如何正確分析結構中的裂縫

【摘 要】文中對建筑結構中裂縫產生的原因從材料及結構構成進行了簡要的分析，結合現行規范提出了在設計上應該采取的措施，以避免類似裂縫的發生，并分析了施工不當可能產生的裂縫，提出了施工應該采取的措施；提出了在處理裂縫時應掌握的原則及方法，對類似工程問題有一 定的參考價值。

【關鍵詞】裂縫形態；原因；防止措施

長期以來，建筑結構中的裂縫問題令許多工程技術人員感到非常棘手，且近年來日趨嚴重。對于裂縫，有的工程技術人員采取聽之任之的漠視態度，甚至認為結構出現裂縫是正常的，不出現裂縫反而不正常的錯誤看法。而有的工程技術人員則談裂色變，筆者認為，對于結構中產生的裂縫，不管是磚混結構還是混凝土結構，不管是樓板，還是梁或者墻體，首先應正確分析裂縫產生的原因，判斷其對結構的危害程度，然后采取正確的方法進行處理。

1. 砌體結構中常見裂縫及其處理

1.1 砌體結構墻體中的裂縫通常有兩種，一種是由于地基下沉引起的斜裂縫，該裂縫的特征表現為斜裂縫的高處指向下沉方，而且呈現由下及上逐漸減弱的趨勢，對于這種裂縫，首先應判明地基下沉的原因，然后待地基下沉穩定后對裂縫進行加固處理。

1.2 在結構設計上可以采用以下措施予以加強：（1）增大基礎圈梁的剛度；（2）在底層的窗臺下墻體灰縫內設置三道焊接鋼筋網片或26鋼筋，并伸入兩邊窗間墻內不小于600mm；（3）采用鋼筋混凝土窗臺板，窗臺板嵌入窗間墻內不小于600mm。另一種裂縫是砌體結構頂層墻體的裂縫，這種裂縫有的呈八字型，多發生在房屋兩端兩個開間范圍，而且是在房屋頂層，少數向下裂至二層或三層；有的呈斜向裂縫，多發生在頂層內縱墻和頂層橫墻上，有少數房屋在頂層圈梁下皮標高處沿內外縱墻產生水平裂縫，這些裂縫主要是由溫度應力產生的。一部分與施工質量有關，干磚上墻，留直槎，砂漿不飽滿。

1.3 為了避免這種裂縫的產生，在設計上應采取以下一些適當的措施：（1）對于建筑物長度接近或略超過規范規定的伸縮縫間距的建筑，應適當增加保溫層厚度，設置隔熱層；（2）在鋼筋混凝土屋面板與墻體圈梁的接觸面處設置水平滑動層，滑動層可采用兩層油氈夾滑石粉或橡膠片等；對于長縱墻，可只在其兩端的2～3個開間內設置，對于橫墻可只在其兩端各L/4范圍內設置（L為橫墻長度）；（3）頂層屋面板下設置現澆鋼筋混凝土圈梁，并沿內外墻拉通，房屋兩端圈梁下的墻體內宜適當設置水平鋼筋；（4）房屋頂層端部宜適當加密設置構造柱；（5）頂層墻體有門窗等洞口時，在過梁上的水平灰縫內設置2～3道焊接鋼筋網片或26鋼筋，并應伸入過梁兩端墻內不小于600mm；（6）屋面保溫（隔熱）層或屋面剛性面層及砂漿找平層應設置分隔縫，分隔縫間距不宜大于6m，并與女兒墻隔開，其縫隙不小于30mm。

2. 混凝土結構中的裂縫

近些年來，隨著商品混凝土的大量使用，鋼筋混凝土結構中的裂縫越來越多，除去一些明顯的結構受力裂縫外，大部分是由于混凝土的收縮引起的?；炷恋氖湛s變形是這種工程材料的固有特性，主要表現形式為：澆筑初期（終凝前）的凝縮變形；硬化過程中有干縮變形；在恒溫絕濕條件下，有凝膠材料的水化作用引起的自生收縮變形；溫度下降引起的冷縮變形； 因碳化引起的碳化收縮變形。 影響混凝土收縮的因素主要有水泥品種，用量和骨料品種及含量，混凝土配合比、外加劑種類及摻量、介質溫度和相對溫度，養護條件等。混凝土的相對收縮量主要取決于水泥品種，用量和水灰比；絕對收縮量除與這些因素有關外還與構件施工時最大連 續邊長成正比。

