多層混合房屋現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁常見裂縫的原因分析及預防

李 瑞， 王新征

河南省南陽師范學院土木建筑工程學院(473061）

0 引言

建筑物出現(xiàn)有害裂縫是當前工程界普遍關注的技術難題,特別是混合結(jié)構現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁裂縫問題是混凝土結(jié)構的一個質(zhì)量通病。影響裂縫的因素既多又復雜，裂縫對建筑物的危害也因使用要求、環(huán)境變化、地域特點、人為感官要求等的不同而有很大差別。裂縫的發(fā)展以及危害程度也絕不一致，因而就出現(xiàn)了不同的控制、處理方案。對于建筑物裂縫問題，最關鍵的一點[1]就是要進行詳盡的調(diào)查和仔細的分析，具體問題具體對待，在前人經(jīng)驗和理論分析的基礎上結(jié)合具體的工程實踐,研究分析特定結(jié)構產(chǎn)生有害裂縫的潛在原因，防患于未然。

混凝土作為目前用量最大的一種建筑材料,現(xiàn)已廣泛用于工業(yè)與民用建筑、水利、城市建設、農(nóng)林、交通及海港等工程,而現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁是建筑工程最為廣泛和重要的結(jié)構構件?；炷磷畲蟮娜秉c就是易產(chǎn)生裂縫?；炷辽系牧芽p不僅僅是工程質(zhì)量的事故,它的存在還會使混凝土的強度性能有所降低。尤為重要的是，混凝土中裂縫的存在使混凝土抵抗外界物質(zhì)侵蝕的能力降低，混凝土的耐久性大大下降。本文結(jié)合作者參與的一項典型工程實踐,重點探索多層混合結(jié)構現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁常見裂縫的成因及其預防措施。

1 常見裂縫成因

綜合分析混合結(jié)構現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁產(chǎn)生裂縫的原因主要包括由材料選配不當、由構造原因引起的裂縫、設計原因引起的裂縫及施工不當引起的裂縫。下面分別進行原因分析。

1.1 因材料選配不當形成的裂縫原因分析

1)使用過期水泥，使混凝土強度降低。梁承載力和剛度減弱，出現(xiàn)一些細微裂縫。

2)骨料含泥土等雜質(zhì)過量，隨混凝土凝結(jié)和氣候干燥產(chǎn)生不規(guī)則網(wǎng)狀干裂縫，使混凝土強度降低。

3)骨料含石灰石，待混凝土凝固后生成導致梁中出現(xiàn)崩裂的“爆瘤”[2]。

1.2 構造不當引起的裂縫原因分析

1)梁截面高度過小，使梁跨中撓度變形過大，產(chǎn)生沿拉區(qū)邊緣開始出現(xiàn)的橫向裂縫。

2)梁中受力筋之間的凈距過小，使鋼筋和混凝土的粘結(jié)強度降低，出現(xiàn)水平劈裂裂縫而使整個保護層剝落。

3)對一些高度較大的梁，腰筋配置過小過稀，會因溫度及混凝土收縮應力使梁腹部出現(xiàn)大體等間距的豎向裂縫。裂縫中間寬、兩頭細，至梁的上下邊緣附近逐漸消失。

4)受力筋錨固搭接長度不足，混凝土保護層偏差過大，使鋼筋強度得不到充分發(fā)揮，出現(xiàn)裂縫。

5)梁端下混凝土現(xiàn)澆墊塊過大，使梁在支座處上部負彎矩加大，而設計時是按簡支梁考慮的，致使梁端上部負筋不足產(chǎn)生裂縫。

1.3 由設計原因引起的裂縫原因分析

1)荷載統(tǒng)計時漏項，或是荷載選用過小，或是在承載力計算時，材料強度、荷載不采用標準值，使梁的強度儲備降低，產(chǎn)生裂縫甚至破壞。

2)梁的計算簡圖不能反映實際梁的主要受力特性，形成設計與實際受力時的差異，產(chǎn)生裂縫。

3)對由彎起鋼筋和箍筋共同抵抗剪力的梁，只考慮支座處控制截面的剪力,而沒有驗算彎起筋下彎點外斜截面的抗剪承載能力,使下彎點處斜截面因抗剪不足而產(chǎn)生斜裂縫。

4)在主次梁交接處，忽視了次梁傳至主梁的集中荷載，未設吊筋或附加箍筋，使次梁下端的主梁上出現(xiàn)45°方向斜裂縫[3]。

5)忽視挑梁的抗傾覆驗算而使挑梁產(chǎn)生因抗傾覆強度不夠的破壞。

1.4 因施工不當引起的裂縫原因分析

因施工不當引起的裂縫是常見的裂縫，但只要在施工過程中加以注意就可以預防這種裂縫的產(chǎn)生。

1)混凝土攪拌運輸時間過長使水分蒸發(fā)，引起混凝土澆筑時坍落度過低，使混凝土體積中出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫。

