簡述混凝土裂縫的辨識和處理原則

【摘要】在經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，各項技術(shù)發(fā)生著日新月異的變化，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)仍然是目前建筑領(lǐng)域使用做廣泛的建筑結(jié)構(gòu)形式，雖然這種結(jié)構(gòu)形式有著建設(shè)周期長、自重大、能耗大、難于回收利用等不足之處，但鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)擁有的可塑性、耐久性、施工技術(shù)簡便、受力好、經(jīng)濟等特點，可以預(yù)見這種結(jié)構(gòu)形式在今后的很長一段時間內(nèi)依然會是主要的建筑結(jié)構(gòu)形式。但混凝土結(jié)構(gòu)的特性導(dǎo)致他有著非常大的缺陷，其中以混凝土抗拉強度不足導(dǎo)致的混凝土裂縫最為普遍，這將嚴(yán)重影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的壽命、外觀和使用性能。混凝土裂縫的處理必須從裂縫的成因、受力、使用部位等方面著手，綜合分析后本著確保結(jié)構(gòu)安全和長久使用的原則選著混凝土裂縫的處理方法。

【關(guān)鍵詞】混凝土；裂縫；受力分析；處理

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中存在許多的缺陷，但其中以混凝土裂縫最為普遍，也最不為人們所接受，大部分人只要看見裂縫就認(rèn)為混凝土出現(xiàn)了嚴(yán)重的問題，在住房商品化的今天，地下室漏水、樓板開裂、墻體開裂等問題時有發(fā)生。由于混凝土材料來源廣泛、施工隊伍技術(shù)水平參差不齊、結(jié)構(gòu)形勢復(fù)雜多變、施工工序較多、工期長、使用環(huán)境復(fù)雜，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都有可能導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。與混凝土承載力計算相比，混凝土裂縫的計算也顯得粗略，防開裂、限制開裂的構(gòu)造措施還值得深入研究【1】，在裂縫的危害程度、辨別方式、處理方式的選擇和責(zé)任追究等方面也很值得我們深入的研究。

1、混凝土裂縫的危害

混凝土裂縫的成因和危害可以從混凝土這種材料的特性、受力狀態(tài)等方面進行研究，普通混凝土的受彎構(gòu)件，混凝土抗拉強度只有抗壓強度的1/17～1/8【2】，極限拉應(yīng)變很小，比如混凝土梁，在受力達到設(shè)計荷載的35%左右就有可能出現(xiàn)裂縫，但此時混凝土梁的鋼筋應(yīng)力僅僅只有鋼筋設(shè)計允許應(yīng)力的1/14～1/10左右，顯然此時的混凝土梁還處于安全狀態(tài)，不會出現(xiàn)斷裂、坍塌等危險事故發(fā)生。在混凝土的裂縫形成原因中，混凝土在澆筑初期的干縮變形、溫度應(yīng)變等都會造成混凝土裂縫，但這些裂縫也不一定會危害結(jié)構(gòu)安全，因此混凝土裂縫并不一定都是事故，也不一定都需要處理，在裂縫不超過允許的長度和寬度條件下很多的混凝土構(gòu)件是允許帶裂縫工作的。但對于梁中部受拉區(qū)的裂縫、懸挑構(gòu)件端部和上部裂縫、結(jié)構(gòu)柱豎向裂縫和脫落則需要特別注意，這些往往是結(jié)構(gòu)開始破壞的先兆，必須引起重視。我國現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010）、《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50202）均對混凝土的裂縫寬度進行了規(guī)定，設(shè)計、施工、驗收時要嚴(yán)格執(zhí)行。

2、混凝土裂縫的分類

混凝土裂縫是一個復(fù)雜多變的質(zhì)量問題，也是難于避免的，受到多方面的因素的影響，澆筑初期的裂縫后期可能愈合，裂縫有可能會變大或變小，表面裂縫有可能變成深層裂縫，同樣一條裂縫會隨著溫度和荷載大小的變化而變化，夏天窄冬天寬。混凝土裂縫的分析、分類和處理必須從裂縫的成因、受力特點、使用部位、周邊環(huán)境、氣候等方面著手。

