彭彭与丁满
众所周知，混凝土的抗压强度高，但抗拉强度很低，在桥梁这样的大型建筑物中，混凝土中的裂缝是不可避免的。裂缝产生的原因1、荷载作用引起的裂缝。2、温度、收缩引起的裂缝。3、材料质量不好引起的裂缝。4、施工引起的裂缝5、设计原因导致的裂缝。改善裂缝的措施 
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现浇混凝土梁裂缝的成因和防治摘要：凝土裂缝已成为混凝土工程质量通病，如何防治混凝土裂缝是工程技术人员迫切希望解决的技术难题。文章对钢筋混凝土梁板早期裂缝成因和预防措施作了详细的分析。 关键词：钢筋混凝土梁；裂缝；热胀冷缩 前言 钢筋混凝土梁在外荷载的直接应力和次应力的作用下，引起结构变形而裂缝。构件在使用过程中受年温差的长期作用，当温差的胀缩应力大于构件极限抗拉强度时就会裂缝。构件裂缝的因素是多方面的，包括结构设计、地基沉降差异、施工质量、材料质量、环境影响等，无论何种原因产生的裂缝，都会给建筑物肢体结构带来影响。 裂缝成因分析 从施工角度来说，可能会影响楼板开裂的主要因素有：混凝土的组成材料、混凝土配合比控制、混凝土的养护、钢筋安装、早期堆载及拆模等。 1骨料对楼板混凝土收缩开裂的影响 混凝土收缩是造成楼板开裂的一个重要原因，而影响混凝土收缩的因素很多，主要是骨料品种及含量。粗骨料本身尺寸、形状及级配并不影响混凝土收缩量；而粗骨料的弹性模量却对混凝土收缩量影响很大：弹性模量越大，对混凝土收缩所起的抑制作用越大。 2混凝土配合比对楼板混凝土收缩开裂的影响 在原材料相同的条件下，混凝土配合比如单位用水量、单位水泥用量、水灰比、砂率等，对干缩有很大的影响。它们对干缩影响依次为：单位用水量>单位水泥用量>水灰比>砂率。其中随着用水量的增大，同一条件下的混凝土收缩量直线上升；而在用水量相同的条件下，混凝土干缩随水泥用量的增加而加大，但加大的幅度较小；在骨灰比相同条件下，混凝土干缩随水灰比的增大而明显增大；在强度等级相同条件下，混凝土干缩随砂率的增大而加大，但加大幅度较小。 3楼板混凝土养护情况对其收缩开裂的影响 延长初期潮湿养护仅能推迟干缩的时间，并不能减小混凝土短期的干缩，但对于干缩终值有一定影响。若前期（掺粉煤灰的为14d）及时养护，可以有效地提高混凝土的抗拉强度及减小混凝土外表面的碳化深度，从而减小因混凝土碳化而产生的收缩，保证混凝土的使用寿命，因此，从防止碳化角度出发，及时、足够时间的楼板养护是必要的。 4钢筋绑扎安装质量对楼板开裂的影响 对于楼板混凝土开裂，钢筋起限制和约束的作用。钢筋对混凝土的限制约束，主要通过它们之间胶结力和摩擦力的作用。 1）间距均匀的钢筋所提供的约束作用是最佳的，且能有效防止裂缝宽度在个别处增大。但从日常的施工检查情况看，由于钢筋绑扎得不牢固，造成混凝土振捣后，钢筋分布的偏位现象比较普遍，从而削弱了钢筋的约束作用。 2）对于变形钢筋，其相对保护层厚度越大，其平均粘结强度也就越大而在实际工程施工中，由于钢筋保护层垫块是呈梅花型布置的，因此混凝土浇筑后，底筋的许多部位保护层难以达到15mm的设计要求，从而削弱了钢筋对混凝土开裂的约束作用。 5早期堆载对楼板混凝土开裂的影响 众所周知，大部分房地产开发商都非常强调施工工期，对于很形象、直观的主体结构更是如此。由于施工工期安排紧，工序技术间歇时间被取消，这样必然会造成早期堆载（如钢筋、模板材料的堆放）的不良影响。 