淺談現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)裂縫成因、防治和處理方法

陳明德

摘? ? 要：現(xiàn)澆鋼筋混凝結(jié)構(gòu)整體性好，安全性高，但現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的裂縫長期以來一直是難以克服的質(zhì)量通病。本文依據(jù)筆者的施工管理經(jīng)驗(yàn)，介紹了現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的裂縫特征，綜合分析了裂縫產(chǎn)生的原因，并提出了相應(yīng)的防治措施和處理方法，并以實(shí)際工程作為案例加以說明。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆結(jié)構(gòu);裂縫;成因分析;防治措施;處理方法;實(shí)際案例

1? 前言

隨著我國的城市化進(jìn)程，建筑、房地產(chǎn)業(yè)在較長的一段時(shí)期內(nèi)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的基礎(chǔ)和支柱產(chǎn)業(yè)，它有效地帶動和促進(jìn)了地方經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展。同時(shí)，人們對房屋建筑的認(rèn)識和了解也越來越深刻，相應(yīng)地對建筑質(zhì)量要求也越來越高?；炷两Y(jié)構(gòu)裂縫已逐步成為當(dāng)前房屋建筑工程中常見的問題，并且已成為商品房質(zhì)量糾紛和業(yè)主投訴的焦點(diǎn)問題。它不僅影響觀感，也會有損使用功能，裂縫暴露時(shí)間長了還會破壞結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、整體性，從而影響結(jié)構(gòu)的耐久性和適用性。雖然裂縫是絕對存在的，但我們應(yīng)避免其影響用戶的使用體驗(yàn)。以下是本人根據(jù)自身的施工管理經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合相關(guān)施工規(guī)范，從裂縫的特征出發(fā)，就其產(chǎn)生的原因、防治措施和實(shí)例處理談一下自己粗淺的心得。

2? 裂縫的分類

混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫可分為微觀裂縫和宏觀裂縫2類。微觀裂縫指的是肉眼看不見的裂縫，主要有三種，一是骨料與水泥石粘合面上的裂縫，稱為粘著裂縫;二是水泥石中自身的裂縫，稱為水泥石裂縫;三是骨料本身的裂縫，稱為骨料裂縫;微觀裂縫的分布是不規(guī)則，不貫通。反之，肉眼看得見的裂縫稱為宏觀裂縫，其由微觀裂縫擴(kuò)展而來。我們今天對于絕對存在的微觀裂縫不做探討。下面就宏觀裂縫作一下分類。

2.1? 按裂縫的成因劃分

根據(jù)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，可分為結(jié)構(gòu)性裂縫與非結(jié)構(gòu)性裂縫兩大類。

（1）結(jié)構(gòu)性裂縫是由各種外荷載引起的裂縫，也稱荷載裂縫。它包括由外荷載的直接應(yīng)力引起的裂縫和在外荷載作用下結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的裂縫。

（2）非結(jié)構(gòu)性裂縫由各種變形變化引起的裂縫。它包括溫差，干縮濕脹和不均勻沉降等因素引起的裂縫。這類裂縫是在結(jié)構(gòu)的變形受到限制時(shí)引起的內(nèi)應(yīng)力造成的。從大量的工程實(shí)踐看，非結(jié)構(gòu)性裂縫在工程中占了約為80%，其中又以收縮裂縫為主導(dǎo)。

2.2? 按裂縫產(chǎn)生的時(shí)間劃分

（1）施工期間出現(xiàn)的裂縫：包括塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫、干燥收縮裂縫、自身收縮裂縫、溫度裂縫、施工操作不當(dāng)出現(xiàn)的裂縫、早期凍脹作用引起的裂縫以及一些不規(guī)則裂縫。

（2）使用期間出現(xiàn)的裂縫：包括鋼筋銹蝕膨脹產(chǎn)生的裂縫、鹽堿類介質(zhì)及酸性侵蝕氣液引起的裂縫、凍融循環(huán)造成的裂縫、堿骨料反應(yīng)引起的裂縫以及循環(huán)動荷載作用下?lián)p傷累積引起的裂縫等。

