混凝土裂縫成因分析及預(yù)防措施

1、現(xiàn)澆混凝土裂縫成因分析及修補、預(yù)防措施北京中鐵建筑工程公司技術(shù)部前言近年來在我公司所施的工程中，結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆混凝土開裂現(xiàn)象時有發(fā)生，已引起公司領(lǐng)導(dǎo)及各項目的重視，為配合公司開展的爭創(chuàng)結(jié)構(gòu)長城杯活動，公司下屬各項目、施工隊及商品混凝土攪拌分公司應(yīng)進一步嚴格按規(guī)范施工，完善過程控制手段，制定糾正及預(yù)防措施，將混凝土開裂這一質(zhì)量通病控制在最低程度。一、裂縫分類及檢測混凝土開裂可根據(jù)程度、部位、成因等主要因素進行分類。1、 按照混凝土開裂程度可分為 規(guī)范允許裂縫 和超規(guī)范裂縫 ，一般根據(jù)現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范寬度在 0.2 0.3mm 以下的裂縫為規(guī)范所允許，超過此寬度則為超規(guī)范裂縫；另還可將裂縫分為表面

2、裂縫 及貫穿裂縫 。2、 按照裂縫存在的部位可分為 底板混凝土裂縫 、板梁混凝土裂縫、墻柱混凝土裂縫 ，在公司及各項目的高度重視下底板混凝土裂縫及墻柱混凝土裂縫基本得到有效控制，目前主要存在的是樓板混凝土裂縫。3、按照裂縫成因主要分為 設(shè)計缺陷裂縫 及施工缺陷裂縫 。4、 裂縫的現(xiàn)場檢測手段主要有帶刻度的專用放大鏡及超聲波探測，如有必要還可進行鉆芯取樣及化學(xué)成分分析等實驗室檢測。二、裂縫主要成因及現(xiàn)象混凝土開裂的成因較為復(fù)雜，無法非常準確地作出確定，針對我公司各工程已出現(xiàn)的裂縫及各項目會同設(shè)計單位、監(jiān)督單位、業(yè)主、監(jiān)理單位等共同研究的結(jié)論，大部分裂縫均與混凝土凝結(jié)過程中產(chǎn)生大量水化熱同時自身體

3、積收縮有關(guān)，這類裂縫一般不明顯，分布無規(guī)律，不影響結(jié)構(gòu)受力，為規(guī)范所允許。其他情況下產(chǎn)生的裂縫大致可歸納為設(shè)計原因及施工原因造成的混凝土開裂兩大類。1、設(shè)計原因?qū)е碌幕炷灵_裂：板面荷載設(shè)計取值偏小，承受施工荷載及正常使用荷載后板發(fā)生開裂甚至導(dǎo)致梁開裂，此種裂縫比較規(guī)律且會持續(xù)發(fā)展。樓板強度設(shè)計安全但剛度不足，造成樓板偏薄，加載后產(chǎn)生裂縫，此種裂縫亦比較規(guī)律。樓板配筋過少，尤其缺少上鐵板中的構(gòu)造配筋時易發(fā)生板面混凝土開裂，另在應(yīng)力集中位置缺少細、密的構(gòu)造筋也易沿應(yīng)力最大方向開裂。建筑物的溫度伸縮縫及沉降縫、后澆帶留置不合理，產(chǎn)生的裂縫較大且集中在固定位置。2、施工缺陷導(dǎo)致的混凝土裂縫：考慮混凝

4、土施工配合比時采用高水化熱的水泥會使混凝土澆注后凝結(jié)過程中發(fā)熱量較大，造成內(nèi)外溫差較大在表面開裂，尤其大體積（底板）混凝土產(chǎn)生裂縫。設(shè)計為抗?jié)B混凝土或連續(xù)施工區(qū)段較大時，混凝土攪拌中選用膨脹劑效果不理想，無法發(fā)揮抵償收縮作用時會產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。為保證商品混凝土罐車運輸及高層建筑泵送的需要， 混凝土坍落度較大， 甚至在運輸過程中私自向混凝土內(nèi)加水都使混凝土凝結(jié)過程中的水化熱加大，易發(fā)生開裂?；炷翝沧⑦^程中發(fā)生過振搗使表層浮漿層過厚，凝結(jié)后表面開裂?；炷翝沧⑦^程中擾動鋼筋或鋼筋綁扎位置不正確， 造成局部素混凝土厚度較大導(dǎo)致開裂或鋼筋保護層過小時混凝土表面沿鋼筋分布開裂?；炷翝沧⒑笪催_到規(guī)范允許