1）楼板混凝土刚终凝不久（一般为24h），施工中又堆放上一层柱钢筋、模板材料，施工堆载又为不均匀（即集中力）和瞬时动荷载，其必然对混凝土的固结构成内在影响（即造成“内伤”），也加大了混凝土内部早期微裂缝。 2）由于在早期，混凝土强度低（一般在2MPa左右），不能承担堆料荷载。虽然从理论上讲，此时楼板的堆载全由其模板支撑体系受力，但在实际中，由于楼板模板龙骨的布置是在考虑允许模板面板存在1/250变形的情况下设计的（且对堆载集中力不予以考虑），因此在较大集中堆载作用下，势必造成楼板混凝土底部开裂或“内伤”。 6楼板拆模对楼板混凝土的影响 如跨度≤2m、混凝土设计强度等级为c20的楼板，按规定当混凝土强度达到c20的一半时，即可拆模。而此时间一般为楼板混凝土浇筑后5～7d，此时楼板正承受由模板支撑体系传来的上一层楼板的施工荷载（甚至结构荷载），且该荷载几乎为集中荷载。因此，当楼板厚度较小或荷载较大时，2m范围的楼板混凝土带裂缝工作成为必然。而在实际工程施工中，又很少对拆模时楼板结构受力进行抗裂验算，仅是孤立地按满足上述条件与否决定是否拆模，这样就助长了后期的楼板开裂程度。 混凝土裂缝发生的控制措施 混凝土裂缝发生与组成混凝土的水泥、净砂、石子、掺加剂等原材料有关，也与浇筑后混凝土的保温保湿的养护措施有关。 1原材料的质量控制 （1）水泥：在混凝土路面及大体积混凝土施中，水化热引起的温升较高，降温幅度大，容易引起温度裂缝。为此，在施工中应选用水化热较低的水泥，尽量降低单位水泥使用量。 （2）粗骨料：在钢筋混凝土施工中，粗骨料的最大尺寸与结构物的配筋、混凝土的浇灌工艺有关，增大骨料粒径可减少用水量，混凝土的收缩和泌水随之减少，但骨料粒径增大容易引起混凝土的离析，因此，必须调整好级配设计。并在施工中加强振捣。 （3）细骨料：采用中粗砂比采用细砂每立方米混凝土减少用水量20kg左右，水泥相应减少28kg左右，从而降低混凝土的干缩。 （4）砂石料的含泥量控制：砂石含泥量超标，不仅增加混凝土的干缩，同时降低了混凝土的抗拉强度，对混凝土的抗裂十分不利，因此，在路面混凝土及大体积混凝土施工中。石子含泥量应 （5）掺加块石：在大体积混凝土基础施工中，掺加无裂缝的、冲洗干净、规格为l50～250mm的坚固大石块，不仅可减少混凝土的总用量，又可减少单位水泥用量，从而降低水化热。同时。石块本身也吸收热量，使水化热进一步降低，对控制裂缝有利。如在滨河路防洪堤施工中，基础混凝土掺人15%的块石。使得基础混凝土裂缝出现极少。 2混凝土配合比的选定 混凝土原料的配合比应根据工程的要求，如防水、防渗、防气、防射线等进行认真分析，选择最优方案。混凝土的水灰比应在满足强度要求及泵送工艺要求条件下尽可能降低。 （1）掺合料：混凝土中掺人粉煤灰不仅能替代部分水泥。而且粉煤灰颗粒成球状，可起润滑作用，能改善混凝土的工作性和可泵性，且可明显降低混凝土水化热。 （2）外加剂：为了满足送到现场的混凝土具有l1～l3cm坍落度，若只增加水泥使用量，则会加剧混凝土干燥收缩，明显增大混凝土水化热，易引起开裂。因此，除了调整级配外，可掺入适量的减水剂。 3利用混凝土的后期强度 对于大体积混凝土可以利用后期强度，如60d、90d、120d强度，即允许工程在60d、90d或120d达到设计强度。这样可以减少水泥用量，减少水化热和收缩，从而减少裂缝。 