混凝土梁裂縫產(chǎn)生原因及處置措施

于艷

摘 要：混凝土梁裂縫是困擾設(shè)計(jì)和施工的棘手問題，因此，分析了混凝土梁裂縫的形成原因，并提出了相應(yīng)的處置對(duì)策，以期為設(shè)計(jì)和施工提供參考。

關(guān)鍵詞：裂縫；混凝土；工程設(shè)計(jì)；施工單位

中圖分類號(hào)：U455.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.131

混凝土梁可作為獨(dú)立梁，也可與混凝土板組成梁—板式樓蓋結(jié)構(gòu)，或與混凝土柱子組成單層或多層框架結(jié)構(gòu)。混凝土梁形式多樣，是工業(yè)和民用建筑結(jié)構(gòu)中最基本、最常見的承重單元，應(yīng)用范圍廣泛。

然而，混凝土梁裂縫已成為混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量通病之一，如何防治混凝土梁裂縫是工程設(shè)計(jì)和施工單位亟待解決的技術(shù)難題。本文對(duì)混凝土梁產(chǎn)生裂縫的原因進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并在此基礎(chǔ)上提出了詳細(xì)的處置對(duì)策，以期為混凝土梁的設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)。典型的梁裂縫如圖1所示。

1 裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 受力引起的裂縫

在混凝土承受荷載時(shí)，下部受拉區(qū)鋼筋與混凝土共同受力，受拉區(qū)邊緣應(yīng)變大于混凝土極限拉應(yīng)變時(shí)，引起受拉區(qū)混凝土開裂。該類裂縫由拉應(yīng)力引起，裂縫一旦出現(xiàn)，則具有一定的開展寬度，并沿梁高延伸至一定高度，一般為下寬上窄。裂縫出現(xiàn)后，受拉鋼筋應(yīng)力明顯增加，會(huì)在混凝土梁跨中區(qū)段出現(xiàn)一定數(shù)量的裂縫。

1.2 溫度引起的裂縫

此類裂縫一般出現(xiàn)在頂層屋面保溫隔熱處理不當(dāng)，或因施工時(shí)暴曬造成混凝土梁上、下表面溫差大的部位。梁上、下表面的溫差會(huì)造成溫度變形不一致，溫度應(yīng)力便會(huì)不同。當(dāng)溫度變形產(chǎn)生的應(yīng)力大于混凝土材料極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，在梁上會(huì)部出現(xiàn)豎向裂縫，以耗散變形能。

1.3 養(yǎng)護(hù)不當(dāng)造成的收縮裂縫

混凝土澆筑后收縮變形主要集中在塑性收縮階段。此時(shí)，對(duì)水分的要求較大，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)易造成混凝土塑性收縮裂縫，裂縫位置會(huì)受自身材料和連續(xù)梁跨度的影響?；炷亮喝孛媸湛s變形，每隔一定距離會(huì)出現(xiàn)1個(gè)應(yīng)力釋放面，即開裂面，裂縫會(huì)貫通全截面。

1.4 箍筋表面混凝土收縮裂縫

箍筋外側(cè)混凝土保護(hù)層厚度比其他部位小，當(dāng)混凝土收縮時(shí)，易在該處出現(xiàn)應(yīng)力集中。后期養(yǎng)護(hù)不當(dāng)時(shí)，在此薄弱面會(huì)出現(xiàn)沿箍筋位置的裂縫。此類裂縫僅存在于箍筋混凝土保護(hù)層范圍內(nèi)，箍筋內(nèi)部混凝土不受影響。

1.5 梁側(cè)面根部斜向受力裂縫

此類裂縫是由于混凝土梁受剪應(yīng)力與壓應(yīng)力共同作用時(shí)，斜截面承載力不足造成的。首先會(huì)在梁底出現(xiàn)垂直裂縫，頂部變斜形成斜裂縫，當(dāng)荷載增加至一定程度時(shí)，在多條斜裂縫中形成一條主要斜裂縫。當(dāng)混凝土梁截面偏小或抗剪筋配置不足時(shí)易發(fā)生該類裂縫。要注意混凝土梁上有墻體時(shí)是否形成墻梁構(gòu)件，避免在計(jì)算中將墻荷只傳至本層梁，而實(shí)際中底層混凝土墻梁承載上部多層荷載的受力模型錯(cuò)誤，進(jìn)而造成裂縫。