2.3? 按裂縫的形狀劃分

裂縫按形狀可分為：（1）縱向裂縫，平行于構(gòu)件底面，順筋分布;（2）橫向裂縫，垂直于構(gòu)件底面;（3）剪切裂縫;（4）斜向裂縫、八字形或倒八字形裂縫;（5）X形裂縫，常見于框架梁、柱的端頭以及墻面上;（6）各種不規(guī)則裂縫。此外，還有因混凝土拌和或運(yùn)輸時(shí)間過長引起的網(wǎng)狀裂縫，現(xiàn)澆樓板四角出現(xiàn)的放射狀裂縫或板面出現(xiàn)的十字形裂縫等等。

2.4? 按裂縫的發(fā)展?fàn)顟B(tài)劃分

（1）穩(wěn)定裂縫：這種裂縫不影響持久應(yīng)用。含兩類：一類是在運(yùn)動過程中可以自愈合的裂縫，常見于一些新建的防水工程中其裂縫可自愈。另一類是處于穩(wěn)定運(yùn)動中的裂縫，如在周期性荷載作用下產(chǎn)生的周期性擴(kuò)展和閉合的裂縫。

（2）不穩(wěn)定裂縫：這種裂縫將產(chǎn)生不穩(wěn)定性的擴(kuò)展，影響結(jié)構(gòu)物的持久使用。

3? 裂縫的成因分析

裂縫產(chǎn)生的原因極為復(fù)雜，不同的裂縫，可能由不同的原因綜合造成。據(jù)此，可分為設(shè)計(jì)因素、施工因素、環(huán)境因素、材料因素、使用因素等。

3.1? 設(shè)計(jì)原因

設(shè)計(jì)方面的原因主要有建筑平面不規(guī)則、結(jié)構(gòu)體形突變，應(yīng)設(shè)置結(jié)構(gòu)縫但實(shí)際沒有設(shè)置;樓板配筋設(shè)計(jì)不合理;樓板厚度不夠;荷載取值不當(dāng)?shù)鹊取?/p>

3.2? 施工因素

在住宅建設(shè)中，有很大部分的鋼筋混凝土現(xiàn)澆板出現(xiàn)裂縫，大多是由于施工方面的原因造成，這些原因主要包括以下幾個方面。

（1）砼強(qiáng)度未到達(dá)1.2N/mm2就過早在上面施工或加載引起的裂縫。（2）砼強(qiáng)度等級達(dá)不到設(shè)計(jì)要求、現(xiàn)澆板的厚度不夠、鋼筋放置不到位、配筋量不足等造成現(xiàn)澆板的撓度過大，從而引起它在受彎抗拉處產(chǎn)生裂縫。（3）因模板及支撐系統(tǒng)不穩(wěn)定致新澆砼下陷，砼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。（4）懸挑構(gòu)件的鋼筋位置放置錯誤、或施工過程中將負(fù)筋踩倒，使構(gòu)件不能承受負(fù)彎矩從而引起裂縫，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)箲姨魳?gòu)件斷裂。（5）砼養(yǎng)護(hù)不到位，產(chǎn)生“收縮裂縫”。在遇大風(fēng)或烈日光照的氣候時(shí)， 水分蒸發(fā)過快，極易造成表面開裂， 并且裂縫很寬。（6）其他方面：混凝土坍落度、水灰比過大;混凝土過振或澆搗不密實(shí);支模不嚴(yán)實(shí)、漏漿;澆筑順序、留置施工縫錯誤等等。

3.3? 環(huán)境因素

3.3.1? 混凝土的干縮

干縮主要由于混凝土水分蒸發(fā)引起了混凝土體形的干縮變形?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，當(dāng)混凝土因收縮受到結(jié)構(gòu)外部支座和內(nèi)部鋼筋約束時(shí)，在混凝土結(jié)構(gòu)中會引起約束拉應(yīng)力，約束拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，必然會引起現(xiàn)澆板開裂的現(xiàn)象產(chǎn)生。

3.3.2? 溫度變化

（1）混凝土結(jié)構(gòu)中水化熱散失速度不一致引起的溫差裂縫，主要表現(xiàn)的是平面形狀突變的凹凸房屋陽角處的裂縫。

（2）季度溫度和日溫度變化引起的裂縫，這種裂縫往往集中在屋面板和朝陽處房間的樓板，裂縫寬度也隨季節(jié)和日期的變化而變化。

（3）大體積混凝土水化時(shí)產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差較大，使混凝土的形變超過極限引起裂縫。