2.1 樓板，梁內的貫通裂縫。

這種裂縫多半是由于混凝土的收縮引起的，因為如果是受彎強度不足，產生的裂縫應該是拉應力最大的部位縫最寬。避免這種裂縫的主要措施是對混凝土的配合比進行嚴格控制，減小水灰比，采用良好的骨料級配，并且級配要連續，選用水化熱小的水泥品種，尤其重要的一點是加強施工期間的養護，因為這些年來參與混凝土施工操作的多為未經正規培訓的民工，對施工進度的要求又過快，除了少數重要的大型工程外，工程的施工質量更難得到切實保證，良好的養護是提高混凝土結構耐久性最為經濟和有效的途徑，也是控制混凝土施工早期裂縫的重要保證。養護不良會嚴重消弱表層混凝土的安全性和阻止外部有害物質侵入的能力，可能使混凝土的抗滲性能降低，給混凝土結構帶來致命傷害。筆者參與處理了一個工程裂縫問題，一高層住宅樓，在樓板內及梁上多處發現貫通的梁、板裂縫，究其原因主要是由于養護不到位及拆模時間早造成的，從完成樓板上的多處凸凹不平的腳印就可以證明這一點。在設計上應盡量縮小伸縮縫的間距，不致使其過長。尤其對于商品住宅這類個人居住建筑的伸縮縫間距，建議不宜超過規范的有關規定。

2.2 樓板支座處的上皮裂縫。

這種裂縫大部分是由于支座處負筋位置出現偏差引起的，保護層變大，致使樓板在支 座處的有效厚度減小，這類裂縫必須經進行加固處理，尤其是對懸臂板。

2.3 穿線管位置的裂縫。

當前在混凝土板中預埋的電線導管大多采用PVC管。由于PVC管直徑較大，彈性較大，表面光滑，與混凝土結合較差，使 梁板內存在薄弱環節。當混凝土板較薄或梁寬較窄時，很容易因混凝土收縮而產生裂縫。筆者最近在一工地上看到一根梁寬的范圍內全是電線導管，而這往往是結構設計人員容易忽略的，因此對于埋管較多的樓板應適當加厚，對梁應在埋管較集中處進行加固處理，多增加梁側腰筋。

3. 保護層設計厚度與混凝土裂縫控制

3.1 為了控制混凝土結構的裂縫，《混凝土結構設計規范》（GB50010）中提出了“當梁柱中縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度大于40mm時，應對保護層采取有效的防裂構造措施?！彼^有效的防裂構造措施，無非是在保護層中再加入一層 鋼筋網。但這有可能因網筋距離混凝土表面過近，必然會提前銹蝕并使表層混凝土脹裂剝落，給內部鋼筋帶來更大危害，這樣的要求反而有可能使構件更早夭折短壽。

3.2 保護層厚度增大后，由于荷載作用引起的構件橫向表面彎曲裂縫的最大寬度會增加，但對構件的耐久性來說仍然有利。構件表面裂縫寬度的增加，并不表示裂縫截面上位于鋼筋表面的混凝土裂寬也會隨著保護層厚度的增大而增加。鋼筋銹蝕作為一種電化學反應，隨著保護層厚度的增加，滲入到內部參與銹蝕反應的氧和水分等物質肯定會減少，必然會降低銹蝕的速度，控制裂縫的最終目的是為了提高耐久性，為了減少構件表面的橫向裂縫寬度而限定保護層厚度，不見得有利。因為裂縫對鋼筋銹蝕的影響，最重要的是要避免順筋開裂而不是橫向裂縫。順筋開裂使的大氣中的氧氣和水分能夠長驅直入到鋼筋整個表面，造成鋼筋大范圍的迅速銹蝕，而橫向開裂并不會造成保護層的整體失效，只是在開裂截面處的鋼筋陽極部位提前出現局部銹蝕。對碳化引起的鋼筋銹蝕，表面橫向裂縫的寬度大小并不會明顯影響到構件的使用壽命。

4. 結語

在建筑物的裂縫處理上，應首先弄清楚裂縫產生的原因，這樣才能確定裂縫對建筑物的影響程度，否則，既使處理完后，也不能達到實際的效果。在設計上應該嚴格遵守規范的規定，弄清楚規范條文的真正含義，做到有的放失，在施工中，應嚴格按施工規程及設計要求施工，尤其是與保護層厚度有關的鋼筋定位以及與表層混凝土質量有關的施工養護。

參考文獻

[1] 砌體結構設計規范（GB50003-2001）北京：中國建筑工業出版社.

[2] 混凝土結構設計規范（GB50010-2002）北京：中國建筑工業出版社.

[3] 陳肇元，鋼筋混凝土保護層設計急待改善建筑結構2007.6.

[文章編號]1619-2737（2013）11-27-31

[作者簡介]張宗升（1965.3- ），男，職稱：高級工程師、副總工程師，工作單位：山西省建筑設計研究院。