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影响结构裂缝的主要因素

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浏览：发布日期：2019年09月03日 08:42:16【大中小】

　　影响结构裂缝的主要因素有：温差或收缩、线膨胀系数、弹性模量、板厚或墙高、地基对结构的约束程度、结构长度、材质组成和物理力学性质，以及施工工艺和环境影响等。

　　大约80%的建筑工程裂缝是由上述因素引起的。

　　原因一：材料不合格引起的裂缝

　　(一)水泥不合格或水泥品种使用不当引起的裂缝

　　1.原因分析：

　　(1)使用安定性不合格的水泥，在水泥水化后凝结硬化过程中，在有害物质作用下，产生了剧烈的不均匀的体积变化，在构件内部会产生破坏应力，导致混凝土强度下降、开裂;

　　(2)不同品种、不同标号的水泥，其性能完全不同，水化后初凝和终凝的时间不同，收缩率也不同，造成开裂;

　　(3)施工人员不完全了解水泥的性质或不清楚工程的性质，滥用水泥，又没有采取相应的技术措施，因而造成破坏事故或产生裂缝。

　　2.防治措施：

　　(1)砼强度等级低于设计要求，裂缝宽度大于0.3 mm时，需返工处理;

　　(2)经检查，构件的混凝土强度等级已达到设计要求，且裂缝宽度小于0.3 mm时，可采用化学注浆等方法对裂缝进行封闭处理。

　　(二)砂、石集料中含泥量超标，细砂或外加剂选用不当造成构件裂缝

　　1.原因分析：

　　(1)采用劣质产品，掺入后没有起到应有的作用，直接影响构件的质量，造成混凝土的强度下降，出现裂缝;

　　(2)骨料的含泥量控制不严，骨料表面附着的黏土、灰尘和有机杂质，影响了水泥的黏结，使泥浆浮在构件表层，当混凝土构件硬化后便产生网状干缩裂缝;

　　(3)配比不准确，造成外加剂的掺量过大，使混凝土拌和物不能硬化，造成混凝土构件破坏。

　　2.防治措施：

　　(1)经检测构件混凝土强度等级低于设计要求时，必须会通有关部门研究加固处理方案;

　　(2)造成构件的裂缝时，应先检测构件混凝土的强度。如能满足设计要求，可根据裂缝实际的宽度、长度、位置等，可采用化学注浆等方法对裂缝进行封闭处理，恢复原有功能和防止钢筋锈蚀。

　　原因二：模板系统造成混凝土构件裂缝

　　(一)模板支架不规范产生的裂缝

　　1、原因分析：

　　(1)模板支设前，没有根据工程结构形式和上部荷载的大小，计算确定支架的用材规格和间距大小，盲目估计确定，造成施工时承载力、刚度不足的变形，致使新浇混凝土裂缝，严重的还会发生坍塌事故;

　　(2)施工管理不当。支立底层模板之前没有先夯实基土和铺设垫层，则基土达不到持力层的标准;或土质干硬，在混凝土浇筑过程中，基土被浇水、渗水淋湿后软化，在上部荷载的压力下支架沉降变形，造成砼构件产生裂缝。

　　2.防治措施：

　　(1)检查变形构件的实际情况，如梁、板局部弯曲变形最大值小于20mm时，可不做处理，仅需在抹灰时纠正外观即可;

　　(2)检查构件上部裂缝的宽度，及时采用灌浆抹压密实，并加强湿养护。

　　(二)模板支架立在楼板上造成的裂缝

　　1、原因分析：

　　(1)多层房屋施工时，上层模板的立柱支在下层新浇筑的钢筋混凝土楼板上，造成楼板变形和裂缝。裂缝的宽度在楼板的底宽、上窄;裂缝是跨中多、四边少;

　　(2)若下层新浇筑钢筋砼楼板的底模和支撑已拆除，在上层模板、支架和浇筑混凝土的施工荷载大于楼板的弯曲抗压强度时，会产生变形和裂缝;

