砼结构裂缝原因及防范措施探讨

砼结构裂缝原因及防范措施探讨

韩子华

重钢綦江铁矿建筑安装工程公司 400048

一． 引言

众所周知，砼是一种非匀质的弹塑性材料，具有抗压强度较高，抗拉强度较低的力学特性，在结构设计、结构施工中，或在使用期间，若不能有效防止和合理处置各种开裂现象的发生和发展，就可能加速砼的碳化作用。各种侵蚀性介质侵入会使钢筋的锈蚀过程加速，从而降低结构物的耐久性。过宽的裂缝不仅有碍建筑物的观感，而且一些建筑物，如水池、储液槽（罐）等，一旦产生较宽的裂缝，将导致渗漏现象而影响正常使用。分析砼开裂的原因，找出防范开裂的措施，防止或减轻裂缝所造成的危害一直是工程界关注的问题之一。

二、 钢筋砼结构裂缝的形式

1． 应力裂缝

当构件中的拉应力大于砼的抗拉极限强度或拉应变大于砼的极限拉伸应变时，砼就产生开裂。如受弯构件常见的有出现在受拉区的弯曲裂缝和出现在剪跨区由弯矩和剪力共同作用而造成的弯剪裂缝，轴心受拉构件受荷载不大时就产生沿正截面开展，和钢筋拉力作用线相垂直的裂缝等，这些受力产生的裂缝，其方向大致与主拉应力正交。

2． 温度裂缝

温度裂缝由于产生的原因不同，可能出现表面的、深入的和贯穿性裂缝表现形式，其中表面裂缝一般无规律性，多发生在施工期间。深入和贯穿裂缝走向，一般与主筋方向平行或接近平行。这类裂缝多发生于砼浇注后2-3个月或更长的时间，裂缝宽度随温度变化而变化。

3． 收缩裂缝

收缩裂缝产生于砼表面，一种是不规则发丝状裂缝，另一种是中间宽，两端细，有的出现在两根钢筋之间，并与钢筋平行，其长度和宽度均较小，无规律性，有可能随时间延长向内部发展，深度到钢筋上表面为止。

4． 钢筋锈蚀裂缝

在梁、柱表面出现的与钢筋平行的纵向裂缝，以及在板底面沿钢筋位置出现的裂缝。

三、 钢筋砼结构裂缝原因

钢筋砼出现裂缝，主要是由于收缩变形、温差变形和结构变形造成的，从裂缝的形态特征和规律性分析，产生变形裂缝的原因主要有以下几个方面：

1． 材料质量问题造成裂缝

①、 水泥安定性不合格，强度不足。水泥中含有游离的氧化钙、氧化镁，在水泥硬化后继续起水化作用，破坏已经稳定的水泥石，使抗拉强度降低；水泥强度不足，影响砼的早期强度，导致砼开裂的几率增大；水泥的水化热高、收缩大，也易造成开裂。

②、 砂、石集料含泥量和有机质含量超标。水泥砼水泥石与集料的界面粘结不良，是产生初期开裂的薄弱部位。集料的含泥量和有机质超标，必然造成界面缺陷，以及砼内部微裂缝，而微裂缝的产生与发展导致砼开裂。

③、 集料级配差。集料级配差将造成砼的离析，粗细集料聚集，形成强度和变形的薄弱区域。

④、 砼配合比不良。不良的配合比直接影响砼性能。水泥用量过大，将产生较大的收缩，水灰比偏大，增大了水泥水化初期集料表面的水膜厚度，影响砼强度。施工中计量不准导致配合比不准确，造成砼早期强度不足。

2、 施工原因

①、 砼拌合不均匀，粗、细集料聚集，造成砼拌合物“夹生”出现应力集中。拌合时，水泥、集料温度过高，加上水泥的水化热，使砼拌合物温度很高，在冷却硬化过程中，温差收缩增大，导致开裂。

②、 砼振捣不密实或振捣时间过长，粗骨料下沉，水泥浆上浮，造成表面沉缩裂缝增加。砼流动性较低，浇注速度过快，在硬化前沉实能力不足而形成早期沉缩裂缝。

③、 施工缝处理不良。因停电、机械故障、气候突变等原因使砼浇注作业中断，再浇注时未按施工缝处理，新旧砼由于结合不良和收缩不一致而形成不规则裂缝。

④、 砼养护不及时或养护方法不当。对新浇注的砼未采取遮盖和及时湿养护，失水速度大于砼的泌水速度，尤其在夏季气温高湿度小的不利气候条件下，砼在表面收缩和内部约束作用下，在其薄弱的硬结表面产生较大的拉应力，当拉应力超过砼极限抗拉强度时形成干缩裂缝。

