混凝土裂縫淺析

劉洪生/河南龍醒路橋工程有限公司

混凝土裂縫淺析

劉洪生/河南龍醒路橋工程有限公司

混凝土是目前用量最大的一種建筑材料,廣泛應用于公路、鐵路、城市建設和水利海港建設。然而,許多混凝土結構在建設與使用過程中出現了不同程度、不同形式的裂縫。這不僅影響建筑物的外觀,更危及建筑物的正常使用和結構的耐久性，嚴重者將會威脅到人們的生命和財產安全。大量工程實踐以及近代科學關于混凝土強度的細觀研究都表明結構物的裂縫是不可避免的,它是材料的一種特性。因此，科學地對待裂縫問題是在對裂縫進行分類、研究的基礎上，在施工中應盡量采取有效措施控制裂縫產生，使結構盡可能不出現裂縫或盡量減少裂縫的數量和寬度，尤其要盡量避免有害裂縫的出現，把混凝土裂縫控制在可以接受的程度上，從而確保工程質量。

混凝土裂縫；裂縫成因；裂縫分析

一、裂縫分類

1.收縮裂縫。混凝土微觀裂縫一般肉眼看不到，它是內部固有的一種裂縫，也是不連貫的。這種混凝土本身固有的微觀裂縫，在荷載不超過設計規定的情況下視為無害。但宏觀裂縫則要認真分析判斷其形式。收縮裂縫:即在施工階段因水泥水化熱及外部氣溫的作用引起混凝土收縮而產生的裂縫。收縮裂縫多為規則的條狀，很少交叉，常發生在結構的變截面處，往往與受力鋼筋平行。這種裂縫多發生在大體積的混凝土和梁、板、柱等塊體構件，危害較大，尤其是暴露在大氣中的構筑物影響更大。如不加以防止，很可能會造成嚴重后果。

2.超載裂縫。即混凝土構件超載使用時，造成變形、受力不均等原因產生的裂縫，一般均發生在構件受力彎矩最大的部位，成條狀，但分布不像收縮裂縫那樣均勻，擴展方向也相反，一般沿受力鋼筋垂直方向或斜向發展。產生超載裂縫的原因，往往是在施工中構件上受到了不適當的施工荷載或者上部建筑物過早施工。

3.沉降裂縫。即因地基差異沉降或構件結合不良、剪應力超過設計強度而產生的一種混凝土裂縫，多見于填土地基、樁基沉降不均勻的各種基礎與墻體。這種裂縫一般與地面垂直，或成3°～4°角方向發展，寬度因荷載大小而異，與沉降值成比例。沉降裂縫危害極大，并且很難處理。因此在設計上必須采取有效措施，在先期探測、施工和使用過程中斗要加強觀測和巡視。

二、裂縫成因

1.砼的收縮。收縮是砼的一個主要特性，對砼的性能有很大影響。由于收縮而產生的微觀裂縫一旦發展則有可能引起機構物的開裂、變形甚至破壞。

2.配筋不足。配筋間距大、配筋率小的砼結構開裂多，無筋砼比有筋砼開裂多。鋼筋的位置要正確，保護層過大或過小都可能導致砼開裂。

3.砼材料及配合比。配合比設計不當直接影響砼的抗拉強度，是造成砼開裂不可忽視的原因。配合比不當指水泥用量過大、水灰比大、含砂率不適當、骨料種類不佳、選用外加劑不當等，這幾個因素是互相關聯的。

4.養護條件。養護是使砼正常硬化的重要手段。養護條件對裂縫的出現有著關鍵的影響。在標準養護條件下，砼硬化正常，不會開裂，但只適用于試塊或是工廠的預制件生產，現場施工中不可能擁有這種條件。現場砼養護越接近標準條件，砼開裂可能性就越小。

三、砼裂縫預防措施

1.結構設計。設計上要注重容易開裂的部位，如深基與淺基、高低跨處等，應考慮到由于地基的差異沉降或結構原因而引起的薄弱環節，在設計中加以解決。在構件截面允許、配筋率不變而且在澆筑方便的情況下，鋼筋直徑越細、間距越小則對預防開裂越有利。各部分荷載懸殊的結構適當增設構造鋼筋，以避免不均勻下沉，造成應力集中而出現裂縫。

