預防措施

1)嚴禁使用過期水泥。要防止水泥受潮、過期，對已過期的水泥，應予以降級使用或不得使用。

2)粗細骨料在使用前應取樣檢驗，以防雜質含量超標。否則應予以處理。

3)嚴禁在曾經堆放過生石灰的場地上堆放水泥、混凝土用的粗、細骨料，以防生石灰混入其中。

2.2 由構造不當引起的裂縫預防措施

1)確定梁截面高度時，盡量符合規范中不需作撓度計算的截面最小高度要求，否則需對梁的變形進行驗算。

2)梁中受力筋的凈距a取值范圍[4]:在受拉區:a≥d(受拉鋼筋直徑)且a≥25mm；受壓區 a≥d且 a≥30mm，以保證混凝土與受力筋的粘結強度。

3)當梁高h≥700mm時,在梁兩側沿高度每隔300mm～400mm應分別設置一根直徑不小于10mm的縱向構造鋼筋，兩側縱向構造鋼筋間應用拉筋連接，拉筋直徑同箍筋，間距500mm～700mm，一般為2倍箍筋的間距，以防止由于溫度和混凝土收縮應力裂縫的產生。

4)梁中受力筋的錨固長度，根據梁與其下支座連接方式的不同，應分別滿足規范的有關規定。受力筋的混凝土保護層厚度正常環境下為25mm,高溫度環境下為35mm～45mm。

5)受力筋若采用綁扎接頭，除搭接長度要滿足規范要求外，接頭位置也要錯開，從任一綁扎接頭中心至1.3倍搭接長度的區段范圍內,有綁扎接頭的受力筋截面面積占受力筋總截面面積的百分率為25%(受拉區)和50%(受壓區)。

2.3 由設計原因引起的裂縫措施

1)設計人員統計荷載時應根據屋樓面的構造做法，從上往下依次統計，不要出現漏項、缺項。板傳遞到梁上的荷載嚴格按單、雙向板各自的傳力原則進行傳遞。

2)同一樓面板上的荷載根據其使用功能取值有所不同，應從荷載規范逐一查得，分別采用，不得簡化。

3)采用荷載和材料強度設計值進行梁的配筋計算。

4)梁的計算簡圖一定要反映實際梁的受力特點，如支承在磚墻(或構造柱)上的單跨梁，可簡化為簡支梁，多跨梁則簡化為多跨連續梁等。

5)由彎起筋和箍筋共同承擔剪力的梁，要保證每一排彎起鋼筋下彎點處斜截面的抗剪承載力，使整個梁都滿足抗剪要求。

6)主次梁交接處應在主梁中設置附加橫向鋼筋(吊筋或箍筋)以傳遞次梁傳來的集中力。

7)挑梁除需進行正、斜面承載力計算外，還要進行傾覆驗算以保證其抗傾覆能力。

2.4 因施工不當引起的裂縫預防措施

1)若施工過程中混凝土的坍落度小于30mm時，應在澆筑前進行二次攪拌。

2)改善水灰比，減少泌水，加強自然養護，對高度超過300mm的梁，混凝土應分層澆筑和采用二次澆搗。

3)在混凝土澆筑完成后，應及時覆蓋和澆水，在養護期應保持混凝土處于潮濕狀態。

4)控制鋼筋配料、加工、制作尺寸，正確安裝、固定鋼筋。尤其注意防止梁的上部鋼筋被踩塌而變形。澆筑混凝土前應及時檢查鋼筋的保護層厚度。不宜過大、過小，保證梁截面有效高度。

5)模板構造方案應正確合理,且應驗算模板及支架剛度。

6)正確掌握拆模時間，跨度L≤2m的梁，達到混凝土設計強度50%時可拆模；跨度2m＜L＜8m的梁，達到混凝土設計強度的70%時可拆模；跨度不小于8m的梁，達到混凝土設計強度100%時，可拆模。

3 結語

結合作者設計、施工、監理的工程實踐，對混合結構現澆混凝土梁常見裂縫成因進行了分析研究,得出了這一結構構件常見裂縫成因，并提出了相應的預防措施。總之，現澆鋼筋混凝土梁裂縫應針對成因，貫徹預防為主的原則，加強設計、施工等方面的管理，確保結構安全和避免不必要的損失。

[1]王慶霖.砌體結構[M].北京:地震出版社,1999

[2]唐岱新等.砌體結構設計新規范應用講評[M].北京:中國建筑工業出版社,1992

[3]GB50003-2001,砌體結構設計規范[S]

[4]唐岱新,龔紹熙,等.砌體結構設計規范理解與應用[M].北京:中國建筑工業出版社,2002