1.6 設(shè)計(jì)考慮不周

比如混凝土梁的截面不足、梁的跨度過大、高度偏低、設(shè)計(jì)取值錯(cuò)誤、受力鋼筋截面偏小、配筋位置不當(dāng)和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)不合理等，都可能導(dǎo)致混凝土梁出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。

1.7 結(jié)構(gòu)功能改變

混凝土結(jié)構(gòu)在正常使用的過程中，有可能改變?cè)瓉淼氖褂霉δ埽热鐚⑥k公室改為倉庫、屋頂增層、使用不當(dāng)和梁上荷載增大等均會(huì)引發(fā)裂縫。

1.8 地基基礎(chǔ)變形引起的裂縫

該類裂縫的產(chǎn)生主要由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟或回填土不實(shí)、浸水，進(jìn)而造成的不均勻沉降所致，或因模板剛度不足、模板支撐間距過大或支撐底部松動(dòng)等導(dǎo)致，特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土解凍后出現(xiàn)融陷，產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力，當(dāng)超出混凝土梁的抗拉能力時(shí)，將導(dǎo)致混凝土梁出現(xiàn)裂縫。在地基變形穩(wěn)定后，由地基變形引起的裂縫也基本趨于穩(wěn)定。

2 裂縫處置措施

對(duì)于混凝土梁裂縫的處置，要重視對(duì)裂縫情況的調(diào)查分析，確定裂縫類型、開展程度、產(chǎn)生危害和處置依據(jù)。調(diào)查可從裂縫的寬度、長度、是否貫通、是否達(dá)到彈性極限應(yīng)力的位置、有無潮氣或漏水、工程地點(diǎn)環(huán)境和施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)情況等多處入手，分析裂縫產(chǎn)生的本質(zhì)原因，并采取有針對(duì)性的處置措施。

2.1 表面修補(bǔ)法

表面修補(bǔ)法適用于較窄的裂縫，可恢復(fù)構(gòu)件表面的美觀和提高耐久性。在該方法中，常沿混凝土裂縫表面鋪設(shè)薄膜材料，一般可用環(huán)氧類樹脂或樹脂浸漬玻璃布。施工時(shí)，先對(duì)混凝土表面用鋼絲刷打毛，清水洗凈，晾曬干燥后將混凝土表面氣孔由油灰狀樹脂填平，并在其上鋪設(shè)薄膜。如果單純以防水為目的，則可采用涂刷瀝青的方法。

2.2 充填法

當(dāng)裂縫較寬時(shí)，可沿裂縫混凝土表面鑿成V形或U形槽，并使用樹脂砂漿材料填充，也可使用水泥砂漿或?yàn)r青等材料。施工時(shí)，先將槽內(nèi)碎片清除，必要時(shí)涂底層結(jié)合料，填充后待填充料充分硬化，再用砂輪或拋光機(jī)將表面磨光。

2.3 灌漿法

此法應(yīng)用范圍較廣，從細(xì)微裂縫到較寬裂縫均可適用，處理效果好。利用壓送設(shè)備（壓力為0.2～0.4 MPa）將補(bǔ)縫漿液注入混凝土裂隙，達(dá)到閉塞的目的。該方法屬傳統(tǒng)方法，效果非常好。此外，也可利用彈性補(bǔ)縫器將注縫膠注入裂縫，操作方便、效果較好。

3 結(jié)束語

混凝土梁出現(xiàn)裂縫可能是因溫度、變形和受力等多方面原因引起的，處置時(shí)需查明裂縫的走向、分布和寬度等情況，從而為采取合理、有效的修復(fù)方法提供可靠依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]李建峰，黃永剛.鋼筋混凝土梁裂縫原因及對(duì)策[J].長安大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，25（5）：71-73.

[2]彭萬生.淺析混凝土梁板裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2013（11）：56-59.

[3]黃小勇.混凝土梁板施工裂縫的產(chǎn)生原因與防治[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2007（3）：146-148.

[4]梁昊文.鋼筋混凝土梁板裂縫的原因分析及鑒定處理[J].建材技術(shù)與應(yīng)用，2004（6）：58-60.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： The concrete beam is troubled by the design and construction of thorny issues， therefore， to analyze the formation of cracks in the concrete beams， and the corresponding countermeasures disposal in order to provide reference for the design and construction.

Key words： crack； concrete； engineering design； Construction Company