鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的原因與防治

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鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的原因與防治
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縫的主要誘因之一。建筑工程鋼筋砼構(gòu)件中有大約80%的裂縫不是經(jīng)由外荷載作用引起，而是在砼澆筑后不久或在施工階段尚未承受外荷載之前就已開裂。這是由砼材料本身變形引起的，其重要的影響因素有：溫差、收縮、膨脹、徐變、塑性坍塌、不均勻沉降等。其中溫差和收縮是造成裂縫的最主要原因。
 （1）溫差裂縫。水泥水化是個放熱過程。砼在硬化過程中水泥放出大量的水化熱，聚積在砼內(nèi)部不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而砼表面散熱較快，使得砼結(jié)構(gòu)內(nèi)外出現(xiàn)較大的溫差，這些溫差造成其內(nèi)外部熱脹冷縮程度不同，使砼表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。同樣，砼在后期降溫過程中，也會在內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過砼的極限抗拉強度值時，砼表面就會產(chǎn)生裂縫。總的來說，溫差裂縫的寬度受溫度的影響大，“熱脹冷縮”效應(yīng)十分明顯。
 （2）收縮裂縫。砼是一種收縮性材料，在砼澆筑后水泥出現(xiàn)硬化，水分急劇蒸發(fā)，砼體積急劇收縮，收縮變形也會產(chǎn)生拉應(yīng)力。而此時的砼早期強度低，不能抵抗這種變形，當(dāng)拉應(yīng)力大于其抗拉強度時，易引起干燥收縮裂縫和塑性收縮裂縫。
 （3）在工程中，拌制砼所用各種材料品性的不同會對裂縫產(chǎn)生不同的影響。如：①水泥水化熱越大，砼越容易開裂；②水泥的收縮率越大，砼越容易開裂；③水泥的細(xì)度越大，砼越容易開裂；④砼水泥用量過多，容易導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)；⑤砼水灰比過大，容易導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)；⑥砂子過細(xì)，石子級配不合理，容易導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)；⑦石子、砂子含泥量越高，容易導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。
1.2 施工方面的原因
 （1）砼振搗不均勻、不密實。在澆搗過程中振搗不充分或者振搗過度，會造成砼的密實度不均勻，密實度大與密實度小的砼體產(chǎn)生不同的拉應(yīng)力，容易產(chǎn)生裂縫。
 （2）砼拆模過早、構(gòu)件起吊過早或加載過早。拆模過早時，砼未達到規(guī)定強度會導(dǎo)致表面開裂；構(gòu)件起吊過早或加載過早會發(fā)生垂直于主筋的橫向裂縫。
 （3）養(yǎng)護不到位。砼養(yǎng)護十分重要，但許多施工單位卻忽視這一環(huán)節(jié)，特別是由于保溫保濕養(yǎng)護不到位，導(dǎo)致溫差裂縫和干
 縮裂縫產(chǎn)生。此外，還有施工管理方面的原因，如：偷工減料，麻痹大意，缺乏質(zhì)量意識，趕工期，不按圖施工，操作人員未經(jīng)過培訓(xùn)，現(xiàn)場管理措施不到位，等等