　　(3)有的工程施工速度较快，下层新浇混凝土楼板的混凝土强度还未达到设计值，因上下层模板的支撑立柱没有对准，在上部集中荷载的作用下，使楼板局部产生变形和裂缝。

　　2、防治措施：

　　(1)检查楼板裂缝处，立即加设支撑进行加固，以防止楼板继续变形和裂缝的扩大;

　　(2)检查裂缝宽度，当裂缝宽度小于0.2mm，弯曲变形小于跨度长的1/1000时，可采用灌浆封闭，恢复原有功能和防止钢筋锈蚀;

　　(3)当裂缝宽度大于0.3mm时，须加强观测，请相关人员研究加固方案。

　　(三)早拆底模与支架造成的构件裂缝

　　1.原因分析：

　　(1)提前拆除承重梁、板底模，造成构件承载力不足而变形和裂缝;

　　(2)提前拆除悬挑梁、悬挑板底模，造成砼构件倾覆、断裂和裂缝;

　　(3)若悬挑构件锚固端上部尚没有抗倾覆的砖砌体或荷载时，拆除底模与支架时，会造成悬挑构件倾覆事故;

　　(4)冬季施工气温较低时，若使用的水泥品种不当，如采用矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥配制混凝土，则该混凝土强度增长缓慢;但工地仍按照常规时间拆除底模与支架，造成构件强度不足而产生变形、裂缝。严重时，还会产生断裂或坍塌事故。

　　2.防治措施：

　　(1)检查裂缝宽度，当裂缝宽度小于0.2mm，弯曲变形小于跨度长的1/1000时，采用灌浆封闭;

　　(2)当裂缝宽度大于0.3mm时，须加强观测，及时请相关人员研究加固处理方案。

　　原因三：钢筋施工不规范造成的构件裂缝

　　(一)悬挑构件的钢筋放错和下沉产生的裂缝和断裂

　　1.原因分析：

　　(1)悬挑构件在嵌固支座处是受负弯距(上部受拉，下部受压)，与简支梁结构的受力情况刚好相反。悬挑结构的受力钢筋应在上部，如果错将受力主筋倒放，必将造成事故;

　　(2)操作不规范，如悬挑梁和板的混凝土浇筑时，不搭设操作平台板，而是踩踏在钢筋面上，常把挑梁上部的主筋踩踏下沉，从而造成裂缝或断裂;

　　(3)施工单位对悬挑结构重视不够，弄错主筋直径或放反主筋，或受力下沉位移值大，削弱了悬挑结构的承载能力，或混凝土强度等级低于设计要求，过早拆模，致使悬挑构件沿嵌固端根部裂缝和断折。

　　2.防治措施：

　　检查已经裂缝的悬挑梁中的钢筋直径、级别、数量，若直径、数量、位置与设计不符时，必须及时返工，更换合格的钢筋。

　　(二)现浇楼板的负弯距配筋不规范产生的裂缝

　　1.原因分析：

　　(1)现浇楼板的负弯距钢筋或附加构造筋漏放、踩踏、下沉等，导致板沿负弯距区应力较大处产生裂缝;

　　(2)悬挑板的转角附加筋漏放或少放，造成板角处的斜裂缝;

　　(3)施工前交底不清，对板的负弯距配筋或附加构造筋设置不重视，没有采取有效的技术措施以确保钢筋的架空位置。

　　2.防治措施：

　　(1)对已经浇筑好的混凝土楼板，如有裂缝，缝宽大于0.3 mm时，须会同相关人员查明原因，采取加固措施;

　　(2)若负弯距配筋少放或下沉，应采取加固补强措施。

　　原因四：混凝土裂缝

　　(一)混凝土的塑性干缩裂缝

　　干缩裂缝：当浇筑的混凝土尚处于塑性状态时，由于炎热多风使水分蒸发过快，泌水率小于表面蒸发率，引起构件表面失水过多而开裂。裂缝纵横交错，没有规律性，多沿板短向分布。裂缝随着时间的延长向混凝土内部发展;裂缝断断续续，似连非连，有时呈龟板状，这种裂缝一般粗而短，裂缝到钢筋为止。