（4）當(dāng)有約束時(shí)，混凝土熱漲冷縮所產(chǎn)生的體積漲縮，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，導(dǎo)致產(chǎn)生溫度裂縫。

3.3.3? 地基不均勻沉降

因?yàn)榈鼗痪鶆虺两狄饦欠康睦押弯摻罨炷连F(xiàn)澆板的開裂。

3.4? 材料因素

因?yàn)樵牧腺|(zhì)量不合格引起的裂縫。如水泥凝結(jié)和膨脹不正常，產(chǎn)生短而不規(guī)則的裂縫;骨料中含泥量過多，則隨著混凝土的干燥，會產(chǎn)生不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫;堿-骨料反應(yīng)引起的裂縫，水泥中的堿性物質(zhì)與活性骨料中活性氧化硅等起反應(yīng)，析出的膠狀堿吸水膨漲后，體積增大可達(dá)三倍，使混凝土漲裂產(chǎn)生裂縫。

3.5? 使用因素

（1）構(gòu)件超載產(chǎn)生的裂縫;（2）不利環(huán)境中產(chǎn)生的裂縫，例如：侵蝕性水，由于混凝土保護(hù)層厚度有限，或混凝土密實(shí)性不良，使混凝土中的鋼筋生銹，生成氧化鐵，鐵銹體積膨脹，對周圍混凝土擠壓，使混凝土脹裂。

4? 裂縫的防治措施

對于混凝土出現(xiàn)的裂縫問題可以采取用以下幾個方面的措施來預(yù)防治理。

（1）針對設(shè)計(jì)方面問題，應(yīng)注意建筑平面布局力求規(guī)則;適當(dāng)配置抗裂鋼筋。

（2）針對施工方面問題，可通過加強(qiáng)施工管理實(shí)現(xiàn)。①模板及支架剛度不足引起的裂縫。模板及支架必須編制專項(xiàng)方案，地基必須堅(jiān)實(shí)，支架體系應(yīng)通過計(jì)算確定;施工時(shí)嚴(yán)格按審定的專項(xiàng)方案組織施工。②材料安放不合適產(chǎn)生裂縫。嚴(yán)格控制材料的堆放時(shí)間，且不得超載。③工藝不精產(chǎn)生的裂縫。開展工作時(shí)，要嚴(yán)格遵守施工圖規(guī)范要求來進(jìn)行。不得粗制濫造，偷工減料，片面追求眼前利益。④受力鋼筋放置錯誤導(dǎo)致的裂縫。嚴(yán)格隱檢驗(yàn)收制度;加強(qiáng)過程控制;監(jiān)理旁站監(jiān)管。

（3）對于混凝土的收縮、溫度變化，可以通過調(diào)整鋼筋的間距、加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)、合理地設(shè)置后澆帶、伸縮縫等措施來解決。

（4）對于混凝土原材料質(zhì)量，可以采取嚴(yán)把材料進(jìn)貨關(guān)，認(rèn)真、嚴(yán)格地按照規(guī)范做好材料的驗(yàn)收和復(fù)試等措施來解決。

①加大原材料質(zhì)量監(jiān)測慎重選擇以及所用材料。②普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥應(yīng)該采用在水泥中，應(yīng)檢查出廠日期、級別、包裝、品種、或批次、和進(jìn)場數(shù)量，復(fù)試檢驗(yàn)安全性、強(qiáng)度及性能指標(biāo)。③用于混凝土的細(xì)骨料應(yīng)為中、粗砂，且含泥量不大于2%。④商品混凝土的選擇：信譽(yù)好、質(zhì)量有保證的廠商。商品混凝土訂購時(shí)應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)要求。⑤混凝土配合比，在混凝土配合比方面，近年來有著很大的變化，每m3混凝土的水泥用量明顯減少，大力推廣了較大摻量粉煤灰和摻少量磨細(xì)礦渣粉等礦物摻和料的技術(shù)，大大節(jié)約了水泥和能源，而這有利于控制混凝土裂縫。