4混凝土的浇灌振捣技术 混凝土的浇灌振捣技术对混凝土密实度很重要，最宜振捣时间为10～泵送流态混凝土同样需要振捣，大体积混凝土在浇灌振捣中会产生大量的泌水，应及时排除，有利于提高混凝土质量和混凝土抗裂性。 裂缝的处理 根据裂缝的成因情况，可将裂缝分为两种类型：一类是由于材料、气候等造成的一般塑性收缩裂缝、干缩裂缝等。这类裂缝一般对承载力影响小，可作一般处理或不处理；另一类裂缝明显影响了梁的承载能力，随着裂缝的扩展和延伸，钢筋达到屈服强度，受压区混凝土应变量增大，梁刚度大大降低，构件趋向破坏。此类缝必须及早采取加固补强，以满足结构安全需要。对于裂缝的处理，首先要重视对裂缝的调查分析，确定裂缝的种类、程度、危害及加固的依据。调查可从裂缝的宽度、长度、是否贯通、是否达到弹性极限应力的位置、有无潮气或漏水、工程地点环境以及施工图纸设计情况等多处入手，分析裂缝产生的本质原因，以采取相应的措施。 （1）表面修补法。该法适用于缝较窄，用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所采用，常用的是沿混凝土裂缝表面铺设薄膜材料，一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布。施工时先将混凝土表面用钢丝刷打毛，清水洗净干燥，将混凝土表面气孔由油灰状树脂填平，然后在其上铺设薄膜，如果单纯以防水为目的，也可采用涂刷沥青的方法。 （2）充填法。当裂缝较宽时，可沿裂缝混凝土表面凿成V形或U形槽，使用树脂砂浆材料进行填充，也可使用水泥砂浆或沥青等材料。施工时，先将槽内碎片清除，必要时涂底层结合料，填充后待填充料充分硬化，再用砂轮或抛光机将表面磨光。 （3）注入法。当裂缝宽度较小且较深时，可采用将修补材料注入混凝土内部的修补方法，首先裂缝处安设注入用管，其它部位用表面处理法封住，使用低粘度环氧树脂注入材料，用电动泵或手动泵注入修补，此法在裂缝宽大于2mm时，效果较好。 结语 钢筋混凝土梁裂缝应针对成因、贯彻预防为主的原则、加强设计施工及使用等方面的管理，确保结构安全和避免不必要的损失。一旦产生裂缝，应全面调查分析，查明原因，取得加固依据，在选择处理方法上，应比较论证、综合考虑，以求施工方便、经济高效。
随着工程施工技术的不断发展，在住宅建设中，用现浇楼板形式替代预应力空心板楼面形式，解决了预应力空心楼板拼缝纵裂的质量通病，加强了结构的抗震性能。但在相当一部分现浇楼面结构中，在边跨板面出现顺板外缘裂缝，在房屋角部板面往往出现呈等腰三角形的45°斜裂缝等。现浇钢筋混凝土楼板裂缝，已成为住宅工程最严重的质量通病之一。 引起建筑裂缝的因素是多方面的，笔者就现浇钢筋混凝土板裂缝产生的原因进行分析，并提出防治对策，供大家参考。 一、 裂缝现状 1、 裂缝种类 ①、温差裂缝：由于温度变化，混凝土热胀冷缩而形成的裂缝。此类裂缝都集中于屋面板和建筑物上部楼层的楼板上。②、收缩裂缝：混凝土在凝结、硬化过程中，由于材料自身收缩而形成的裂缝。③、结构裂缝：虽然现浇板承载力均能满足设计要求，但由于预制多孔板改为现浇板后，墙体刚度相对增大，楼板刚度相对减弱。因此在一些薄弱部位和截面突出处，往往产生一些结构裂缝。例如墙角应力集中处的45°斜裂缝，板端负弯矩较大处的板面拉裂缝等。④、构造裂缝：现浇楼板厚度一般为80～100mm，住宅设计中将PVC电线管均敷设在楼板内，使凡有PVC管处的混凝土保护层减薄，易出现构造裂缝。 