鋼筋混凝土結構典型裂縫的檢測方法及誘因分析

【摘 要】混凝土結構的裂縫寬度、數量、深度、走向和位置是判斷結構受力狀態和預測剩余使用年限的重要特征之一。對混凝土結構作可靠性鑒定必須對結構的裂縫狀態進行檢測和分析。產生裂縫的原因很多，從工程鑒定和處理的角度可以將其歸納為受力裂縫和非受力裂縫兩大類，檢測時應注意區分。裂縫的形態各異，能否正確區分要依靠檢測人員的理論知識，掌握鑒定規程的水平和工程經驗。

【關鍵詞】鋼混結構；裂縫檢測；橫向裂縫；縱向裂縫；受力裂縫；溫度裂縫；裂縫形態

0 引言

混凝土是我國工程建設中使用最為普遍的結構材料之一，其質量直接影響到結構的適用性、安全性和耐久性。為此，人們對混凝土的質量給予了極大的關注。

1 裂縫檢測方法

1.1 沿筋縱向裂縫的檢查

沿筋裂縫是非受力裂縫，檢查沿筋裂縫時要注意兩個界限，一個是有無縱向沿筋裂縫，無沿筋裂縫屬a、b級。若有沿筋裂縫，要掌握裂縫寬度和長度小于或等于2mm為c級，大于2mm為d級。當有主筋銹蝕導致構件掉角或保護層脫落的，情況比開裂還嚴重，因此檢查和量測時，應抓住這幾個環節。大型屋面板、屋架上下弦和斜拉桿，因為在高空，量測時更要認真細致，注意安全。屋面板上邊有時光亮度不夠，需要人工用應急燈幫助才能看清楚裂縫。

總之，沿筋裂縫，比受力裂縫寬度寬，測量時用裂縫卡、鋼板尺等均可，在上述幾個界限處，需要用刻度放大鏡觀測。

現場檢查發現沿筋裂縫較多，且很寬，有的遠遠大于規范規定值（3mm，5mm）。因此鑒定規范的解說中要求，有實踐經驗時，因主筋銹蝕而產生的沿主筋方向的裂縫寬度評定等級標準，可根據裂縫出現的部位、構件的重要性和所處環境、裂縫長度及其擴展速度等適當從寬。

1.2 垂直于受力主筋的橫向裂縫的檢查

首先要檢查哪些裂縫，是橫向裂縫的典型形式。受彎構件受拉區產生的裂縫就是橫向裂縫。這種裂縫由于作用力過大，加之在潮濕環境下，通縫進水，氧化導致鋼筋銹蝕，又加寬了裂縫。在屋架下弦桿、斜拉桿上，可能產生這種裂縫，其特點一般不同于沿筋縱向裂縫，而且往往是環狀裂縫。橫向裂縫應用放大20倍的刻度放大鏡認真觀測。如果表面有灰塵或附著物，應清除干凈再測。

橫向裂縫是受力裂縫，必須認真觀察，并注意裂縫控制界限，特別0.2，0.3左右，要測量認真、細致、準確，以便評級。

1.3 溫度膨脹縫和收縮縫的檢查

廠房溫度縫較多，收縮縫也不少，這兩種有時綜合在一處產生，應明確溫度膨脹縫，首先產生在溫度場處，收縮縫產生在構件體積較大而且受到束約條件作用。例如，煉鋼車間的爐子、鋼包、鐵水包等處容易產生膨脹裂縫。收縮裂縫產生在大型屋面板、長條墻、大塊基礎等處。

2 裂縫成因分析

2.1 宏觀誘因分析

原材料對混凝土結構裂縫影響最大的是水泥品種及質量，單就裂縫而言，硅酸鹽水泥及普通硅酸鹽水泥水化熱較高，大體量現澆混凝土結構易于產生裂縫；火山灰水泥及快硬水泥干縮性大，大面積混凝土結構易于產生裂縫；礦渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥抗凍性較差）于濕交替工程易于裂縫。礦渣水泥易發生沉縮和泌水現象。水泥含量越高，混凝土收縮越大，產生裂縫的可能性就越大。

施工質量不合格對建筑物裂縫形成最為直接，分混凝土、鋼筋及模板三方面。混凝土方面，如混凝土配合比不當或泵送時改變了配合比，混凝土摻合料拌合不勻，混凝土攪拌時間過長。混凝土澆筑順序或接茬處理不當，混凝土振搗不充分，混凝土硬化前受震動或受力，混凝土養護不及時或不充分或受凍。混凝土強度過低會直接降低結構的抗裂性。鋼筋方面，如混凝土在結硬期鋼筋被擾動，鋼筋保護層過小。模板方面，如模板變形，模板支撐下沉，模板漏漿，過早拆模。

