混凝土结构裂缝分析与处理

混凝土结构裂缝分析与处理

建筑结构检测经常会碰到裂缝，对于裂缝，一般首先会想到结构安全，但事实往往并非如此。有时裂缝只是建筑表面的现象，实际上并不影响结构的安全。本文主要对混凝土结构的裂缝进行分析，并提出相应的处理措施。

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前言：

裂缝是混凝土工程中最常见的一种缺陷。这里所说的裂缝是指肉眼可见的宏观裂缝，而不是微观裂缝，其宽度一般在0.05㎜以上。有资料表明，80%以上的混凝土裂缝属于非受力裂缝。作为结构检测人员有必要认真分析和总结混凝土结构的裂缝类型及其产生原因和主要形态，并了解相应的处理措施。下面正文先总结混凝土结构裂缝产生的主要原因及其形态，再以实际工程为例进行分析，最后总结裂缝分析与处理的主要原则。

一、裂缝类型及其产生的主要原因和形态

1、按影响因素划分

裂缝原因按产生的影响因素划分，主要为以下几个方面：材料因素、施工问题、设计问题、使用问题、偶然因素。

2、按裂缝机理划分

裂缝原因按裂缝机理划分，主要分为受力裂缝和非受力裂缝。其中受力裂缝主要有：受弯裂缝、受压裂缝、局部受压裂缝、受拉裂缝、受剪裂缝、弯剪斜裂缝、冲切裂缝、受扭裂缝、剪扭裂缝等。非受力裂缝主要有：塑性塌落裂缝、塑性收缩裂缝、干缩裂缝、温度裂缝、温度收缩裂缝、沉降裂缝、温度沉降裂缝、体系裂缝、构造裂缝、钢筋锈蚀、碱骨料反应、冻融循环、偶然裂缝等。

二、工程实例

1、实例一（收缩温度裂缝、管线裂缝、钢筋移位裂缝）

、工程概括：

深圳某综合楼楼为现浇钢筋混凝土框架结构，原来A～B轴六层，B～D轴七层，在A～B轴加建一层，阴影部份。B轴位置加建楼板植筋和原来楼面相连接。2～9轴加建楼板长宽比约为2，基本属于单向板。加建验收不久，屋面就出现裂缝，

、裂缝情况

(1)、2～3轴与8～9轴裂缝斜向对称，3～8轴裂缝基本呈横向。裂缝主要分布在B轴与次梁之间。楼板裂缝数量较多，宽度较大，裂缝最大宽度1.2mm。次梁裂缝数量较少，宽度较小，裂缝最大宽度0.4mm。多数裂缝已贯穿楼板。

(2)、部份楼板底部有开裂，裂缝下面宽、上面窄，多为斜直线。

(3)、部份楼板板面出现裂缝，平行次梁方向。

、原因分析

(1)、单向楼板裂缝除2～3轴与8～9轴为斜裂缝，多数平行楼板短边方向，明显不是受力裂缝，主要是温度收缩引起。B轴北侧原结构对新建楼面的收缩有明显的约束作用，使加建楼面的纵向产生拉应力，这是加建楼面开裂的主要原因。另外裂缝形态也和配筋有关，由于板面长边方向只有支座短筋，板底也只有通长的构造配筋φ8@180，板配筋偏小，对板的收缩明显约束不足。

(2)、板底裂缝多为斜直线，且指向板底灯具，怀疑和管线有关。凿开表面批档和混凝土保护层后，发现确实是塑料管线在板底筋下面。由于屋面板受温度影响，加上混凝土的收缩，在板底的管线位置，混凝土保护层太小，很容易引起开裂。

(3)、部份楼板板面裂缝平行次梁方向，上面宽、下面窄的非贯穿裂缝，具有受力裂缝的特点。采用钢筋扫描仪检测板面负筋的保护层厚度，保护层厚度为50～70mm，证实了板面负筋在施工过程中发生移位，导致截面有效高度减小，造成承载力不足导致板面开裂的设想。