⑤、 模板支架不规范和过早拆模。模板构造方案不当，未按规范进行设计和计算，模板及支撑刚度不足，支撑地基下沉，造成浇注的砼构件裂缝。过早拆模，砼构件强度和承载力不足，产生变形和裂缝。

3、 设计原因

砼结构裂缝，是在施工阶段或工程完工后的使用阶段表现出来的，但分析其原因，仍与设计时考虑不周有关。我国《砼结构设计规范》对荷载引起的裂缝，是通过设计计算配置钢筋以及传递开裂后砼所不能传递的拉力或剪力。而因变形受到约束引起的裂缝，是通过构造上采取措施来防止裂缝产生。如当地基不均匀沉降、砼收缩及温度差等引起的变形，在结构或构建内产生附加应力，当变形受到约束时，将产生裂缝。又如由于建筑与结构构造不合理，如断面突变，构建中开洞，凿槽引起应力集中，构造中处理不当等引起开裂。特别是在我国混合结构设计中已明文规定限制预应力短向圆孔板使用，在住宅楼中的楼盖、屋盖均采用全现浇砼。在屋盖设计中大面积的屋面板整体浇筑，不设温度缝势必造成温度应力大增，造成屋面板开裂；在楼盖设计中，有的地方是砖墙承重，而局部有的是梁承重，再加上各房间的使用功能不同，板跨相差较大，而设计者往往对变形协调认识不清，简单的按规范规定的构造筋配置，而对四周嵌入墙内的单向、双向板上方按构造配置的负筋长度不能覆盖可能的负弯矩区，造成板上方距墙边一定距离处出现裂缝。

四、 钢筋砼结构裂缝的防治

钢筋砼结构的裂缝，在设计、施工和使用期间各阶段都有可能产生。虽然裂缝不可避免，但仍可采取一些措施，控制裂缝产生的危害程度。

⑴ 严格控制施工材料质量

施工中严格做好材料管理工作，所有进场材料按规定抽样送检，杜绝不合格材料在施工中使用。

①、 对安定性差、游离氧化钙、镁超标及强度不足的水泥严禁使用。不同标号、不同厂家、不同种类、不同批产的水泥严禁混合使用，尽量采用发热量少、收缩性小的水泥。

②、 选择合适的含泥量少的集料，含泥量和有机质含量超标的集料严禁使用。

③、 合理选择砼外加剂和混合材。外加剂依品种不同，能够改变和提高砼的某些性质；加入混合材，能明显减少砼水化热，有利于防止砼因温度应力产生破坏。

④、 优化选择砼配合比。砼的配合比，除满足强度，耐久性和经济指标外，还应满足施工技术的要求，选择适宜的砂率，恰当的用水量，控制砼拌合物的坍落度，保证施工正常进行。

⑵ 、严格控制施工质量

①、 准确掌握砼混合料的拌合时间，防止拌合料拌合不均匀或产生分层离析。

②、 正确掌握振捣方法，做到不多振，不少振，不漏振，保证结构砼的均匀密实。

③、 监控砼浇注时的环境温度变化，控制砼的入模温度，内外温差及降温速度。

④、 加强养护，特别是早期养护，防止砼失水过快。

⑤、 砼浇注时特别是砼硬化前应避免碰撞钢筋。对于设计构件配置的钢筋，在结构允许的范围内，采用直径细，根数多的方法，以减少裂缝的产生。

⑥、 严格按照《砼结构工程施工及验收规范》中模板设计的要求和施工工程构件的具体荷载进行模板和支架的设计，确保模板和支架有足够的承载力，刚度和稳定性。确保砼拆模时，达到一定的强度要求。

五、 充分考虑结构变形协调问题，正确理解设计意图

规范中对砼结构的构造措施很多，砼结构设计者应根据结构布置、荷载分布、变形协调情况，正确理解执行规范。比如规范规定对四边嵌入墙内的单向板，双向板墙边加构造筋，但如果相邻两跨板跨度相差较大时，可能在板的上方产生负弯矩，这时墙边的负筋不能简单的按构造配置，应考虑变形协调引起的负弯矩分布范围，板上部负筋伸出墙边的长度必须覆盖可能产生的负弯矩区域，否则板上部在距墙边一定距离处将会出现开裂。

六、 结语

通过以上分析，造成砼裂缝的原因很多，要控制裂缝的产生和发展，必须采取相应的措施，确保砼的质量，满足结构的正常使用。

参考文献——

1． 王赫、全玉琬、贺玉仙•北京•《建筑工程质量事故分析》中国建筑工业出版社，1992

2． 王铁梦 《工程结构裂缝控制》•北京•中国建筑工业出版社，1997

3． 孙瑞虎 《房屋建筑修缮工程》•北京•中国铁道出版社

4． 哈尔滨工业大学等合编《砼及砌体结构》•北京•中国建筑工业出版社，2002