設計錯誤造成的結構裂縫，主要表現為結構方案及布置不合理，結構計算錯誤，結構抗裂性過低，以及結構構造不合理等方面。內力分析常見的錯誤是，計算簡圖與實際不符，荷載取值過低或漏項，未考慮溫度收縮應力及地基差異沉降所產生的內力；承載力計算常見的錯誤是，安全度取值偏低，配筋量不足，只算抗彎，不計算抗剪、抗扭；結構抗裂驗算常易被忽視，尤其是手算；結構構造不合理，主要是配筋不合理，只配受力鋼筋，忽略構造鋼筋的作用和配置，如梁板人墻不配負筋，現澆連續板不設收縮溫度筋，高梁不設腰筋等。

使用不當及環境的不良影響，多表現為荷載超過設計規定，周圍存在酸、鹽及幻化物等有害介質作用，環境溫、濕度急劇變化，構件各部位溫、濕度差過大，表面受熱過度或火災，建筑物處于反復凍融狀態等。

2.2 裂縫產生的時間過程分析

建筑物裂縫可以出現在施工階段，也可能出現在使用階段，可以是混凝土澆筑后的數小時至一天或數天，也可以是數十天后。施工階段產生的裂縫主要應從施工方法、施工質量及原材料選用上找原因，當然，有的裂縫雖發生在施工階段，但責任卻與設計也有關，如原材料限定，施工縫設置，施工荷載驗算等。

2.3 裂縫形態分析

2.3.1 荷載裂縫

荷載裂縫又稱受力裂縫，是外荷載作用下產生的結構裂縫。

2.3.2 地震裂縫

地震對建筑物的作用，分水平作用和豎向作用。一般建筑，只考慮水平地震作用；對于8度和9度時的大跨度結構、長懸臂結構、煙囪和類似的高聳結構，及9度時的高層建筑，尚應考慮豎向地震作用。

2.3.3 地基變形引起的裂縫

地基變形不協調時，如建筑物地基沉降不均勻，各部位存在較大差異，當這種差異大到一定限度后，就會引起上部結構裂縫。造成地基變形不協調的因素很多，如地基土質不均勻，局部存在軟土、填土、沖河、古河道等；基底荷載差異過大，建筑物存在高低差，基礎形式和埋深不同；結構物剛度差別懸殊，建筑物各部分結構類型不同，等等。

2.3.4 溫度收縮裂縫

溫度收縮裂縫是建筑物最常見的一種裂縫，主要是由于結構溫度變形及材料收縮變形受阻及應力超標所致。宏觀統計，溫度裂縫多出現在建筑物直接受陽光輻射部位，頂部多于底部，南墻重于北墻，兩端多于中間。

2.3.5 碳化銹蝕裂縫

我國《鋼鐵工業建（構）筑物可靠性鑒定規程》關于鋼筋混凝土結構耐久性評估，主要建立在混凝土碳化及鋼筋銹蝕的基礎上，認為混凝土碳化到鋼筋部位，鋼筋失去了混凝土鈍化膜保護，會逐漸生銹，鋼筋生銹后體積膨脹，會引起混凝土沿鋼筋開裂；混凝土裂縫的開展，反過來又促使鋼筋更快銹蝕，尤其是當環境濕度較大，周圍存在有害介質時，這種惡性循環速度顯著加快。因此，碳化銹蝕裂縫，必須給予高度重視。

2.3.6 反復凍融產生的裂縫

試驗研究表明，長期與水接觸的混凝土，當溫度為-4～-20℃時，表現為“冷脹熱縮”。寒冷地區的外露混凝土結構，年復一年地遭受雨雪浸蝕，長期處在干濕交替、反復凍融的狀態下，當混凝土密實度較差、空隙率較大時，容易產生凍脹裂縫，造成結構表面混凝土酥松、剝落，引起鋼筋銹蝕。

2.3.7 沉縮裂縫

混凝土在硬化過程中，因塑性下沉所產生的裂縫稱為沉縮裂縫，或塑性收縮裂縫。沉縮裂縫一般在混凝土澆筑后1-3小時發生，主要出現在結構變截面處、梁板交接處及順鋼筋部位。

3 結束語

總之，隨著我國工程建設質量管理的加強，混凝土無損檢測技術的作用日益明顯，從而也促進了該項技術的迅猛發展。不僅己有的方法更趨成熟和普及，而且新技術、新方法不斷涌現。可以說目前混凝土無損檢測技術己跨入了一個嶄新的發展階段。

【參考文獻】

[1]袁海軍.鋼筋混凝土結構檢測鑒定中的若干問題[J].建筑科學，2001（12）

[2]賈風林.鋼筋混凝土整體結構構件承載力檢測方法[J].山西建筑，2003（4）.

[責任編輯：劉帥]