现浇混凝土梁、板裂缝成因分析

程 伟 (安徽省水利科学研究院合肥分院，安徽省建筑工程质量监督检测站，安徽 合肥 230088)

1 引言

普通混凝土的最明显的缺点就是抗拉强度低，且容易开裂产生裂缝。对普通混凝土裂缝可以说是“通病”与“常见病”，这往往困扰着相关技术人员和工程师。尽管在施工中采取了各种措施来预防裂缝的发生，但现场施工保养后裂缝仍然时有发生。大量的工程实践与理论分析表明，基本上所有的混凝土构件都会存在裂缝，虽然有些裂缝非常细微，甚至有的肉眼都难以看见（0.05 mm以下），实际上对结构的使用不会造成太大危害，设计施工及相关规范中也允许存在裂缝，现浇混凝土构件中有些裂缝是无法避免的，例如，正常的钢筋混凝土受弯构件在受到设计荷载的30%至40%的作用下可能会开裂，而受拉构件的应力仅为达到7%至10%的设计应力会产生。

在工程实践中，除了荷载作用下产生的裂缝外，混凝土在施工前后中会因温度变形、不均匀沉降和收缩引起裂缝。尽管这些裂缝对使用功能上没有产生多大的危害，但在施工过程中有必要对其进行有效的控制，尤其是不能出现有害裂缝。在外界物理、化学因素和荷载的作用下，有一些裂缝会不断的产生，甚至扩展，会造成混凝土保护层剥落和碳化，对锈蚀混凝土构件中的钢筋，削弱构件的刚度和强度，降低构件的耐久性能，有些严重的甚至会发生坍塌，影响结构构件的正常使用。必须采取有效的措施，将其损害程度控制在可控的范围内。实际上相关钢筋混凝土规范中也明确规定，一些结构在不同的条件作用下，允许存在一定宽度、深度的裂缝。但在施工中，应要采取有效措施来控制裂缝产生和扩展，使其结构尽可能不出现或减小裂缝的宽度、深度和数量，尤其是应尽可能的避免有害裂缝，以保证工程质量。为了进一步加深解混凝土裂缝方面的认识，避免在工程中出现危害更大的裂缝，本文对混凝土梁、板裂缝产生的原因进行了一定的总结与分析，以便在施工过程找出控制裂缝的可行方法，预防裂缝的发生。

2 工程实例

合肥某住宅小区楼，设计为11层框剪结构，建筑面积约12405㎡，该住宅楼设计使用年限为50年，梁板柱混凝土强度等级均为C25，采用补偿收缩混凝土，同时掺入SJ-K补偿收缩型膨胀纤维，目前屋面板发现不同程度裂缝，为了解该裂缝形成原因并为下一步处理提供依据，委托我站对其进行检测与分析。根据委托要求并结合现场情况，进行了四个方面的检测及分析工作：①混凝土抗压强度②结构钢筋配置③现浇板厚度④结构件外观质量及裂缝成因分析检测。

3 检测成果

现根据行业标准JGJ/T23-2011，结合委托要求对现场采用回弹法检测混凝土抗压强度。根据设计图纸及现场检测，本工程屋面楼板采用现浇混凝土，现浇楼板混凝土设计均为C30，当采用回弹法检测构件混凝土强度时，应在被测构件表面设置10个回弹测量区，用砂轮研磨清洗后进行回弹测试，在测量区域切出一个小孔，在孔内喷洒酚酞醇溶液[1]，检测结果见表1。根据委托要求及现场情况委托检测板的配筋情况，利用钢筋定位仪和卷尺对板底、板面钢筋间距和钢筋最外保护层进行了测试。在现场试验中，利用现浇板底部钢筋定位仪测量钢筋位置，然后利用卷尺测量钢筋间距，记录钢筋最外层的保护，检测过程中应清除饰面层后在混凝土面上进行检测，钢筋位置确定后，应重复检测读取2次保护层厚度检测值，计算其保护层厚度平均值（同一构件检测钢筋不少于7根即6个间距）[2]，结果详见表2。用楼板测厚仪测量现浇板的厚度情况，板厚的检验方法在同一对角线上量测中间以及距离四端，取五点平均值[3]，并依据规范（GB50204－2002）及其设计要求进行评价。结果详见表3。通过观察、尺量、描绘及注水等检查手段对裂缝的外观进行了检测、描绘。经普查，十一层顶梁与顶板交接处裂缝较多，并且基本出现在东头，沿混凝土梁纵向断续或者连续展开，经测量缝宽约为0.04～1.00mm，现场剔凿后，验证裂缝外宽内窄，但未贯通，框架梁的两侧面均存在梁底横向裂缝及竖向裂缝，裂缝形状连呈U形，经测量裂缝宽度为0.04～0.14mm，典型裂缝图1。十一层顶板东北角的有一条斜向切角裂缝，与板的两正交边大致成45°。板面缝宽为0.30mm～0.42mm，板底缝宽为0.06mm，板面裂缝宽度较板底明显偏大。经板面注水，发现板底有水迹，说明该裂缝已贯通现浇板。典型裂缝图2～3。室内十一层墙1/3-6/F窗户右下方墙体上有一条直裂缝，室外墙体裂缝与室内为对称位置。凿开面层粉刷层后，发现裂缝位于剪力墙与砌体交接处。

