鋼筋混凝土結構裂縫的成因及防治

何德貴　趙鋒

【摘要】建筑結構產生裂縫是很普遍的現象，其中最常見的要數鋼筋砼構件以及磚墻裂縫。本文分析了鋼筋砼結構裂縫產生的八種原因，就這些原因給出了七種預防措施。

【關鍵詞】 建筑結構；鋼筋砼；裂縫；預防措施

【Abstract】Building structure creation the crack be a very widespread phenomenon and most familiarly want piece and brick wall of the few reinforcing bars crack among them.This text analysis the reinforcing bar structure crack creation of eight kinds of reason， for these reasons give seven kinds of prevention measure.

【Key words】Building structure；Reinforcing bar Mao；Crack；Prevention measure

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，其中最常見的要數鋼筋砼構件以及磚墻裂縫。在這里主要討論鋼筋砼梁出現裂縫的原因很復雜，主要有材料或氣候因素、施工不當、設計和施工錯誤、改變使用功能或使用不合理等，通常可歸納為以下幾種：

1. 鋼筋砼常見裂縫原因分析

1.1 材料質量。材料質量問題引起的裂縫較常見的原因是水泥、砂、石等質量不好，若工程上用了這等不合格的材料就會產生“豆腐渣工程”。所以說只有材料的質量關把好了，工程質量才會在根本上得到保證。

1.2 施工工藝。施工工藝涉及的面很廣，不可能一一敘述，一般常涉用到的有：

（1）水分蒸發、水泥結石的砼干縮通常是導致砼裂縫的重要原因。

（2）砼是一種人造混合材料，其質量好壞的一個重要標志是成型后砼的均勻性和密實程度。因此砼的攪拌、運輸、澆搗、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂縫產生的直接或間接原因。

（3）模板構造不當，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都可能造成砼開裂。施工過程中，鋼筋表面污染、砼保證層太小或太大，澆筑中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫，施工控制不嚴，超載堆荷，也可能導致出現裂縫。

（4）砼養護，特別是早期養護質量與裂縫的關系密切，混凝土尚處于未完全硬化狀態時，如干燥過快，則產生收縮裂縫，通常發生在表面上，裂縫不規則，寬度小，另外水泥在水化及硬化過程中，散發大量熱量，使砼內外部產生溫差，超過一定值時，因砼的收縮不一致而產生裂縫。

（5）避免在極端天氣條件下施工，可以減少砼結構的開裂情況。

1.3 地基變形。在鋼筋砼結構中，造成開裂主要原因是不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定于地基變形的情況，由于地基變形造成的應力相對較大，使得裂縫一般是貫穿性的。

1.4 溫度變形。砼具有熱脹冷縮的性質，其線膨脹系數一般為1×10-5/℃。當環境溫度發生變化時，就會產生溫度變形，由此產生附加應力，當這種應力超過砼的抗拉強度時，就會產生裂縫。在工程中，這類裂縫較多見，譬如現澆屋面板上的裂縫，大體積砼的裂縫等。

1.5 濕度變形。砼在空氣中結硬時，體積會逐漸減小，一般謂之干縮。收縮裂縫較普遍，常見于現澆墻板式結構、現澆框架結構等，通常是因為養護不良造成。砼的收縮值一般為0.2～0.4‰，其發展規律是早期快、后期緩慢。因此對于超長的建筑物或構筑物，通常是摻加微膨脹劑等，這樣可基本解決砼的早期干縮問題。

1.6 結構受荷。結構受荷后產生裂縫的因素很多，施工中和使用中都可能出現裂縫。例如早期受震、拆模過早或方法不當、構件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當、施工超載、張拉預應力值過大等均可能產生裂縫。而最常見的是鋼筋砼梁、板受彎構件，在使用荷載作用下往往會出現不同程度的裂縫。普通鋼筋砼構件在承受了30～40% 的設計荷載時，就可能出現裂縫，肉眼一般不易察覺，而構件的極限破壞荷載往往是在設計荷載的1.5倍以上，所以在一般情況下鋼筋砼構件是允許帶裂縫工作的。在使用過程中，改變原來使用功能，如將辦公室改為倉庫、屋面加層、使用不當、增大荷載等均可能會引起出現裂縫。在鋼筋砼設計規范中，分別不同情況規定裂縫的最大寬度為0.2～0.3mm.對那些寬度超過規范規定的裂縫，以及不允許出現裂縫則應認為有害，需加以認真分析，慎重處理。

1.7 設計欠周全。如截面不夠、梁的跨度過大、高度偏小，或者由于計算錯誤，受力鋼筋截面偏小或板太薄、配筋位置不當、節點不合理、結構構件斷面突變或因開洞、留槽引起應力集中，構造處理不當，現澆主梁在擱次梁處如沒有設附加箍筋，或附加吊筋以及各種結構縫設置不當等因素均容易導致砼開裂。