2.施工方案。采取良好的施工方案與預防措施，對控制混凝土裂縫著很大的關系。施工方案主要是確定一定澆筑量、施工縫間距、位置及構造、澆筑時間、運輸及振搗等。一次澆筑長度由垂直施工縫分割，最好是設置在變截面處或承受拉、剪、彎直力較小的部位；除控制一次澆筑厚度外，分層位置即水平施工縫留設位置也應加以注意。一般來說，應盡量留在變截面處，或遠離受拉鋼筋部位而設在混凝土的受壓區，確定澆筑時間的原則應盡量避開炎熱天氣和晝夜溫差大的日子。如果必須在夏季施工，則應采取材料降溫措施來控制混凝土入模溫度。

3.施工質量。由于施工質量原因而產生的裂縫發生率在95％以上，如果在施工階段控制住了裂縫，則在使用階段開裂的可能性也就小了。因此，施工階段是裂縫預防的主要階段，在施工階段要注意以下幾個問題:（1）必須確保正確的振搗方法。要根據商品混凝土的坍落度，合理控制振搗時間。振搗宜短振、快插、慢拔。因為振搗時間過短，混凝土不易密實；而振搗時間過長，則易形成混凝土的分層，從而造成過大的收縮應力，使混凝土出現裂縫。（2）混凝土的布料宜采用布料杵進行，嚴禁采用振動棒趕料。要確保混凝土攤鋪均勻，保證混凝土的致密性和均勻性，避免薄弱界面的產生，防止發生裂縫。（3）為消除混凝土的淺表收縮裂縫，應在混凝土表面終凝前的收水時，進行兩次或三次壓實收光，對摻加活性摻和料的混凝土更應增加收光次數，嚴禁在表面撒純水泥進行壓實收光，以免收縮裂縫的產生。（4）嚴禁現場加水。要加強現場的管理力度，減少施工人員的主觀隨意性，確保按規范施工。（5）鋼筋的成型和模板安裝位置要準確、牢固，以免施工中變形。鋼筋上的污物和氧化鐵皮要清除，以免影響粘結力。（6）澆筑、振搗操作合理，特別是振搗操作技術，往往不被人們重視。過分地振搗對砼均勻性有害，振搗不足也不能保證砼應有的密實度，要恰到好處。

四、砼裂縫的處理

（一）經過調查分析，確認在裂縫不降低承載力的情況下，采取表面修補法、充填法、注入法等處理方法：

1.表面修補法。該法適用于縫較窄，用以恢復構件表面美觀和提高耐久性時所采用，常用的是沿砼裂縫表面鋪設薄膜材料，一般可用環氧類樹脂或樹脂浸漬玻璃布。

2.充填法。當裂縫較寬時，可沿裂縫砼表面鑿成V形或U形槽，使用樹脂砂漿材料進行填充，也可使用水泥砂漿或瀝青等材料。

3.注入法。當裂縫寬度較小且較深時，可采用將修補材料注入砼內部的修補方法，首先裂縫處設置注入用管，其他部位用表面處理法封住，使用低粘度環氧樹脂注入材料，用電動泵或手動泵注入修補。

（二）如果裂縫影響到結構安全，可采取圍套加固法、鋼箍加固法、粘貼加固法等結構加固法。此方法屬結構加固，須經設計驗算同意后方可進行。

1.圍套加固法。在周圍尺寸允許的情況下，在結構外部一側或數側外包鋼筋砼圍套，以增加鋼筋和截面，提高其承載力；對構件裂縫嚴重，尚未破碎裂透或一側破裂的，將裂縫部位鋼筋保護層鑿去，外包鋼絲網一層；大型基礎一般采取增設鋼板箍帶，增加環向抗拉強度的方法處理。

2.鋼箍加固法。在結構裂縫部位四周加U型螺栓或型鋼套箍將構件箍緊，以防止裂縫擴大和提高結構的剛度及承載力。加固時，應使鋼套箍與混凝土表面緊密接觸，以保證共同工作。

3.粘貼加固法。將鋼板或型鋼用改性環氧樹脂和粘結劑，粘結到構件砼裂縫部位表面，使鋼板或型鋼與混凝土連成整體共同工作。粘結前，鋼材表面進行噴砂除銹，混凝土刷凈干燥，粘結層厚度為1～4毫米。

五、結束語

綜上所述，砼裂縫應針對成因，貫徹預防為主的原則，完善設計及加強施工等方面的管理，使結構盡量不出現裂縫或盡量減少裂縫數量和寬度，以確保結構安全。