建筑結構裂縫分析及加固

韓爽　賀洪朝

摘 要：建筑結構產生裂縫是很普遍的現象，從理論上說，混凝土結構尤其是受彎構件總是帶裂縫工作的，在使用荷載不大的情況下，沒有裂縫隙或這類結構性裂縫隙非常細微，不易為肉眼所察覺。但在現實的建筑中，混凝土結構會出現各種各樣的裂縫，混凝土產生的原因很復雜，而且往往是各種因素的綜合。為了防止結構產生有害裂縫，就必須根據工程的具體條件，因地制宜地采取相應措施，才能使主體結構裂縫得到較好地控制。

關鍵詞：建筑;結構;裂縫

1 建筑裂縫形成的原因

1.1 塑性收縮裂縫

此類裂縫產生的主要原因是混凝土澆筑后，在塑性狀態時表面水分蒸發過快造成的。這類裂縫多在表面出現，形狀不規則、長短寬窄不一、呈龜裂狀，深度一般不超過50mm。產生的原因主要是混凝土澆注后3-4小時左右表面沒有被覆蓋，特別是平板結構在炎熱或大風天氣混凝土表面水分蒸發過快，或者是基礎、模板吸水過快，以及混凝土本身的水化熱高等原因造成混凝土產生急劇收縮，此時混凝土強度趨近于零，不能抵抗這種變形應力而導致開裂。混凝土中蒸發和吸收水分的速度越快，塑性收縮裂縫越容易產生，而商品混凝土由于為了滿足可泵性、流動性、出機時混凝土的塌落度和砂率比普通混凝土大很多，早期強度低所以其水分特別容易散失，表面容易形成裂縫。

1.2 塑性沉降裂縫

此類裂縫產生的主要原因是由于混凝土骨料沉降時受到阻礙（如鋼筋、模板）而產生的。這種裂縫大多出現在混凝土澆注后0.5小時至3小時之間，混凝土尚處在塑性狀態，混凝土表面消失水光時立即產生，沿著梁及板上面鋼筋的走向出現，主要是混凝土塌落度大、沉陷過高所致。另外在施工過程中如果模板綁扎得不好、模板沉陷、移動時也會出現此類裂縫。

1.3 溫度應力裂縫

此類裂縫產生的主要原因是由于混凝土澆筑后，聚積在內部的水泥水化熱不易散發，造成混凝土的內部溫度升高，而混凝土表面散熱較快，這樣形成較大的內外溫差，使混凝土內部產生壓應力，表面產生拉應力。如果在混凝土表面附近存在較大的溫度梯度，就會引起較大的表面拉應力，此時混凝土的齡期很短，抗拉強度很低，如果溫差產生的表面拉應力，超過此時的混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土表面產生表面裂縫。這種裂縫一般產生很早多呈不規則狀態，深度較淺，屬表面性質。表面裂縫易產生應力集中，能促使裂縫進一步開展。

1.4 原材料質量引起的裂縫

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。混凝土所采用材料的質量不合格，可能導致結構出現裂縫。①砂石含泥量超過規定，不僅降低混凝土的強度和抗滲性，還會使混凝土干燥時產生不規則的網狀裂縫。②拌和用水及外加劑拌和用水或外加劑中氯化物等雜質含量較高時對鋼筋銹蝕有較大影響。

2 磚砌體裂縫的加固

（1）對墻體斜向裂縫的處理，首先應把屋面隔熱保溫層更換或采取加強措施（如增設架空板隔熱）;其次，根據墻體裂縫寬度及長度，采取不同的加固補強方法。當裂縫寬度較細，長度較短時，可持表面抹灰層剔深10mm左右，剔寬50mm左右，粘貼玻璃絲布，然后抹平噴漿或貼壁紙恢復表面層，清水外墻面可采用1：1水泥砂漿勾縫，并將外表面涂成與磚墻同一顏色。當裂縫寬度較寬且長度較長，影響墻體的整體性及承載力時，應采取壓力灌漿加固補強。

（2）對由于基礎不均勻沉降產生的墻體裂縫處理，首先應觀測沉降是否已穩定，如果確認已處穩定狀態，則可根據裂縫寬度及長度按第1條方法區別處理;如果沉降尚未穩定，在沉降較大部位應進行勘察，探明土質情況，然后再確定加固處理地基的方案.采用灌漿固結地基土的方法，或采用補樁設梁擔托墻體方法，防止繼續發生不均勻沉降，對墻體裂縫再按上述方法進行處理。

（3）墻體因受水平推力、不均勻沉降、溫度變化引起伸縮等原因而發生外閃，墻體產生較大的裂縫或使外縱墑與內橫墻拉結不良時，可用鋼筋或型鋼拉桿予以加固。

（4）墻體開裂比較嚴重，為了增加房屋的整體剛性，則可以在房屋墻體一側或兩側增設鋼筋混凝土圈梁。

3 混凝土裂縫的加固

由降溫及收縮引起，當結構周圍的氣溫及濕度變化時，梁板都要產生變形——溫度變形及收縮變形。板的厚度遠遠小于梁，所以板截面緊隨氣溫變化而變化，水分蒸發較快，收縮變化較大，但是肋較厚，故其溫度變化滯后于板，特別是在急冷急熱變化時更為明顯。由此產生的板與梁的溫差與收縮差的變形，引起約束應力，板內呈拉應力，梁（肋）內呈壓應力。出于降溫引起的應力狀態一直到梁板溫度平衡時才消失，而收縮應力將長期持續下去。混凝土裂縫處理方法有：表面修補法及內部修補法。

表面修補法包括表面涂抹水泥砂漿、表面涂抹環氧膠泥、環氧粘貼玻璃布、表面鑿槽嵌補。

內部修補法是用壓漿泵將膠結料壓入裂縫中，由于其凝結、硬化而起到補縫作用，以恢復結構的整體性。這種方法適用于對結構整體性有影響，或有防水、防滲要求的裂縫修補。常用的灌漿材料有水泥和化學材料，可按裂縫的性質、寬度、施工條件等具體情況選用。一般對寬度大于0.5mm的裂縫，可采用水泥灌漿，對寬度小于0.5mm的裂縫，或較大的溫度收縮裂縫，宜采用化學灌漿。

鋼筋混凝土結構的加固，應在結構評定的基礎上進行，加固的目的有結構強度加固、穩定性加固、剛度加固、抗裂性能加固四種。這四種加固之間既有聯系又有區別，最常遇到的是結構強度加固（即結構補強）。結構加固可分為不改變結構受力圖形和改變結構受力圖形的兩種方法，亦可分為非預應力加固和預應力加固兩類。對結構或構件存在的強度、剛度、裂縫、穩定、沉降、使用等方面的問題，要區分局部性還是全局性的，關鍵部位還是次要部位的，在分析了問題產生的主要原因后，分別根據處理的原則和界限，視工程具體情況和條件，有針對性地采取適當加固方法。

總之，建筑裂縫問題一直嚴重困擾著混凝土的施工質量，在混凝土生產以及施工過程中有針對性地采取預防措施，盡可能采取有效的技術措施控制裂縫使結構盡量不出現裂縫或盡量減少裂縫的數量和寬度，特別是避免有害裂縫的出現，以確保工程質量，使建筑物具備良好的耐久性和結構穩定性。

參考文獻：

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