（5）對于地基不均勻沉降，可以從設(shè)計(jì)角度來解決，主要是調(diào)整基礎(chǔ)的選型來控制或減少這類裂縫的發(fā)生。

5? 裂縫的處理方法

5.1? 水泥安定性不合格導(dǎo)致的破壞裂縫

對混凝土中水泥安定性不合格或者不同品種水泥混用發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的破壞裂縫，須進(jìn)行徹底的處理，即將混凝土打掉重新澆筑。

5.2? 受力產(chǎn)生的裂縫

對受力產(chǎn)生的裂縫，可根據(jù)出現(xiàn)的原因，有針對性的采取加固補(bǔ)強(qiáng)措施。對已影響到結(jié)構(gòu)安全的樓板裂縫，除了沿縫鑿成V字形凹槽沖洗干凈，將環(huán)氧樹脂液用壓力灌入縫內(nèi)封閉外，還要用粘扁鋼或碳纖維布等措施對樓板進(jìn)行加固。

5.3? 非受力產(chǎn)生的裂縫

國內(nèi)外修補(bǔ)裂縫的方法很多，歸納起來主要有以下三大類：。

5.3.1? 開槽法修補(bǔ)裂縫

該法適合于修補(bǔ)寬度大于0.5mm的裂縫，材料的配合比為，環(huán)氧樹脂：聚硫橡膠：水泥：砂=10：3：12.5：28。首先用人工將曬干篩凈后的砂、水泥按比例配好攪拌均勻后，將環(huán)氧樹脂聚硫橡膠也按配比拌勻。然后摻入已拌好的砂、水泥當(dāng)中，再用人工繼續(xù)攪拌。最后用少量的丙酮將已拌好的砂漿稀釋到適中稠度。及時(shí)將已拌好的改性環(huán)氧樹脂砂漿用橡膠桶裝到已鑿好洗凈吹干后的混凝土鑿槽內(nèi)進(jìn)行嵌入。從砂漿開始拌和到嵌入混凝土縫內(nèi)，一組砂漿的整個施工過程需要30min左右完成。嵌入后的砂漿養(yǎng)護(hù)即砂漿嵌入縫槽內(nèi)處理好后兩小時(shí)以內(nèi)及時(shí)用毛氈、麻袋將聚硫橡膠改性環(huán)氧樹脂砂漿進(jìn)行覆蓋，待完全初凝后，開始用水養(yǎng)護(hù)。

5.3.2? 低壓注漿法修補(bǔ)裂縫

低壓注漿法適用于裂縫寬度為0.2mm～0.3mm的混凝土裂縫修補(bǔ)。修補(bǔ)工序如下：裂縫清理—試漏—配制注漿液—壓力注漿—二次注漿—清理表面。

當(dāng)裂縫數(shù)量較多時(shí)，先要在裂縫位置上貼醫(yī)用白膠布，再用窄毛刷沾漿沿裂縫來回涂刷封縫，使裂縫封閉，大約10min后，揭去膠布條，露出小縫，粘貼注漿嘴用鍵包嚴(yán)。固化后周邊可能有裂口，須反復(fù)用漿補(bǔ)上，以避免注漿漏漿。注漿操作一般在粘嘴的第二天進(jìn)行，若氣溫高的話，半天就可注漿。操作時(shí)先用補(bǔ)縫器吸取注漿液，插入注漿嘴，用手推動補(bǔ)縫器活塞，使?jié){液通過注漿嘴壓入裂縫，當(dāng)相鄰的嘴中流出漿液時(shí)，就可拔出補(bǔ)縫器，堵上鋁鉚釘。一般由上往下注漿，水平縫一般從一端到另一端逐個注漿。為了保證漿液充滿，在注漿后約半小時(shí)可以對每個注漿嘴再次補(bǔ)漿。

5.3.3? 表面覆蓋法修補(bǔ)裂縫

在微細(xì)裂縫（一般寬度小于0.2mm）的表面上涂膜，以達(dá)到修補(bǔ)混凝土微細(xì)裂縫的目的。這種方法的缺點(diǎn)是修補(bǔ)工作無法深入到裂縫內(nèi)部，對延伸裂縫難以追蹤其變化。

該法所用材料視修補(bǔ)目的及建筑物所處環(huán)境不同而異，通常采用彈性涂膜防水材料，聚合物水泥膏、聚合物薄膜（粘貼）等。

5.3.4? 結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法

因超載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時(shí)間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可采取結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。