1.3 設(shè)計方面的原因
 設(shè)計人員對建筑中易產(chǎn)生裂縫的部位，往往沒有進行單獨考慮，并有針對性的提出防裂要求和具體措施。例如：因在樓板砼中預(yù)埋電氣智能線管較多而導(dǎo)致樓板裂縫產(chǎn)生；因管線走向不規(guī)則，管線與樓板保護層少且管與管交叉地方密集，造成局部混凝土偏少而削弱了樓板承載能力；容易受到日曬雨淋的部位，如果沒有進行相應(yīng)到位的防曬、防水、排水、防潮之類的處理和維護，將會成為裂縫及滲漏問題的“高發(fā)區(qū)”；在設(shè)計上追求怪異的建筑部位也容易開裂。在工程實踐中發(fā)現(xiàn)，奇形怪狀的部位較方方正正的部位更容易產(chǎn)生裂縫問題。
1.4 其他方面的原因
 （1）荷載裂縫，即由外加荷載作用引起的砼結(jié)構(gòu)裂縫。對于荷載裂縫，必須進行嚴(yán)格的限制和控制，以免結(jié)構(gòu)遭到破壞。
 （2）在施工中發(fā)現(xiàn)泵送砼樓面比自拌砼樓面裂縫多?，F(xiàn)場自拌砼的流動性沒有泵送大，且澆筑速度較慢，在施工中雖發(fā)現(xiàn)有裂縫（除開結(jié)構(gòu)因素來說），但比泵送砼少。
 （3）預(yù)制樓板比現(xiàn)澆樓板更容易產(chǎn)生砼開裂現(xiàn)象。預(yù)應(yīng)力鋼筋砼構(gòu)件比普通鋼筋砼更不容易開裂。
 （4）在原來的房屋上進行改裝（改造）或增建，新加的房屋結(jié)構(gòu)與舊房建筑結(jié)構(gòu)的交結(jié)處附近容易出現(xiàn)長條形的砼裂縫。
 （5）“野蠻裝修”造成的裂縫，建筑缺乏維護造成的裂縫，“爛尾樓”原因造成的裂縫，地震等不可抗力造成的裂縫，等等。
1.5 鋼筋砼結(jié)構(gòu)裂縫危害
 （1）造成滲漏。裂縫會明顯降低結(jié)構(gòu)的防水抗?jié)B性能，造成滲水、漏水。砼裂縫部位最怕浸水。裂縫會造成滲漏，滲漏也會加劇裂縫。
 （2）影響美觀。在砼結(jié)構(gòu)表面鋪貼瓷磚或進行抹灰后，瓷磚或抹灰層會隨著砼的裂縫而開裂——一般表現(xiàn)為長條形裂縫。裂縫影響美觀，并給人帶來不安全感。
 （3）破壞鋼筋保護層。裂縫的出現(xiàn)與擴展，有時間過程和傳遞過程。當(dāng)構(gòu)件的裂縫寬度超過一定的限度，會引起并加速鋼筋的銹蝕，或給其它有害介質(zhì)的侵蝕破壞提供條件，進而影響結(jié)構(gòu)的耐久性，降低結(jié)構(gòu)的承載能力，不及時加以治理就會危及建筑的使用安全性能，甚至造成重大安全事故。（4）修復(fù)困難。目前，砼裂縫問題是一個難于解決的工程實際問題。砼結(jié)構(gòu)一旦出現(xiàn)裂縫破壞，其修復(fù)、加固、補強將比較困難，且效果一般不盡如人意。
1.6 鋼筋砼結(jié)構(gòu)裂縫防治
 預(yù)防鋼筋砼結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的措施很多，以下是筆者認(rèn)為比較有效的一些方法。（1）在拌制砼時，應(yīng)選擇低水化熱的水泥，嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量；嚴(yán)格控制石子、砂子的含泥量。砂應(yīng)選用中粗砂，減少空隙率和砂率。在有條件的地方，提倡使用潔凈黃砂和碎石。實踐表明，碎石比河石（卵石）、潔凈黃砂比河砂更能有效減少砼裂縫產(chǎn)生。
 （2）基坑開挖時不要堆土過高，嚴(yán)禁在松軟土層和軟土地基未經(jīng)夯實的地基上澆筑砼?；A(chǔ)施工后要及時回填土，并在室外地面做好排水、防水處理，避免因基礎(chǔ)浸水導(dǎo)致基層變軟。
