钢筋混凝土结构裂缝的原因与防治

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钢筋混凝土结构裂缝的原因与防治
1 材料方面的原因
 1.1 材料方面的原因
 砼原材料性能缺陷是裂缝的主要诱因之一。建筑工程钢筋砼构件中有大约80%的裂缝不是经由外荷载作用引起，而是在砼浇筑后不久或在施工阶段尚未承受外荷载之前就已开裂。这是由砼材料本身变形引起的，其重要的影响因素有：温差、收缩、膨胀、徐变、塑性坍塌、不均匀沉降等。其中温差和收缩是造成裂缝的最主要原因。
 （1）温差裂缝。水泥水化是个放热过程。砼在硬化过程中水泥放出大量的水化热，聚积在砼内部不易散发，导致内部温度急剧上升，而砼表面散热较快，使得砼结构内外出现较大的温差，这些温差造成其内外部热胀冷缩程度不同，使砼表面产生一定的拉应力。同样，砼在后期降温过程中，也会在内部出现拉应力。当拉应力超过砼的极限抗拉强度值时，砼表面就会产生裂缝。总的来说，温差裂缝的宽度受温度的影响大，“热胀冷缩”效应十分明显。
 （2）收缩裂缝。砼是一种收缩性材料，在砼浇筑后水泥出现硬化，水分急剧蒸发，砼体积急剧收缩，收缩变形也会产生拉应力。而此时的砼早期强度低，不能抵抗这种变形，当拉应力大于其抗拉强度时，易引起干燥收缩裂缝和塑性收缩裂缝。
 （3）在工程中，拌制砼所用各种材料品性的不同会对裂缝产生不同的影响。如：①水泥水化热越大，砼越容易开裂；②水泥的收缩率越大，砼越容易开裂；③水泥的细度越大，砼越容易开裂；④砼水泥用量过多，容易导致裂缝出现；⑤砼水灰比过大，容易导致裂缝出现；⑥砂子过细，石子级配不合理，容易导致裂缝出现；⑦石子、砂子含泥量越高，容易导致裂缝出现。
1.2 施工方面的原因
 （1）砼振捣不均匀、不密实。在浇捣过程中振捣不充分或者振捣过度，会造成砼的密实度不均匀，密实度大与密实度小的砼体产生不同的拉应力，容易产生裂缝。
 （2）砼拆模过早、构件起吊过早或加载过早。拆模过早时，砼未达到规定强度会导致表面开裂；构件起吊过早或加载过早会发生垂直于主筋的横向裂缝。
 （3）养护不到位。砼养护十分重要，但许多施工单位却忽视这一环节，特别是由于保温保湿养护不到位，导致温差裂缝和干
 缩裂缝产生。此外，还有施工管理方面的原因，如：偷工减料，麻痹大意，缺乏质量意识，赶工期，不按图施工，操作人员未经过培训，现场管理措施不到位，等等
1.3 设计方面的原因
 设计人员对建筑中易产生裂缝的部位，往往没有进行单独考虑，并有针对性的提出防裂要求和具体措施。例如：因在楼板砼中预埋电气智能线管较多而导致楼板裂缝产生；因管线走向不规则，管线与楼板保护层少且管与管交叉地方密集，造成局部混凝土偏少而削弱了楼板承载能力；容易受到日晒雨淋的部位，如果没有进行相应到位的防晒、防水、排水、防潮之类的处理和维护，将会成为裂缝及渗漏问题的“高发区”；在设计上追求怪异的建筑部位也容易开裂。在工程实践中发现，奇形怪状的部位较方方正正的部位更容易产生裂缝问题。
1.4 其他方面的原因
 （1）荷载裂缝，即由外加荷载作用引起的砼结构裂缝。对于荷载裂缝，必须进行严格的限制和控制，以免结构遭到破坏。
 （2）在施工中发现泵送砼楼面比自拌砼楼面裂缝多。现场自拌砼的流动性没有泵送大，且浇筑速度较慢，在施工中虽发现有裂缝（除开结构因素来说），但比泵送砼少。
 （3）预制楼板比现浇楼板更容易产生砼开裂现象。预应力钢筋砼构件比普通钢筋砼更不容易开裂。
 （4）在原来的房屋上进行改装（改造）或增建，新加的房屋结构与旧房建筑结构的交结处附近容易出现长条形的砼裂缝。
 （5）“野蛮装修”造成的裂缝，建筑缺乏维护造成的裂缝，“烂尾楼”原因造成的裂缝，地震等不可抗力造成的裂缝，等等。
1.5 钢筋砼结构裂缝危害
 （1）造成渗漏。裂缝会明显降低结构的防水抗渗性能，造成渗水、漏水。砼裂缝部位最怕浸水。裂缝会造成渗漏，渗漏也会加剧裂缝。
 （2）影响美观。在砼结构表面铺贴瓷砖或进行抹灰后，瓷砖或抹灰层会随着砼的裂缝而开裂——一般表现为长条形裂缝。裂缝影响美观，并给人带来不安全感。