2、 裂缝形式 ①、斜裂缝：斜裂缝常出现于墙角，特别是建筑物端部最后一间，呈45°状。②、纵、横向裂缝：沿楼板纵、横向出现，一般于跨中、支座、PVC电线管暗埋处等部位，或直线或折线状。③、不规则裂缝：裂缝出现部位、形状无规则，成散状或龟裂状。④、贯穿或不贯穿裂缝：绝大多数裂缝出现在楼板表面，为不贯穿裂缝。极个别裂缝从板面一直裂到板底，呈贯穿状。 3、 裂缝出现时间 收缩裂缝属早期裂缝，一般出现在混凝土浇筑后的1个月中；构造裂缝属于中期裂缝，一般出现在6个月以后；温差裂缝和结构裂缝属于后期裂缝，一般1～2年后出现。 二、 裂缝原因分析 1、 设计方面 ①、楼板厚度：楼板厚度虽能满足承载力要求，但随着住宅开间和厅面积的增大及不少房产开发商取消了传统的在现浇楼板表面铺30mm细石混凝土地坪，致使楼板厚度不能满足构造要求。②、配筋计算：不少设计单位仍按照单向板计算方法来设计配置楼板钢筋，支座处仅设置分离式负弯矩钢筋。由于计算简图与实际受力情况不符，单向高强钢筋或粗钢筋使混凝土楼面抗拉力不均，局部较弱，无筋处易产生裂缝。部分设计单位对现浇楼板构造筋配置不重视：墙角无放射筋、薄弱环节无加强筋、负弯矩处钢筋配置不够。③、混凝土强度等级：预制多孔板改为现浇楼板后，大部分住宅工程都采用预拌混凝土浇捣，但有些设计单位选用的楼板混凝土强度等级过高，使水泥用量增加、水化热加大，从而加速产生混凝土温差裂缝和收缩裂缝。④、板内布线：现浇楼板内暗敷PVC电线管，有的甚至两根电线管交错叠放，管道上口混凝土保护层超薄，混凝土抗拉强度减弱。 2、 施工方面 ①、盲目赶工期：为抓进度、赶工期，楼板混凝土浇捣完，尚未到达规定强度，即已上人操作，并堆放施工荷载，使楼面混凝土受到损伤。②、养护马虎：混凝土浇捣完后未进行表面覆盖和浇水养护或养护时间不足，导致混凝土表面失水过快，由收缩产生拉应力，造成表面裂缝。③、支模拆模：模板支撑立杆与楼面接触部位没有设楔子，使混凝土在浇捣过程及成型后局部变形，导致裂缝产生。底模拆模时间过早，混凝土受到内伤。④、钢筋未设撑脚：楼面支座处负弯矩配筋未设置撑脚，施工人员踩在负弯矩钢筋上，使钢筋下沉，混凝土保护层厚度增加，楼板有效截面高度h0减少。⑤、振捣不当：平板式振动器过度振捣楼板混凝土，造成粗骨料下沉，板面出现砂浆层，混凝土强度降低，也易出现干缩裂缝。 3、 材料方面 ①、混凝土坍落度过大：为了保证预拌混凝土的可泵性，部分楼板混凝土坍落度设计过大，导致混凝土流动性增加。②、混凝土配合比不当：为满足工期要求，加快施工进度，施工单位常将柱、墙、梁板混凝土改为同一强度等级，并一次性浇捣，从而造成楼板混凝土配合比不当及提高了楼板混凝土强度等级。③、外加剂、掺合料掺量过多：预拌混凝土中粉煤灰、矿粉等掺量过多，使混凝土早期强度偏低，抗拉强度达不到要求。④、原材料质量波动：混凝土搅拌站在混凝土生产前，未对原材料进行严格检验复试。个别水泥、外加剂、掺合料质量波动，粗、细骨料含泥量超标，甚至使用细砂、特细砂，严重影响混凝土质量。⑤、混凝土供应间歇时间长：由于受道路交通制约等方面原因，不能保证混凝土连续浇捣，加之现浇楼板施工冷缝的增多，给裂缝以可乘之机。 4、 裂缝产生的主要因素 经过对各种影响因素的对比分析，引起现浇钢筋混凝土楼板裂缝的主要影响因素如下： ①、混凝土温度变形和收缩变形引起的裂缝：钢筋混凝土梁、柱、墙、板等构件共处于同一个大气环境中，当环境温度和湿度变化时，这些混凝土构件相应都会产生温度变形和收缩变形。