 （3）振搗方法要正確，避免過長時間攪拌，下料不宜太快，振搗時不多振、少振、漏振，確保砼均勻密實。如果澆筑施工還沒完成就出現(xiàn)了裂縫，要馬上采取措施，在初凝時要進行二次振搗、壓實、抹平，并用麻袋覆蓋養(yǎng)護。
 （4）嚴(yán)格按施工規(guī)范要求合理把握拆模時間。模板應(yīng)支撐牢固，確保足夠的強度、剛度及穩(wěn)定性，并使地基和模具受力均勻。杜絕過早拆模和過早上荷載。拆模時如發(fā)現(xiàn)表面微裂縫、蜂窩、麻面、露筋，要及時補抹水泥漿。樓板施工完成后，嚴(yán)禁在樓板上猛力傾倒物料。
 （5）做好保溫保濕措施。砼澆筑時，模板、墊層要均勻灑水濕透，要嚴(yán)格控制施工溫度，要及時、充分養(yǎng)護。應(yīng)根據(jù)溫度改進施工操作工藝，盡量利用早晚時間加班施工，避免在強風(fēng)或烈日暴曬下施工。夏季高溫施工時，砼澆筑面要用麻袋及時覆蓋，必要時澆水養(yǎng)護。冬期氣溫驟降時，還要進行表面保溫和保濕。大體積砼施工時，還要采取措施降低拌制材料的溫度和降低砼內(nèi)部的溫度，施工縫位置留在承受拉、剪、彎應(yīng)力較小的部位。
 （6）應(yīng)該把樓板中預(yù)埋線管的保護層加大，線管埋設(shè)在砼中上部，并增設(shè)形Φ8 鋼筋做支撐。
 （7）按照施工規(guī)范要求和設(shè)計要求施工，加強現(xiàn)場管理和員工培訓(xùn)，確定科學(xué)合理的施工方法，保證材料質(zhì)量及數(shù)量，避免偷工減料。
 （8）在結(jié)構(gòu)設(shè)計上應(yīng)盡量簡潔和方便施工，形狀上追求個性化風(fēng)格的部位最好不設(shè)在主要承重部位并應(yīng)獨立處理。對較為特殊的部位進行單獨處理，做好防潮、防水、防曬處理和維護，防止排水不暢，避免出現(xiàn)易積水的“低洼”部位。
 （9）房屋裝修和改裝時，不能影響到建筑的主體結(jié)構(gòu)和承重結(jié)構(gòu)，改變建筑結(jié)構(gòu)的使用功能要慎重并且要有技術(shù)人員制定專門的設(shè)計施工方案。裝修時不能破壞鋼筋保護層，并應(yīng)減少在砼構(gòu)件上鑿槽或鉆大洞等行為。對已經(jīng)采取治理措施的裂縫，也要跟蹤觀測和檢測。以下是常用的一些處理方法。
 （1）返工處理。如果在檢測時發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)裂縫的砼強度等級達不到設(shè)計要求，裂縫寬度影響結(jié)構(gòu)安全的情況，必須及時返工重澆砼。如果發(fā)現(xiàn)鋼筋不能滿足設(shè)計要求，則必須及時返工更換合格的鋼筋。
 （2）封閉處理。構(gòu)件出現(xiàn)開裂時，肉眼可見的裂縫一般為0.02mm～0.05mm，處理的方法可采用化學(xué)灌漿法。對已靜止的裂縫和可能進一步擴展的裂縫，其灌漿和修補方法：用鋸機沿裂縫走向鋸“V”形槽，將表面清除沖洗干凈、晾干，在保持槽內(nèi)干凈、干燥的前提下用環(huán)氧樹脂漿液灌注、壓實、封閉，形成新的鋼筋保護層。對有防水、防滲要求的構(gòu)件，也可采用氰凝、丙凝等有防滲漏功能的漿液灌注。
 （3）加固補強處理。對于較大的裂縫或存在安全隱患的裂縫，必須采取加固補強的措施。常用的方法是增設(shè)鋼筋（根據(jù)不同情況加設(shè)鋼筋層、鋼筋支撐、外包鋼筋、粘貼鋼筋、套箍等），補強的鋼筋要綁扎或焊接牢固，并將新拌制的砼與有裂縫的構(gòu)件部位澆筑成一個整體，以確保構(gòu)件的使用安全度。加固補強處理較為復(fù)雜，一般需要設(shè)計、施工、監(jiān)理和質(zhì)檢等有關(guān)人員共同研究具體處理方案。