浅析混凝土结构裂缝产生原因与预防措施

陈　导

摘要：钢筋混凝土结构作为建筑的主要结构形式，在当今建筑工程中得到了越来越多的应用，但混凝土结构存在一定的缺点，影响到建筑质量。文章分析了混凝土结构裂缝产生的原因，并提出了一些预防措施。

关键词：混凝土；结构裂缝；抗裂性；施工技术

中图分类号：TU528文献标识码：A文章编号：1009-2374(2009)13-0174-02

在当今房屋建筑工程的设计和施工中，绝大多数建筑物采用钢筋混凝土结构作为建筑的主要结构形式，因混凝土结构具有耐久性、耐火性、可塑性、整体性好以及容易就地取材等优点，所以广为建筑业所采用，但混凝土结构自身也存在一定的缺点，如自重大，对大跨、高层、结构抗震等不利；抗裂性差，钢筋混凝土结构中存在裂缝将导致结构刚度下降，变形增大，影响其耐久性等等。本文着重对混凝土裂缝形成的原因进行分析，并针对裂缝形成原因一一提出相应的预防措施，希望能对大家起到一个抛砖引玉的作用。

一、钢筋混凝土常见裂缝原因分析

混凝土是一种轴心抗拉强度很低的脆性材料，混凝土构件在形成过程中，容易受到材料质量、施工工艺、施工环境等诸多因素的影响，当发生环境温度变化、地基不均匀沉降等问题时，混凝土结构很容易产生裂缝。

(一)材料质量

材料质量引起的裂缝较常见的原因是水泥、砂、石子等质量不合格。若工程上用了这些不合格的材料，轻则蜂窝麻面，重则导致“豆腐渣工程”，所以必须严把材料的质量关。"

(二)施工工艺

施工工艺涉及面很广，以下强调几点常见的原因：

1水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩导致形成混凝土裂缝。

2混凝土是一种人造混合材料，其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。因此混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂缝产生的直接或间接原因。

3模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆摸等都可能造成混凝土开裂。施工过程中，钢筋表面污染，混凝土保护层太小或太大，浇灌中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝。

4混凝土养护，特别是早期养护质量与裂缝的关系密切。早期表面干燥或早期内外温差较大更容易产生裂缝。

5在极端天气条件下施工容易造成混凝土结构裂缝的形成。

(三)地基变形

在钢筋混凝土结构中，造成开裂主要原因是地基不均匀沉降，地基的变形情况决定了裂缝的大小、形状、方向，通常由于地基变形造成的应力较大，使得形成的裂缝都是贯穿性的。

(四)温度变形

混凝土具有热胀冷缩的性质，其线膨胀系数一般为1×10^-5／℃。当环境温度发生变化时，就会产生温度变形，由此产生附加应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝。在工程中，这类裂缝较多见，譬如现浇屋面板上的裂缝，大体积混凝土的裂缝等。

(五)湿度变形

混凝土在空气中结硬时，体积回逐渐减小，一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍，常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等，通常是因为养护不良造成。混凝土的收缩值一般为0.2％0～0.4％。其中发展规律是早期快、后期缓慢。因此对于超长的建筑物或构筑物，通常是每隔20～40m设置一道后浇带，或采用在混凝土中掺加微膨剂等，这样可基本解决混凝土的早期于缩问题。

(六)结构受荷

结构受荷后产生裂缝的因素很多，施工中和使用中都可能出现裂缝。例如早期受震、拆摸过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件，在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了30％～40％的设计荷载时，就可能出现裂缝，肉眼一般不能察觉，而构件的极限破坏荷载往往都在设计荷载的1.5倍以上，在钢筋混凝土设计规范中，分别不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2～0.3mm，所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的(这类裂缝有的文献称之为无害裂缝)。

(七)设计构造

1结构构件因开洞、留槽或断面突变引起应力集中。

2构件处理不当，如现浇主梁在搁次梁处没有设附加箍筋或附加吊筋。

3各种结构缝设置不当。

(八)徐变

混凝土徐变造成开裂或裂缝发展的例子工程中也很常见，受弯构件截面混凝土受压徐变，可以使构件变形增加2～3倍，预应力结构因徐变会产生较大的应力损失，因而降低了结构的抗裂性能。

二、预防措施

(一)材料选用

1水泥：应选用水化热较低的水泥，严禁使用安定性不合格的水泥。

2粗骨料：宜选用级配良好，空隙率小，无碱性反应的石料，有害物质及粘土含量不超过规定。

3细骨料：宜选用颗粒较粗、空隙较小，含泥量较低的中砂。

4外掺剂：宜采用减水剂等外加剂，以改善混凝土工作性能，降低用水量，减少收缩。

(二)配料

1配合比设计：应采用低水灰比、低用水量，以减少混凝土的收缩。

2禁止任意增加水泥用量。

3配制混凝土时计量应准确，要严格控制水灰比和水泥用量，搅拌要均匀，离析的混凝土必须重新拌匀后，方可浇灌。

(三)配筋

钢筋的安装应严格按图施工，特别注意以下几点：

1钢筋品种、规格、数量的改变、代用，必须考虑对构件抗裂性能的影响。

2钢筋位置要正确。保护层过大或过小都可能导致混凝土开裂，钢筋间距过大，易引起钢筋之间的混凝土开裂。

(四)模板工程

在模板工程中预防钢筋混凝土结构裂缝的产生应注意以下几点：

1模板构造要合理，以防止模板各杆件间的变形不同而导致混凝土裂缝。

2模板和支架要有足够的刚度，防止施工荷载(特别是动荷载)作用下，模板变形过大造成开裂。

3合理掌握拆摸时机，拆摸时间不能过早，应保证早龄期混凝土不损坏或开裂。但也不能太晚，尽可能不要错过混凝土水化热峰值，即不要错过最佳养护介入时机。

(五)混凝土施工

1混凝土浇筑时，振捣应均匀、适度，防止出现离析现象。

2加强混凝土的早期养护，并适当延长养护时间。在气温高、湿度低或风速大的条件下，更应及早进行喷水养护。当浇水养护有困难，或者不能保证其充分湿润时，可采用覆盖保湿材料等方法。

(六)设计构造

1建筑平面选型在满足使用要求的前提下，力求简单。平面复杂的建筑物，容易产生扭曲等附加应力而造成墙体及楼板开裂。

2合理布置纵横墙，纵墙开洞应尽可能小。

3控制建筑物的长高比。长高比越小，整体刚度越大，调整不均匀沉降的能力越强。

4合理地调整各部分承重结构的受力情况，使荷载分布均匀，尽量防止受力过于集中。

5减少地基的不均匀沉降，除了前述的措施外，在基础设计中还可以采取调整基础的埋置深度、不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法，来调整地基的不均匀变形。

6适当加强基础的刚度和强度。

7尽可能采用框架结构，增加结构整体刚度。

8正确地设置沉降。沉降缝位置、构造要合理，可以和其它结构缝合并设置。

9限制伸缩缝间距。可以和其它结构缝合并设置，对体形复杂、地基不均匀沉降值大的建筑物应严格控制。

(七)施工技术

1加强地基的检查与验收工作，基坑开挖后应及时通知勘察及设计单位到场验收。对较复杂的地基，设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探，当探出有不利地质情况时，必须先对其加固处理，并经验收合格后，方可进行下一步施工。

2开挖基槽时，要注意不扰动其原状结构。

3合理安排施工顺序。当相邻建(构)筑物间距较近时，一般应先施工较深的基础，以防止基坑开挖破坏已建基础大地基。当建(构)筑物各部分荷载相差较大时，一般应先施工重、高部分，后施工轻、低部分。