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(bǔ)、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(shí)有發(fā)生，已引起公司領(lǐng)導(dǎo)及各項(xiàng)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(xiàng)目、施工隊(duì)及商品混凝土攪拌分公司應(yīng)進(jìn)一步嚴(yán)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(jìn)行分類。1、按照混凝土開裂程度可分為規(guī)范允許裂縫一和超規(guī)范裂縫一 般根據(jù)現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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 表面裂

2、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一二板梁混凝土裂,- 縫一墻柱混凝土裂縫在公司及各項(xiàng)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(jì)缺陷裂縫"及施工缺陷裂縫注一。一4、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(jìn)行鉆芯取樣及化學(xué)成分分析等實(shí)驗(yàn)室檢 測。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(zhǔn)確地作出確定，針對我公司各工程已出現(xiàn)的裂縫及各項(xiàng)目會同設(shè)計(jì)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

3、時(shí)自身體積收縮有關(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(jì)原因及施工原因造成的混凝土開裂兩大類。1 、 設(shè)計(jì)原因?qū)е碌幕炷灵_裂：板面荷載設(shè)計(jì)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(qiáng)度設(shè)計(jì)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(shí)易發(fā)生板面混凝土開裂，另在應(yīng)力集中位置缺少細(xì)、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

4、土裂縫：考慮混凝土施工配合比時(shí)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(jì)為抗?jié)B混凝土或連續(xù)施工區(qū)段較大時(shí)，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(shí)會產(chǎn)生開裂現(xiàn) 象。為保證商品混凝土罐車運(yùn)輸及高層建筑泵送的需要，混凝土坍落度較大， 甚至在運(yùn)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(hù)層過小時(shí)混凝土表面沿鋼 筋分布開裂?；炷翝?/p>

5、注后未達(dá)到規(guī)范允許強(qiáng)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(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前隨之變形開裂?；炷翝沧⒑笪醇皶r(shí)養(yǎng)護(hù)或夏季施工養(yǎng)護(hù)持續(xù)時(shí)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(shí)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(qiáng)度偏低受壓后開裂；冬季嚴(yán)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

6、溫度降低過快產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。裂縫修補(bǔ)措施發(fā)現(xiàn)混凝土產(chǎn)生裂縫后，必須進(jìn)行仔細(xì)的觀測，主要包括統(tǒng)計(jì)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(shí)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(bǔ)措施并在必要時(shí)經(jīng)設(shè)計(jì)單位、業(yè)主、監(jiān)理單位同意后嚴(yán)格按照方案實(shí)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(jì)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(jìn)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(jìn)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(yán)格

7、按照操作說明施工。封閉前仔細(xì)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(jìn)行仔細(xì)檢查以無滲漏現(xiàn)象為合格。形成真實(shí)詳細(xì)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(jì)強(qiáng)度、剛度、使用年限要求。灌 縫處理應(yīng)在裂縫不再開展后進(jìn)行。灌縫前需對裂縫進(jìn)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(qiáng)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(xì)裂縫灌充密實(shí)同時(shí)避免高壓灌縫造成混凝土的進(jìn)一步開裂破壞。嚴(yán)格按照操作說明施工。灌縫前保持裂縫

8、內(nèi)部干燥以保證灌縫效果。灌縫完成后進(jìn)行仔細(xì)檢查以無滲漏現(xiàn)象為合格。形成真實(shí)詳細(xì)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(xì)剔鑿干凈至密實(shí)混凝土表面，清理干凈澆水濕潤，澆搗高標(biāo)號豆石混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)保證新舊混凝土結(jié)合密實(shí)。4 、 針對設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致的混凝土裂縫，應(yīng)首先按照前述進(jìn)行封閉、灌縫處理，同時(shí)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(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。如樓板強(qiáng)度滿足、剛度不滿足要求同時(shí)荷載及裝修做法允許時(shí)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(shí)達(dá)到共同受力的效果。對設(shè)計(jì)強(qiáng)度（剛 度）不滿足使用要求的結(jié)構(gòu)可采用粘鋼加固

9、的方案，具體施工詳見粘鋼工藝要求。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(qiáng)碳纖維補(bǔ)強(qiáng)，主要針對已有建筑存在的結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，成本較高。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(yán)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(rèn)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(jì)單位協(xié)商解決。2 、 將 改進(jìn)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(dāng)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(shí)有針對性地重點(diǎn)考慮消除混凝土開

10、裂現(xiàn)象，根據(jù)本工程特點(diǎn)尤其注意（冬施）大體積混凝土熱工計(jì)算及模板支撐體系受力計(jì)算必須準(zhǔn)確可靠。4 、 基槽開挖完畢后必須認(rèn)真組織釬探、驗(yàn)槽工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)地基的不均勻位置，嚴(yán)格按地質(zhì)勘探單位、設(shè)計(jì)單位的要求進(jìn)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(xì)要求、施工中嚴(yán)格監(jiān)督、施工后仔細(xì)檢查，從各個(gè)環(huán)節(jié)加強(qiáng)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(yán)格按照配合比加料，同時(shí)嚴(yán)格控制到施工現(xiàn)場的混凝土坍落度不得過大，嚴(yán)禁在混凝土運(yùn)輸過程中擅自加水?；炷翝沧⑶皣?yán)格按規(guī)定劃分施工縫、后澆帶，仔細(xì)檢查鋼筋就位情況，仔細(xì)清理模內(nèi)，保證保護(hù)層準(zhǔn)確

11、。施工過程中嚴(yán)格按規(guī)范振搗， 既保證振搗嚴(yán)密又要避免過振，及時(shí)清理過厚浮漿，同時(shí)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(shí)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(jìn)一步擴(kuò)大?；炷翝沧⒑蠹皶r(shí)按規(guī)范養(yǎng)護(hù)，可選用質(zhì)量優(yōu)良的混凝土養(yǎng)護(hù)劑以改善養(yǎng)護(hù)效果。在混凝土強(qiáng)度未達(dá)到規(guī)范允許強(qiáng)度前禁止后續(xù)工序提前進(jìn)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(shí)可行的冬、雨季施工方案，特別加強(qiáng)對冬施混凝土上下表面的覆蓋、保溫、養(yǎng)護(hù)，同時(shí)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(hù)。加強(qiáng)對惡劣氣候情況的防范

12、，夏季遇持續(xù)異常高溫時(shí)注意對暴露的混凝土表面進(jìn)行隔熱、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(jì)算方法:（推薦）式（1）,T T .4 tan式中：T為溫差;里為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取 0.3;口為溫度系數(shù)）取10x106 ；- Cx / HE其中Cx為水平阻力系數(shù)）取 60 X10 2N / mm3;H為結(jié)構(gòu)厚度;）,t為時(shí)間（d）；彈性木模量 E c(t)=Ec0(1-e -0.09t.Lmax2 =EH ar coshT-TP式（2）式中£為極限應(yīng)變。P1.取取 Ec0=3.0 X 104N/mm32.混凝土在7天、14天的極限拉伸:式（3）p t = 0.5Rf t 1/ d ' 10 4-Rf t - 0.8R f 0 Ig t 2 / 3式中p為截面配筋率，d為鋼筋直徑（cm）;Rfo為混凝土抗裂強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，1.5N/mm 2Rf（t）為齡期混凝土抗裂強(qiáng)度。3.計(jì)算收縮當(dāng)量溫差：.T 一二一a式中：gy（