5、強度值即開始下步施工，導(dǎo)致混凝土被壓裂甚至破壞。模板支撐體系不滿足施工荷載要求，在混凝土澆注及后續(xù)施工過程中變形導(dǎo)致混凝土未達到設(shè)計強度前隨之變形開裂。混凝土澆注后未及時養(yǎng)護或夏季施工養(yǎng)護持續(xù)時間不滿足規(guī)范要求導(dǎo)致混凝土表面過早失水開裂。夏季施工遇異常高天氣時未對混凝土采取隔熱措施導(dǎo)致混凝土在高溫下發(fā)生較大膨脹開裂；冬季施工保溫措施不足導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差較大產(chǎn)生表面開裂，尤其大體積混凝土表現(xiàn)較為明顯。冬季施工混凝土攪拌中混入較大凍塊或冰雪塊，澆入模后在混凝土凝結(jié)過程中融化后導(dǎo)致局部強度偏低受壓后開裂；冬季嚴寒天氣施工中模板、鋼筋溫度極低甚至結(jié)凍冰雪未經(jīng)處理導(dǎo)致混凝土澆注后局部溫度降低過快產(chǎn)生開

6、裂現(xiàn)象。三、裂縫修補措施發(fā)現(xiàn)混凝土產(chǎn)生裂縫后，必須進行仔細的觀測，主要包括統(tǒng)計裂縫的寬度、深度、是否貫穿、存在部位、是否存在規(guī)律、是否繼續(xù)開展等，結(jié)合施工實際情況確定裂縫的成因，根據(jù)規(guī)范及開裂的程度制定修補措施并在必要時經(jīng)設(shè)計單位、業(yè)主、監(jiān)理單位同意后嚴格按照方案實施。1、對寬度 0.2 0.3mm 以下規(guī)范允許存在的混凝土裂縫， （預(yù)應(yīng)力混凝土及設(shè)計不允許開裂的結(jié)構(gòu)除外） ，如使用環(huán)境允許可不處理，其他一般應(yīng)對裂縫進行表面封閉處理以避免鋼筋受到腐蝕，保證建筑物的耐久使用年限。封閉處理應(yīng)在裂縫不再開展后進行。封閉材料宜采用自身不會收縮干裂且有一定柔性的專業(yè)快干型封縫材料。嚴格按照操作說明施工。

7、封閉前仔細處理混凝土表面以保證封閉效果，保持裂縫內(nèi)部干燥。對樓板貫穿裂縫必須采取上下雙面封閉。封閉完成后進行仔細檢查以無滲漏現(xiàn)象為合格。形成真實詳細完整的質(zhì)量記錄。2、 對 0.3mm 以上的超規(guī)范裂縫宜采取壓力灌縫處理以恢復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)完整性，滿足設(shè)計強度、剛度、使用年限要求。灌縫處理應(yīng)在裂縫不再開展后進行。灌縫前需對裂縫進行封閉處理，要求同前。灌縫材料宜選用低粘稠度、易流淌、無收縮、抗老化、高強度且具有一定柔性的改性環(huán)氧類樹脂材料。灌縫工藝應(yīng)采用低壓自動灌縫工藝以保證所有毛細裂縫灌充密實同時避免高壓灌縫造成混凝土的進一步開裂破壞。嚴格按照操作說明施工。灌縫前保持裂縫內(nèi)部干燥以保證灌縫效果。灌

8、縫完成后進行仔細檢查以無滲漏現(xiàn)象為合格。形成真實詳細完整的質(zhì)量記錄。3、 對因澆注過程中過振造成的表面浮漿開裂應(yīng)將表面浮漿層仔細剔鑿干凈至密實混凝土表面，清理干凈澆水濕潤，澆搗高標號豆石混凝土至設(shè)計標高，加強養(yǎng)護保證新舊混凝土結(jié)合密實。4、 針對設(shè)計缺陷導(dǎo)致的混凝土裂縫，應(yīng)首先按照前述進行封閉、灌縫處理，同時為解決施工、使用過程中混凝土繼續(xù)開裂必須對相應(yīng)結(jié)構(gòu)進行補強處理。如樓板強度滿足、剛度不滿足要求同時荷載及裝修做法允許時可采用在樓板上澆注疊合層的方法，施工中注意必須保證新舊混凝土結(jié)合密實達到共同受力的效果。對設(shè)計強度（剛度）不滿足使用要求的結(jié)構(gòu)可采用粘鋼加固的方案，具體施工詳見粘鋼工藝要求