 （3）破坏钢筋保护层。裂缝的出现与扩展，有时间过程和传递过程。当构件的裂缝宽度超过一定的限度，会引起并加速钢筋的锈蚀，或给其它有害介质的侵蚀破坏提供条件，进而影响结构的耐久性，降低结构的承载能力，不及时加以治理就会危及建筑的使用安全性能，甚至造成重大安全事故。（4）修复困难。目前，砼裂缝问题是一个难于解决的工程实际问题。砼结构一旦出现裂缝破坏，其修复、加固、补强将比较困难，且效果一般不尽如人意。
1.6 钢筋砼结构裂缝防治
 预防钢筋砼结构裂缝产生的措施很多，以下是笔者认为比较有效的一些方法。（1）在拌制砼时，应选择低水化热的水泥，严格控制水灰比和水泥用量；严格控制石子、砂子的含泥量。砂应选用中粗砂，减少空隙率和砂率。在有条件的地方，提倡使用洁净黄砂和碎石。实践表明，碎石比河石（卵石）、洁净黄砂比河砂更能有效减少砼裂缝产生。
 （2）基坑开挖时不要堆土过高，严禁在松软土层和软土地基未经夯实的地基上浇筑砼。基础施工后要及时回填土，并在室外地面做好排水、防水处理，避免因基础浸水导致基层变软。
 （3）振捣方法要正确，避免过长时间搅拌，下料不宜太快，振捣时不多振、少振、漏振，确保砼均匀密实。如果浇筑施工还没完成就出现了裂缝，要马上采取措施，在初凝时要进行二次振捣、压实、抹平，并用麻袋覆盖养护。
 （4）严格按施工规范要求合理把握拆模时间。模板应支撑牢固，确保足够的强度、刚度及稳定性，并使地基和模具受力均匀。杜绝过早拆模和过早上荷载。拆模时如发现表面微裂缝、蜂窝、麻面、露筋，要及时补抹水泥浆。楼板施工完成后，严禁在楼板上猛力倾倒物料。
 （5）做好保温保湿措施。砼浇筑时，模板、垫层要均匀洒水湿透，要严格控制施工温度，要及时、充分养护。应根据温度改进施工操作工艺，尽量利用早晚时间加班施工，避免在强风或烈日暴晒下施工。夏季高温施工时，砼浇筑面要用麻袋及时覆盖，必要时浇水养护。冬期气温骤降时，还要进行表面保温和保湿。大体积砼施工时，还要采取措施降低拌制材料的温度和降低砼内部的温度，施工缝位置留在承受拉、剪、弯应力较小的部位。
 （6）应该把楼板中预埋线管的保护层加大，线管埋设在砼中上部，并增设形Φ8 钢筋做支撑。
 （7）按照施工规范要求和设计要求施工，加强现场管理和员工培训，确定科学合理的施工方法，保证材料质量及数量，避免偷工减料。
 （8）在结构设计上应尽量简洁和方便施工，形状上追求个性化风格的部位最好不设在主要承重部位并应独立处理。对较为特殊的部位进行单独处理，做好防潮、防水、防晒处理和维护，防止排水不畅，避免出现易积水的“低洼”部位。
 （9）房屋装修和改装时，不能影响到建筑的主体结构和承重结构，改变建筑结构的使用功能要慎重并且要有技术人员制定专门的设计施工方案。装修时不能破坏钢筋保护层，并应减少在砼构件上凿槽或钻大洞等行为。对已经采取治理措施的裂缝，也要跟踪观测和检测。以下是常用的一些处理方法。
 （1）返工处理。如果在检测时发现出现裂缝的砼强度等级达不到设计要求，裂缝宽度影响结构安全的情况，必须及时返工重浇砼。如果发现钢筋不能满足设计要求，则必须及时返工更换合格的钢筋。
 （2）封闭处理。构件出现开裂时，肉眼可见的裂缝一般为0.02mm～0.05mm，处理的方法可采用化学灌浆法。对已静止的裂缝和可能进一步扩展的裂缝，其灌浆和修补方法：用锯机沿裂缝走向锯“V”形槽，将表面清除冲洗干净、晾干，在保持槽内干净、干燥的前提下用环氧树脂浆液灌注、压实、封闭，形成新的钢筋保护层。对有防水、防渗要求的构件，也可采用氰凝、丙凝等有防渗漏功能的浆液灌注。
 （3）加固补强处理。对于较大的裂缝或存在安全隐患的裂缝，必须采取加固补强的措施。常用的方法是增设钢筋（根据不同情况加设钢筋层、钢筋支撑、外包钢筋、粘贴钢筋、套箍等），补强的钢筋要绑扎或焊接牢固，并将新拌制的砼与有裂缝的构件部位浇筑成一个整体，以确保构件的使用安全度。加固补强处理较为复杂，一般需要设计、施工、监理和质检等有关人员共同研究具体处理方案。