按照混凝土產(chǎn)生的原因和性質(zhì)，可以將裂縫大致分為沉降裂縫、荷載裂縫、溫度裂縫、收縮和干縮裂縫、張拉裂縫、腐蝕裂縫和施工裂縫，裂縫產(chǎn)生的原因不同，導(dǎo)致其外觀表現(xiàn)形態(tài)及特征也不一樣。在混凝土事故調(diào)查分析時，我們可以按照裂縫產(chǎn)生的原因和時間進行區(qū)分，有設(shè)計原因、施工原因、養(yǎng)護原因、后期使用原因、周邊環(huán)境原因、自然災(zāi)害、人為破壞等。其中設(shè)計原因造成的往往很容易忽視，施工單位難于辨識也往往礙于工作關(guān)系不愿意進行追究，筆者在工作中就遇見由于后澆帶留置不合理、未合理設(shè)置板面負(fù)彎曲筋而造成的裂縫，在一些EPC工程中由于設(shè)計過于經(jīng)濟化、安全系數(shù)低、預(yù)留荷載考慮不足這類問尤為突出。

3、混凝土裂縫的辨識

正確辨別裂縫的性質(zhì)是正確選著處理方式的基礎(chǔ)，混凝土的裂縫的性質(zhì)可以根據(jù)裂縫出現(xiàn)的位置、出現(xiàn)開裂的時間、裂縫的發(fā)展變化、裂縫的外形、裂縫的尺寸數(shù)量（長寬深淺等）等因素，從而判斷裂縫是屬于哪一類型裂縫，進一步確定裂縫的重要性、受力情況、危險程度和處理要求，綜合分析后本著確保結(jié)構(gòu)安全和長久使用的原則選著混凝土裂縫的處理方法。筆者根據(jù)現(xiàn)場施工經(jīng)驗和參考國內(nèi)相關(guān)文獻，認(rèn)為可以從一下五個方向?qū)α芽p進行辨識。

一般非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中的屋架、托架和重級工作制吊車梁的裂縫寬度不大于0.2mm，其他非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫寬度不大于0.3mm，【3】但要根據(jù)及時使用和環(huán)境情況具體分析。對于影響混凝土使用功能、超過允許寬度、降低結(jié)構(gòu)剛度、沿著受力鋼筋縱向和嚴(yán)重影響建筑物感觀的裂縫需要特別注意。

4、混凝土裂縫的處理原則

首先要查清原因和鑒別裂縫性質(zhì)，由于混凝土的裂縫往往是由多種原則造成的，如果一時難于判斷原因和性質(zhì)，如果裂縫沒有進一步惡化，可以進一步觀察或進行試驗以確定裂縫性質(zhì)后進行處理。裂縫處理要明確處理的目的，以確定是保護封閉、堵漏還是結(jié)構(gòu)補強，對于不涉及結(jié)構(gòu)安全的裂縫要注意構(gòu)件的剛度、外形尺寸、氣密性、表面整潔、美觀和使用感受的要求，對于涉及結(jié)構(gòu)安全的補強處理以確保建筑物安全使用為重點。

選擇合適的處理時間非常重要，比如對于隨溫度變化的裂縫進行封閉處理時應(yīng)在混凝土裂縫寬度最大時進行處理；對于影響結(jié)構(gòu)安全的補強處理，應(yīng)經(jīng)過設(shè)計確認(rèn)后及時處理；對于沉降裂縫如不影響結(jié)構(gòu)安全應(yīng)在沉降穩(wěn)定后進行處理。處理的同時還要考慮處理材料和工藝方法的適用性及耐久性問題，處理要注意禁止對結(jié)構(gòu)進行進一步的破壞和惡化。

目前建設(shè)行業(yè)有很多的裂縫處理方法，大致可以分為封閉保護和結(jié)構(gòu)補強兩大類，也出現(xiàn)了混凝土裂縫自修補技術(shù)，既可用于老舊建筑物也可用于新建建筑物，技術(shù)也都比較成熟，但這些都是亡羊補牢不得已而為之。總之，不管是什么原因造成的什么性質(zhì)和類型的裂縫，施工前早研判、早預(yù)防、早采取措施才是關(guān)鍵。在施工過程中施工單位要做好現(xiàn)場記錄，特別是對于容易出現(xiàn)混凝土裂縫的部位、環(huán)節(jié)采取相應(yīng)的處理措施，發(fā)現(xiàn)問題要引起重視、及時匯報、分析、觀測和采取一定的保護措施，對于一些涉及到結(jié)構(gòu)安全的混凝土裂縫要及時提請設(shè)計單位和相關(guān)專家，避免裂縫進一步惡化和引起更嚴(yán)重的后果。

參考文獻：

[1]《建筑工程事故分析與處理》（第三版）中國建筑工業(yè)出版社

[2]《土木工程事故分析與處理》機械工業(yè)出版社

[3]《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010）

[4]《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50202）

[5]《建筑工程質(zhì)量事故分析與處理》廈門大學(xué)出版社

[6]《土木工程事故處理》（第二版）科學(xué)出版社