9、。特殊結(jié)構(gòu)可采取在構(gòu)件外側(cè)加預(yù)應(yīng)力鋼絞線卸載或粘貼高強碳纖維補強，主要針對已有建筑存在的結(jié)構(gòu)裂縫進行修補，成本較高。四、裂縫預(yù)防措施針對混凝土裂縫的成因，在工程開工前既應(yīng)制定具體的預(yù)防措施并在施工過程中嚴格執(zhí)行，將裂縫控制在最低限度。1、應(yīng)在接到施工圖紙后認真審圖，爭取發(fā)現(xiàn)圖紙缺陷提出合理化建議以便和設(shè)計單位協(xié)商解決。2、將改進混凝土性能作為防治裂縫的關(guān)鍵，在配制混凝土施工配合比中作到選用低水化熱水泥，適當添加粉煤灰用量、減少水泥用量，合理選用優(yōu)質(zhì)膨脹劑、泵送劑、緩凝劑、減水劑等外加劑以改善混凝土性能。3、制定施工方案時有針對性地重點考慮消除混凝土開裂現(xiàn)象，根據(jù)本工程特點尤其注意（冬施）大體積

10、混凝土熱工計算及模板支撐體系受力計算必須準確可靠。4、基槽開挖完畢后必須認真組織釬探、驗槽工作，及時發(fā)現(xiàn)地基的不均勻位置，嚴格按地質(zhì)勘探單位、設(shè)計單位的要求進行地基處理，避免建筑物建成后發(fā)生不均勻沉降導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。5、 按照過程控制程序，作到施工前詳細要求、施工中嚴格監(jiān)督、施工后仔細檢查，從各個環(huán)節(jié)加強混凝土裂縫的防治工作。要求預(yù)拌混凝土提供單位在攪拌過程中嚴格按照配合比加料，同時嚴格控制到施工現(xiàn)場的混凝土坍落度不得過大，嚴禁在混凝土運輸過程中擅自加水。混凝土澆注前嚴格按規(guī)定劃分施工縫、后澆帶，仔細檢查鋼筋就位情況，仔細清理模內(nèi)，保證保護層準確。施工過程中嚴格按規(guī)范振搗， 既保證振搗嚴密又要避

11、免過振，及時清理過厚浮漿，同時不得擾動鋼筋、模板。在混凝土澆注后、終凝前，至少對表面用木抹子搓平兩次，特別最后一次搓平壓實需在初凝后、終凝前，以將剛出現(xiàn)的微裂縫收口以防止其進一步擴大?；炷翝沧⒑蠹皶r按規(guī)范養(yǎng)護，可選用質(zhì)量優(yōu)良的混凝土養(yǎng)護劑以改善養(yǎng)護效果。在混凝土強度未達到規(guī)范允許強度前禁止后續(xù)工序提前進入施工，對架設(shè)在混凝土表面的腳手架底座應(yīng)加設(shè)托墊，并盡量作到上下層受力的支撐桿件對正。制定切實可行的冬、雨季施工方案，特別加強對冬施混凝土上下表面的覆蓋、保溫、養(yǎng)護，同時注意對已經(jīng)綁扎完畢的鋼筋、支撐就位的模板內(nèi)的保護。加強對惡劣氣候情況的防范，夏季遇持續(xù)異常高溫時注意對暴露的混凝土表面進行隔

12、熱、降溫處理，冬季遇降雪注意澆注前清理模內(nèi)積雪和凍塊等。北京中鐵建筑工程公司技術(shù)部2000年 4 月 10日附：混凝土裂縫計算方法： （推薦）f2T tanL式（ 1）2式中： T 為溫差；為經(jīng)驗系數(shù)，取0.3；為溫度系數(shù)，取 10106 ；Cx / HE c t其中 Cx 為水平阻力系數(shù)，取60 10 2 N / mm3 ；H 為結(jié)構(gòu)厚度；彈性木模量 Ec(t)=Ec0(1-e-0.09t),t 為時間 (d);Lmax2 EH ar coshT式（ 2）C xTP式中為極限應(yīng)變。p1. 值的計算取取 Ec0=3.0×104N/mm32. 混凝土在 7 天、 14 天的極限拉伸：p t 0.5Rf T 1/ d 10 4式（ 3）Rf t 0.8R f 0 lg t 2 / 3式中為截面配筋率， d 為鋼筋直徑 (cm)；Rfo 為混凝土抗裂強度設(shè)計值，1.5N/mm2Rf(t) 為齡期混凝土抗裂強度。3. 計算收縮當量溫差：Ty t式中： y t為計算期的收縮，素混凝土收縮經(jīng)驗公式：y0 1