6? 工程實(shí)例

某度假區(qū)住宅小區(qū)，框剪結(jié)構(gòu)，總建筑面積138506m2，地下1層，局部地下2層，為一個整體地下室，地下室面積69409m2;地上13棟6層洋房，15棟2～3層中式合院，地上建筑面積69097m2。

其地下室結(jié)構(gòu)施工時(shí)間在2018年7月～2018年9月，合院設(shè)計(jì)采用的為“凹”造型，如圖1。

根據(jù)現(xiàn)場對實(shí)際混凝土結(jié)構(gòu)作觀測檢查的結(jié)果，該項(xiàng)目在夏季澆筑成型的其中10棟合院的地下室擋墻、一層樓面梁板在凹形折角應(yīng)力集中部位到了冬季時(shí)均有裂縫產(chǎn)生，裂縫寬度1m'm～2m'm不等，均為貫穿裂縫。

6.1? 成因分析

根據(jù)施工方、監(jiān)理方、設(shè)計(jì)方和建設(shè)方專家組判定意見，這些裂縫是由于溫差收縮應(yīng)力引起的伸縮裂縫，不影響結(jié)構(gòu)安全性。

6.2? 裂縫處理

6.2.1? 擋土墻裂縫處理

在已有裂縫處沿裂縫開出V形槽，縫內(nèi)注入環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠，使得鋼筋混凝土在裂縫處形成一個加強(qiáng)區(qū)，待結(jié)構(gòu)膠固結(jié)后，專人用扁鏨子清理溢出砼表面的殘留物，表面打上軟性結(jié)構(gòu)膠，折角部位2m范圍滿貼1.5mm三元乙丙橡膠卷材。

6.2.2? 樓板面裂縫處理

在已有裂縫處沿裂縫開出V形槽，縫內(nèi)注入環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠，使得鋼筋混凝土在裂縫處形成一個加強(qiáng)區(qū)，待結(jié)構(gòu)膠固結(jié)后，專人用扁鏨子清理溢出砼表面的殘留物，表面抹1：2水泥砂漿。

1層樓面細(xì)石砼找平層厚由30改為40，內(nèi)配[Φ]4@150雙向鋼筋網(wǎng)，其中折角部位的衛(wèi)生間在細(xì)石砼下再加一道1.5mm三元乙丙橡膠卷材，遇墻處上翻250mm。

6.2.3? 梁柱面裂縫處理

在已有裂縫處沿裂縫開出V形槽，縫內(nèi)注入環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠，使得鋼筋混凝土在裂縫處形成一個加強(qiáng)區(qū)，待結(jié)構(gòu)膠固結(jié)后，專人用扁鏨子清理溢出砼表面的殘留物，表面抹1：2水泥砂漿。

6.3? 在上述單體折角處加水平腋

圖如圖2。

注意事項(xiàng)：新舊砼交界面需鑿毛，清理干凈并刷界面劑;新澆砼標(biāo)號C40，混凝土澆搗完畢后應(yīng)注意養(yǎng)護(hù);所澆混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可拆除相關(guān)的模板和支撐。植筋用的膠黏劑必須采用改性環(huán)氧類或改性乙烯基酯類的膠黏劑，并且滿足規(guī)范GB 50367—2013或廠商技術(shù)手冊的要求，植筋應(yīng)盡量減少對原結(jié)構(gòu)的損傷，避開原結(jié)構(gòu)內(nèi)主筋，植筋深度按植筋廠商技術(shù)手冊的植筋深度要求且不小于12d。

上述案例的處理結(jié)果均達(dá)到預(yù)想效果。

7? 結(jié)束語

雖然現(xiàn)澆板的微觀裂縫是絕對存在的，一定程度上宏觀裂縫也無可避免，但我們?nèi)缱龅揭?guī)范設(shè)計(jì)、精心施工、嚴(yán)把材料關(guān)、嚴(yán)格執(zhí)行施工規(guī)范、加強(qiáng)現(xiàn)場管理，從而將裂縫控制在規(guī)范規(guī)定的范圍之內(nèi)，使其不致發(fā)展為有害裂縫。即便出現(xiàn)了有害裂縫，我們針對不同的裂縫采取切實(shí)可行的處理方案，也能不影響結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性，從而不致影響用戶的使用。

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