图1 典型裂缝图

图2 典型裂缝图

4 裂缝成因分析

根据安徽省地质实验研究所提供的沉降观测报告显示，该建筑物沉降均匀，未发生明显的差异沉降。最大平均沉降速率满足规范要求，建筑物沉降已稳定。由此可见该墙体及现浇板裂缝应不是由不均匀沉降造成的。

4.1 框架梁裂缝

框架梁与现浇板下方的水平裂缝属于混凝土的收缩裂缝，应不属于结构荷载作用产生的，该混凝土裂缝产生通常在浇筑混凝土1～3h后出现。在混凝土浇筑硬化过程中，混凝土梁和板接头处等增强组件下部的裂纹以及结构的变截面塑性沉降所产生的裂纹基本呈水平分布，呈枣核形（两端较薄，中间较厚）。一般普通混凝土收缩的主要原因是施工过程中混凝土流动性大，混凝土的水灰比大，混凝土塌落度较大，虽然在浇筑混凝土时方便易操作，但会导致混凝土中粗骨料下沉，从而影响混凝土的浇筑质量，强度下降。或施工过程中振捣不足，且设计中梁板交接处本就较密集的钢筋笼对板混凝土粗骨料的下沉造成阻碍，这样使混凝土沉降不均匀；或水蒸发太快，导致混凝土流动性变差，影响混凝土水灰比，导致坚硬的混凝土下沉加大，影响混凝土成型。框架梁的底部以及侧面的“U”形裂缝基本上是混凝土中的收缩裂缝。该工程采用商混泵送混凝土，使用大量的水泥，且混凝土配合比中水灰比较大，使混凝土具有较大的流动性，现场的塌落度会比较大，使用了大量的小粒径的骨料和泵送剂（减水剂等）用于增强流动性，但会增加混凝土水硬时的收缩率。另一方面，混凝土在脱模后直接暴露于空气中，并未做到及时养护，且梁类构件通常都不易于养护，使混凝土中的水分蒸发流失而使混凝土构件表面产生收缩。当梁构件混凝土收缩时，会受到上部构件现浇混凝土板的约束，同样会受到下部构件纵向受力的钢筋的约束，中间部分基本上可以看作是自由收缩。当约束力强度超过混凝土的抗拉强度时，会形成枣状裂纹（一般情况下中间宽，两端窄），而且裂缝的产生与建筑物的不均匀沉降和搅拌振捣质量（尤其是在设计钢筋密集的区域）以及混凝土养护措施不足也有一定的关系，因此更好的养护措施和施工工艺将会使混凝土表面及内部减少或避免裂缝的产生。

回弹法检测构件的强度值 表1

电磁感应法检测构件的钢筋配置 表2

超声法检测构件的楼板厚度值 表3

4.2 现浇板裂缝

十一层顶板一的切角斜裂缝是温度变化以及混凝土收缩变形受到刚度较大的剪力墙约束产生的裂缝，这类裂缝通常贯通板厚。负弯矩钢筋下沉、施工养护措施不到位会导致或加剧裂缝的产生和发展。裂缝主要是由于温度变形及混凝土收缩变形造成的，负弯矩钢筋下沉、施工养护措施不到位会导致或加剧裂缝的产生和发展。沉降观测报告显示裂缝不是地基不均匀沉降引起的，板面基本上未上荷载，也可排除裂缝是由结构受荷所致。因此该裂缝会影响现浇板的整体性，但不会影响其结构安全性能，对结构的耐久性和适用性都有一定影响，且现浇板板面的负弯矩钢筋下沉直接会削弱板的安全储备及支座承载力，应按相关规范要求进行处理。

4.3 墙体裂缝

该裂缝位于剪力墙与砌体两种完全不同的材料交接处，两种材料线膨胀系数差异较大，变形协调不一致，加上填充墙与剪力墙交接处砂浆嵌缝不密实，故墙体的收缩及温、湿度的变化等作用将导致在剪力墙与砌体填充墙交接处产生收缩、变形，而且现场实际铺贴的网格布未能完全限制住变形，故导致在交接处产生裂缝。同时，沉降观测报告结果也表明裂缝不是地基不均匀沉降引起的。综合考虑该楼的主体结构形式，判断该裂缝不影响主体结构安全，但影响房屋正常使用和观感，应采取有效嵌缝、并增设钢板网抹灰等措施进行修补处理。

5 结语

①混凝土裂缝产生的原因有很多，例如收缩、温度变化、膨胀、不均匀沉降等，还有外力作用引起产生的裂缝，也有养护不当和化学作用产生的裂缝等。有必要对混凝土裂缝进行系统的探讨，并采取相应的防治措施，避免裂缝的产生，从而影响施工工期、质量和安全等。在工程实践中，应要区别又严格对待，根据实际情况解决问题。

②本文采用标准规范和实际工程的方法，分析了混凝土裂缝产生的可能因素，并将现场试验收集的数据作为裂缝产生原因的参考，现场没有考虑检测工作面处理和试验过程中的误差，既有建筑结构性能的检测报告应给出所检测项目的评定结论，并能为建筑结构的鉴定提供可靠的依据[4]。检测前应确定好执行何种规范，遵守仪器操作规范及安全保护措施。