2)水灰比過大，使梁頂部混凝土成型后產(chǎn)生較大的收縮下沉,被頂部鋼筋所阻，形成沿鋼筋通長或斷斷續(xù)續(xù)的裂縫。

3)混凝土養(yǎng)護不良，早期失水嚴重而出現(xiàn)數(shù)量較多、寬度和深度較大的網(wǎng)狀裂縫。

4)鋼筋保護層厚度過大，如受拉鋼筋嚴重錯位（使梁截面有效高度減少）導致開裂。裂縫表面較寬，常垂直于這類鋼筋，也可能出現(xiàn)規(guī)則的收縮裂縫。

5)模板剛度不夠或支撐下沉、變形，造成新澆筑混凝土梁與模板變形一致的裂縫。

6)過早拆模，混凝土尚未形成足夠強度，梁在實際施加于自身的重力荷載作用下，容易發(fā)生受力裂縫。

2 預防措施

2.1 因材料選配不當形成的裂縫預防措施

1)嚴禁使用過期水泥。要防止水泥受潮、過期，對已過期的水泥，應予以降級使用或不得使用。

2)粗細骨料在使用前應取樣檢驗，以防雜質(zhì)含量超標。否則應予以處理。

3)嚴禁在曾經(jīng)堆放過生石灰的場地上堆放水泥、混凝土用的粗、細骨料，以防生石灰混入其中。

2.2 由構造不當引起的裂縫預防措施

1)確定梁截面高度時，盡量符合規(guī)范中不需作撓度計算的截面最小高度要求，否則需對梁的變形進行驗算。

2)梁中受力筋的凈距a取值范圍[4]:在受拉區(qū):a≥d(受拉鋼筋直徑)且a≥25mm；受壓區(qū) a≥d且 a≥30mm，以保證混凝土與受力筋的粘結(jié)強度。

3)當梁高h≥700mm時,在梁兩側(cè)沿高度每隔300mm～400mm應分別設置一根直徑不小于10mm的縱向構造鋼筋，兩側(cè)縱向構造鋼筋間應用拉筋連接，拉筋直徑同箍筋，間距500mm～700mm，一般為2倍箍筋的間距，以防止由于溫度和混凝土收縮應力裂縫的產(chǎn)生。

4)梁中受力筋的錨固長度，根據(jù)梁與其下支座連接方式的不同，應分別滿足規(guī)范的有關規(guī)定。受力筋的混凝土保護層厚度正常環(huán)境下為25mm,高溫度環(huán)境下為35mm～45mm。

5)受力筋若采用綁扎接頭，除搭接長度要滿足規(guī)范要求外，接頭位置也要錯開，從任一綁扎接頭中心至1.3倍搭接長度的區(qū)段范圍內(nèi),有綁扎接頭的受力筋截面面積占受力筋總截面面積的百分率為25%(受拉區(qū))和50%(受壓區(qū))。

2.3 由設計原因引起的裂縫措施

1)設計人員統(tǒng)計荷載時應根據(jù)屋樓面的構造做法，從上往下依次統(tǒng)計，不要出現(xiàn)漏項、缺項。板傳遞到梁上的荷載嚴格按單、雙向板各自的傳力原則進行傳遞。

2)同一樓面板上的荷載根據(jù)其使用功能取值有所不同，應從荷載規(guī)范逐一查得，分別采用，不得簡化。

3)采用荷載和材料強度設計值進行梁的配筋計算。

4)梁的計算簡圖一定要反映實際梁的受力特點，如支承在磚墻(或構造柱)上的單跨梁，可簡化為簡支梁，多跨梁則簡化為多跨連續(xù)梁等。

5)由彎起筋和箍筋共同承擔剪力的梁，要保證每一排彎起鋼筋下彎點處斜截面的抗剪承載力，使整個梁都滿足抗剪要求。

6)主次梁交接處應在主梁中設置附加橫向鋼筋(吊筋或箍筋)以傳遞次梁傳來的集中力。

7)挑梁除需進行正、斜面承載力計算外，還要進行傾覆驗算以保證其抗傾覆能力。

2.4 因施工不當引起的裂縫預防措施

1)若施工過程中混凝土的坍落度小于30mm時，應在澆筑前進行二次攪拌。

2)改善水灰比，減少泌水，加強自然養(yǎng)護，對高度超過300mm的梁，混凝土應分層澆筑和采用二次澆搗。

3)在混凝土澆筑完成后，應及時覆蓋和澆水，在養(yǎng)護期應保持混凝土處于潮濕狀態(tài)。

4)控制鋼筋配料、加工、制作尺寸，正確安裝、固定鋼筋。尤其注意防止梁的上部鋼筋被踩塌而變形。澆筑混凝土前應及時檢查鋼筋的保護層厚度。不宜過大、過小，保證梁截面有效高度。

5)模板構造方案應正確合理,且應驗算模板及支架剛度。

6)正確掌握拆模時間，跨度L≤2m的梁，達到混凝土設計強度50%時可拆模；跨度2m＜L＜8m的梁，達到混凝土設計強度的70%時可拆模；跨度不小于8m的梁，達到混凝土設計強度100%時，可拆模。

3 結(jié)語

結(jié)合作者設計、施工、監(jiān)理的工程實踐，對混合結(jié)構現(xiàn)澆混凝土梁常見裂縫成因進行了分析研究,得出了這一結(jié)構構件常見裂縫成因，并提出了相應的預防措施?？傊?，現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁裂縫應針對成因，貫徹預防為主的原則，加強設計、施工等方面的管理，確保結(jié)構安全和避免不必要的損失。

[1]王慶霖.砌體結(jié)構[M].北京:地震出版社,1999

[2]唐岱新等.砌體結(jié)構設計新規(guī)范應用講評[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1992

[3]GB50003-2001,砌體結(jié)構設計規(guī)范[S]

[4]唐岱新,龔紹熙,等.砌體結(jié)構設計規(guī)范理解與應用[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002