由于体形上的差异，板的体积与表面积的比值较小，混凝土的收缩变形较大。具体地说，在水平方向上楼板的收缩变形一般均超前于（或大于）梁、柱、墙，使板内出现拉应力，梁内出现压应力。另外一个方面是外纵墙与山墙在外界气温的影响下，经热涨和冷缩的反复作用，它们的温差合力对房间沿外墙角部楼板将产生较大的主拉应力。 以上两个作用力的叠加，在对板形成最不利状态的时候，当板内拉应力超过了混凝土的抗拉强度，并且楼板变形大于配筋后混凝土的极限拉伸的时候，楼板内就会产生裂缝。 裂缝的位置取决于两个因素，一是约束，二是抗拉。对楼板来说约束最大的位置在四个转角处，因为转角处梁或墙的刚度最大，它对楼板形成的约束也最大，同时沿外墙转角处因受外界气温影响，楼板属收缩变形最大的部位；一般来说板内配筋都按平行于板的两条相邻而设置，也就是说转角处夹角平分线外的抗拉能力最薄弱。故大多数板上裂缝都出现在沿外墙转角处，而且呈45°斜向放射状。 ②、混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料：当前工程施工中现浇钢筋混凝土楼板的混凝土普遍采用泵送混凝土，其水泥用量、水灰比、坍落度等都比较大，石子粒径又较小，为了抵抗楼板内受不均匀温差和收缩的影响而出现局部应力集中，若外墙转角处楼板只按老规矩配筋，已经不能适应这种变化了的条件实况，很容易产生裂缝。如果对混凝土养护不当，也会产生干缩裂缝。 ③、楼板内埋设电线套管，特别是近些年来普遍推广使用PVC管代替金属管以后，使板内有效截面受到不同程度的削弱（以板厚100mm为例，若埋设直径20mmPVC电线套管，而该管垂直于板跨方向铺设时，则该处混凝土受拉截面减少1/5），又因该管与混凝土的线胀系数不一致，粘结效果差，这是沿电线管埋设方向就可能因为应力集中而出现裂缝。 ④、由于施工措施安排不当，楼板近支座处负责弯矩钢筋常常被操作人员踩踏下沉，又没得到及时纠正，使其不能有效发挥抵抗负弯矩的作用；更有甚者，个别施工单位为了迎合发展商不合理的工期要求，片面地追求施工进度，楼板混凝土还没有足够的强度，就迫不及待地上人操作和堆重载，使其产生过大的变形，导致裂缝产生等等。 三、 裂缝控制措施 1、 设计方面 ①、按双向板配筋：为使楼板计算简图与实际受力情况一致，现浇楼板应按双向连续板计算配筋。为减少开裂，宜采用双面配筋，增加表面配筋量。楼板最小配筋率 ，且应采用细直径螺纹钢筋。②、增加楼板厚度：考虑到楼板双面配筋，并且楼板内暗敷电线管线较多，再加上楼面上30mm细石混凝土地坪常被取消等因素，现浇楼板厚度应为120mm。③、控制混凝土强度：多层、小高层住宅楼板预拌混凝土强度应≤C30，高层应≤C35。④、加强构造配筋：为克服墙角45°斜裂缝，应在墙角配置放射筋（特别在建筑物端部），长度大于1/3跨（不少于5～0m）。上部支座处负弯矩钢筋宜每隔1根设置1根通长筋，以抵抗板中裂缝及端头裂缝。除受力筋满足要求以外，分布筋间距应适当加密，间距150～200mm。使楼板受力均匀，增强混凝土抵抗温度、干缩变形能力。当选用冷轧扭钢筋时，最小配筋率应满足规范要求。⑤、管线敷设：预埋电线管位置应设置在楼板上下两皮钢筋当中，严禁两根管线交错叠放，可采用接线盒方式。当楼板厚度较薄时，应在管线外侧增加钢丝网。 2、 施工方面 ①、合理确定时间：按科学规律安排施工工期与进度计划。