1.8 徐變。砼徐變造成開裂或裂縫發展的例子工程中也和很常見。據文獻記載受彎構件截面砼受壓徐變，可以使構件變形增大2～3倍，預應力結構因徐變會產生較大的應力損失，降低了結構的抗裂性能。

2. 預防措施

通過以上分析，在工程裂縫中有很大一部分是可以通過設計手段、施工手段來克服。

2.1 材料選用。

（1）水泥：應選用水化熱較低的水泥，嚴禁使用安定性不合格的水泥。

（2）粗骨料：宜用表面粗糙、質地堅硬的石料、級配良好、空隙率小、無堿性反應；有害物質及粘土含量不超過規定。

（3）細骨料：宜用顆粒較粗、空隙較小、含泥量較低的中砂。（4）外摻加料：宜采用減水劑等外加劑，以改善砼工作性能，降低用水量，減少收縮。

2.2 配料。

（1）配合比設計：應采用低水灰比、低用水量，以減少水泥用量。

（2）禁止任意增加水泥用量。

（3）配制砼時計量應準確，要嚴格控制水灰比和水泥用量，攪拌均勻，離析的砼必須重新拌勻后，方可澆筑。

2.3 配筋。鋼筋的配置應嚴格按施工圖施工，尤應重視以下各點：

（1）鋼筋品種、規格、數量的改變、代用，必須考慮對構件抗裂性能的影響。

（2）鋼筋的位置要正確，保護層過大或過小都可能導致砼開裂，鋼筋間距過大，易引起鋼筋之間的砼開裂。

2.4 模板工程。鋼筋砼結構裂縫的預防，在模板工程中應注意以下幾點：

（1）模板構造要合理，以防止模板各桿件間的變形不同而導致砼裂縫。

（2）模板和支架要有足夠的剛度，防止施工荷載（特別是動荷載）作用下，模板變形過大造成開裂。

（3）合理掌握拆模時機，拆模時間過早，應保證早齡期砼不損壞或不開裂，但也不能太晚，盡可能不要錯過砼水化熱峰值，即不要錯過最佳養護介入時機。

2.5 砼澆筑。

（1）砼澆筑時應防止離析現象，振搗應均勻、適度。

（2）加強砼的早期養護，并適度延長養護時間，在氣溫高、濕度低或風速大的條件下，更應及早進行噴水養護，在澆水養護有因難時，或者不能保證其充分濕潤時，可采用覆蓋保濕材料等方法。

2.6 設計構造。

（1）建筑平面選型時在滿足使用功能要求的前提下，力求簡單，平面復雜的建筑物，容易產生扭曲等附加應力而造成墻體及樓板開裂。

（2）合理布置縱橫墻，縱墻開洞應盡可能小。

（3）控制建筑物有長高比，長高比越小，整體剛度越大，調整不均勻沉降的能力越強。

（4）合理地調整各部分承重結構的受力情況，使荷載分布均勻，盡量防止受力過于集中。

（5）減少地基的不均勻沉降，除了前述的措施外，在基礎設計中可以采取調整基礎的埋深度，不同的地基計算強度和采用不同的墊層厚度等方法，來調整地基的不均勻變形。

（6）適當加強基礎有剛度和強度。

（7）層層設置圈梁、構造柱，可以增加建筑物的整體性，提高磚石砌體的抗剪、抗拉強度，防止或減少裂縫，即使出現了裂縫，也能阻止其進一步發展。

（8）正確地設置沉降縫。沉降縫位置和縫寬的選定應合適，構造要合理，可以和其結構縫合并設置。

（9）限制伸縮縫間距。對體形復雜、地基不均勻沉降值大的建筑物更應嚴格控制，同樣，也可以和其它結構縫合并使用。

（10）部分窗臺砌體應加強。對寬大的窗臺下部宜設置鋼筋砼梁，以適應窗臺的變形，防止窗臺處產生豎直裂縫。

2.7 施工技術。

（1）加強地基的檢查與驗收工作，基坑開挖后應及時通知勘察及設計單位到現場驗收，對較復雜的地基，設計方在基坑開挖后應要求勘察補鉆探，當探出有不利的地質情況時，必須先對其加固處理，并經驗收合格后，方可進行下一步施工。

（2）開挖基槽時，要注意不擾動其原狀結構。

（3）合理安排施工順序。當相鄰建（構）筑物間距較近時，一般應先施工較深的基礎，以防基坑開挖破壞已建基礎的地基礎。當建（構）筑物各部分荷載相差較大時，一般應施工重、高部分，后施工輕、低部分。

綜上分析，鋼筋砼結構裂縫應針對成因，貫徹預防為主的原則，加強設計施工及使用等方面的管理，確保結構安全和避免不必要的損失。

[文章編號]1619-2737（2015）09-18-271