　　1、原因分析：

　　(1)使用收缩率较大的水泥;或水泥用量多，用水量大，现场私自加水或因外加剂影响，如氯化钙等常会加大混凝土的干缩值;

　　(2)体、表比值小的构件，混凝土中的水分容易蒸发，构件容易干缩;

　　(3)对新浇筑混凝土的遮盖、挡风和湿养护不及时。当风速从无风到六级大风，混凝土中的水分蒸发量增大3倍，空气中的湿度由90%下降到50%，水分蒸发速度增加5倍;环境气温由10℃升高到20℃，水分蒸发量增大1倍;

　　(4)高温、干燥、大风等使混凝土失水过快，失水速度大于混凝土泌水速度。塑性混凝土在表面收缩和内部约束作用下，薄弱的硬结表面就会产生拉应力，造成长度不等的裂缝。

　　2、防治措施：

　　用钢丝板刷或平面砂轮机磨除水泥结膜和进行毛化处理，扫除冲洗干净，晾干。用聚合物砂浆”修复找平即可。

　　(二)大体积混凝土的温差裂缝

　　大体积混凝土：结构断面最小尺寸在800mm以上，同时水化热引起的混凝土内最高温度与环境气温之差预计超过25℃的混凝土构件。大体积混凝土构件，在硬化期间，水泥的水化热较高，加上构件厚度大，内部温度不易散发，构件外表随自然气温下降，内外温差大于25℃时，则外表产生冷缩应力，当应力大于当时混凝土的抗拉强度时，常产生破坏性较大的贯穿构件的裂缝或深浅不等的裂缝。

　　1、原因分析：

　　(1)混凝土流动性大、坍落度大，用水量大、水泥用量多、砂率大，因而水泥的水化热大。浇筑速度快，使大体积混凝土内外温差大，表面散热快，收缩大，因而产生裂缝;

　　(2)大体积混凝土中水泥使用不当，当水泥中的硅酸三钙(Ca3Si)的含量高达5.5%时，则每千克水泥的发热量是377kJ，比同标号矿渣水泥的发热量大42 kJ，则构件中的温度差比要求大11%左右，更容易产生温差裂缝;

　　(3)为了满足混凝土设计强度的要求，常常在配合比中加大水泥用量，提高水泥标号，两者都会引起高水化热。在施工环境温度下降时，又没有采取有效的技术措施，因而产生裂缝。

　　2、防治措施：

　　(1)大体积混凝土温度的控制指标不宜大于下列数值：

　　①大体积混凝土的浇筑入模温度控制在28℃以内。夏季高温施工时，应采取降温措施，控制混凝土温度不超过28℃;

　　②大体积混凝土的浇筑入模后最大温升值为35℃。必要时可采用人工导热法在混凝土中埋入冷却水管，用循环水降低混凝土内部温度;

　　③砼浇筑构件内外温差应控制在25℃以内。

　　(2)在浇筑大体积混凝土时必须采取下列技术措施：

　　①选用水化热低的水泥，如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。也可考虑在普通硅酸盐水泥中掺入粉煤灰等掺和料，以降低水泥水化热;

　　②选择合理的砂、石级配，严格控制含泥量应不大于1.0% ;

　　③在混凝土中掺入一定的外加剂，尽量减少水泥用量，经设计单位同意，可利用混凝土60 d的后期强度作为混凝土的强度评定。

　　(3)裂缝处理措施：

　　①经观测裂缝已经稳定，先将裂缝清理干净，用压力水冲洗并晾干;

　　②采用灌浆封闭处理，将开裂的混凝土组合成整体，恢复原有的功能。

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