楼板混凝土浇捣完成后，其强度未达到2N/mm2，施工人员不得在楼面操作及堆载材料。②、严格养护：楼板混凝土浇捣完毕后，根据当时室外气温，确定养护方案。冬、夏季节，应采取混凝土表面加盖草包、塑料薄膜等养护措施。混凝土在浇筑完成后12h内，必须进行浇水养护。对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，浇水养护不得少于7d；对掺用缓凝剂或有抗渗要求的混凝土，浇水养护不得少于14d。③、控制拆模时间：模板的周转配置，应考虑到规定的拆模时间，跨度大于2m，小于8m的现浇楼板，其拆模混凝土强度必须达到标准值的75%，当跨度大于8m的现浇楼板，其拆模混凝土强度必须达到标准值的100%，防止过早拆模引起的混凝土损伤。同时，模板支撑立杆下部与楼面接触部位应设楔子顶紧，防止混凝土在浇捣过程中变形。④、控制负弯矩钢筋位置：在楼板负弯矩钢筋处设置撑脚和马凳，楼面钢筋上设置跳板，严禁在混凝土浇捣过程中踩踏钢筋，确保负弯矩钢筋的正确定位。 3、 材料方面 ①、合格确定混凝土的配合比和坍落度：在混凝土配合比设计时，应全盘考虑，多用骨料、少用粉料，以减少裂缝产生。坍落度应适当控制，不宜过大，多层和小高层小于140mm，高层宜小于180mm，尽可能较少混凝土的流动性。应选用高等级低水化热的矿渣水泥，减少水泥用量和水化热。②、严格控制混凝土掺合料掺量：混凝土掺合量的掺量比例应合理，以保证混凝土早期强度，提高混凝土的抗拉性能。控制混凝土水灰比，最大用水量应＜180㎏/m3。③、严格原材料检验试验：在拌制混凝土之前，必须按规定对水泥、粗细骨料、外加剂等进行检验复试，不合格的材料不得使用。④、保证混凝土连续浇捣：在配备混凝土运输车辆时，应充分考虑交通路况的影响，确保混凝土浇捣的连续性，减少施工冷缝。当混凝土浇捣中停歇时间过长时，应采取接浆处理等应急措施。 4、 裂缝防治对策 ①、要与设计商榷，在采用商品混凝土泵送施工的条件下，处于墙转角处房间内的现浇钢筋混凝土楼板，建议适当增加配筋以提高楼面混凝土的抗拉能力，如适当增加板厚；提高板的配筋率；采用“细筋密筋”配置等方法。由于受到不同条件的限制，以上方法可选择采用。 ②、提高部分外墙的保温隔热标准。特别是对外墙转角的内墙面，可采用加贴保温隔热材料的办法，使温差对楼板变形带来的影响减少到最低限度。 ③、楼板内PVC电线套管只允许平行于楼板受力方向（或双向板的短边方向）埋设，埋在楼板内的PVC电线套管上下部应加铺宽度不小于40mm的钢丝网片作为补强措施。 ④、有条件的不妨采用“放”的特殊构造措施。例如可将端跨设计成简支板的形式，即楼板与梁之间设置施工缝隔离。 ⑤、严格施工管理，浇捣楼板混凝土时铺设操作平台，防止施工操作人员直接踩踏上层负弯矩钢筋。同时加强浇捣楼板混凝土整个过程中的钢筋维护，随时将位置不正确的钢筋进行复位，确保其位置准确。 ⑥、设计楼板底模及支架时，应充分允许考虑能够满足承受各种可能的施工荷载的需要。混凝土浇捣后必须留有足够的养护时间。除非采用针对性的技术措施，否则只有当混凝土强度大于12MPa时，才可允许其上进行各项施工作业活动。 ⑦、加强混凝土的养护监督。混凝土应在浇筑以后12h内进行覆盖和浇水，当气温在20℃左右时每天应浇4次；气温在25℃以上时应浇6次；气温低于5℃时，应停止浇水改用塑料薄膜或草袋覆盖养护，以防治温度收缩裂缝产生。养护时间最短不少于7天。