、裂缝处理

(1)、对于平行短边方向的楼板裂缝，属于温度收缩裂缝。①、宽度小于0.3mm的裂缝采用开槽修补，一般施工过程是：用钢丝刷沿缝刷毛，清洁处理干燥；用环氧胶泥嵌补表面裂缝；再用环氧树脂涂覆表面，并用玻璃布沿缝覆盖抹平。②、宽度大于0.3mm的裂缝采用注浆处理，一般施工过程是：钢丝刷沿缝刷毛，清洁处理干燥；宽度较大时，沿缝开V形槽。骑缝用环氧胶泥粘贴注浆盒，必要时钻孔。用环氧树脂涂刷后，再用环氧胶泥封缝。沿缝刷肥皂水压入空气检查密闭性。通过注浆盒压力注浆，然后用环氧胶泥封口，

作表面处理。

(2)、由于管线开裂的板底裂缝，基本也是温度收缩裂缝，可同上面方法处理。

(3)、对于平行次梁方向的楼板板面裂缝，属于受力裂缝，建议对楼板做贴碳纤维的加固处理。

2、实例二（转换梁裂缝、地下室顶板裂缝、阳台梁裂缝）

、工程概括：

深圳某住宅楼为现浇钢筋混凝土部份框支剪力墙结构，三层裙房，四层楼面设转换层，裙房屋面架空作为会所，以上二十五层为住宅。裙房平面为L形，总长度为145米，塔楼偏置靠大路一侧。2005年竣工投入使用后在多个部位出现裂缝，2007年对该建筑的裂缝进行检测分析。

、裂缝情况

(1)、转换大梁多处出现裂缝，支座和跨中均有，每隔一段距离出现，裂缝宽度0.1mm～0.3mm，均在梁底，垂直梁轴线方向，部分表面有微胀裂。

(2)、裙房以上阳台梁的梁面出现裂缝，开口向上，靠近根部，靠下面几层尤为明显。

(3)、地下室顶板板面瓷砖开裂，板底渗漏较为严重，靠近筒体附近比较严重。梁侧在跨中出现多条平行的垂直裂缝。

、原因分析

(1)、打掉梁底的批档，凿开转换大梁胀裂位置，发现钢筋生锈比较严重，部份混凝土保护层被胀裂，是明显的钢筋胀裂裂缝。经过询问施工方，原来施工方在施工转换梁的时候贪图方便，用φ25螺纹钢做梁底垫层。结果底部作为垫层的钢筋在没有混凝土保护层的保护下生锈胀裂。

(2)、现场查看阳台梁裂缝，主要为梁面裂缝，尤其下面几层较为明显。裂缝形态为上面宽下面窄、楔形的垂直裂缝，是明显的受弯裂缝。对照结构图纸，阳台四角设有200x300构造柱。经过询问施工情况，施工方是按一般的施工顺序，即先浇阳台柱，然后再往上做阳台梁。由于图纸没有交代施工顺序，施工方有没有这方面经验才造成裂缝情况。正确的施工顺序应该是先施工阳台梁，预留柱连接钢筋，然后再浇注构造柱。这样做的目的是防止构造柱成为受力柱，原来每层阳台梁承担本层阳台的荷载，结果最下面几层的阳台梁承担了上面二十多层的累计荷载，造成承载力不足，导致开裂。

(3)、地下室顶板主要为单向板，板裂缝主要分布在L形平面的中部和靠近剪力墙附近位置。板底裂缝形态主要平行楼板短边方向，跨中位置。板底渗漏，表面裂缝已经贯穿楼板。查阅结构图，发现L形地下室，长边方向约为145米，中间未设缝，每隔30米设一道后浇带，明显超出混凝土结构设置伸缩缝最大间距55米的要求。板底裂缝平行楼板短边方向，明显不是受力裂缝。裂缝贯穿楼板，考虑到本工程均采用人工挖孔桩，基本可以排除沉降裂缝，是比较明显的温度收缩裂缝。跨中梁侧垂直裂缝呈现中间宽两端窄、两侧均有，也是温度收缩裂缝的典型特征。温度收缩裂缝一般分布在L形平面的中部，靠近角部剪力墙位置也出现较多裂缝，主要是因为剪力墙的刚度比裙房框架柱大很多。当混凝土结构因为温度、干燥原因收缩时，受到剪力墙的强大约束从而产生裂缝。裙房框架柱对混凝土结构的约束明显比剪力墙小，因此在靠近剪力墙位置裂缝较多。

、裂缝处理

(1)、转换梁位置裂缝属于非受力裂缝，不影响安全。但是如果不做处理，底面垫层钢筋锈蚀膨胀会导致保护层剥落，最终导致受力底筋锈蚀，有很大的安全隐患。处理方法是：打掉梁底部批档，露出锈蚀钢筋，喷砂除锈后涂防锈漆，再重新做批档。

(2)、鉴于阳台梁裂缝属于受力裂缝，建议对下面几层的阳台梁做加固处理。

(3)、地下室顶板的裂缝属于温度收缩裂缝，可采用开槽修补的处理方法，一般施工过程是：宽度超过0.2mm的裂缝，先用气泵吹除缝隙积灰，一边用橡皮锤敲击楼面，一边用细毛刷把掺有膨胀剂的干水泥粉反复填入裂缝。等裂缝被填满后，洒水渗入缝隙。最后用掺有环氧树脂的水泥浆在楼板上下位置封堵裂缝。

三、裂缝分析与处理的主要原则

(1)、裂缝分析应考虑材料、施工、设计、使用、环境以及钢筋布置、内力分布等因素，综合判断。

(2)、受力裂缝多為非贯穿性，非受力裂缝多为贯穿性。温度、收缩、沉降等非荷载因素仅对超静定结构有影响，对静定结构不产生裂缝。

(3)、自由收缩不产生裂缝，只有收缩受到约束才会产生裂缝。相反，自由膨胀产生裂缝，约束膨胀不发生裂缝。收缩裂缝多和温度、应力集中相关。

(4)、沉降裂缝多发生在下部，呈底层重、上层轻；外墙重、内墙轻；纵墙重、横墙轻

的特点；多为斜裂缝。温度裂缝多发生在上部和山墙位置，呈顶层重、底层轻；两端重、中间轻的特点。沉降裂缝多和结构刚度相关，温度裂缝多和季节相关。

(5)、沉降裂缝一般竖向构件先于水平构件，墙柱构件先于梁板构件。

(6)、受压构件发生竖向裂缝是承载力不足的标志，属于重大隐患，应高度重视。

(7)、裂缝分析应区分主要因素和次要因素，应接合整体分析和局部分析。由于混凝土具有一定的塑性，混凝土具有徐变和应力松弛等特征，混凝土裂缝宽度计算判定开裂有较大的偏差。实际裂缝检测中，保护层厚度可以用钢筋扫描仪检测，裂缝深度可以钻芯或超声波检测，裂缝宽度变化可以骑缝贴纸观察。

(8)、混凝土裂缝治理应有针对性，轻微裂缝掩饰处理，一般裂缝修补处理，严重裂缝封闭处理，安全隐患加固处理。当裂缝宽度较小时可以利用混凝土裂缝自愈的特性。同时，裂缝治理应注意时效性，沉降裂缝只有稳定以后治理才有效果，温度裂缝治理宜在冬季进行。

参考文献

[1]《混凝土结构工程裂缝的判断与处理》，徐有邻、顾祥林著，中国建筑工业出版社2010年出版

[2]《建筑工程裂缝防治指南》，何星华、高小旺著，中国建筑工业出版社2005年出版

[3]《建筑结构裂缝及加层加固疑难问题的处理－附实例》，李国胜著，中国建筑工业出版社2006年出版