混凝土结构裂缝检测与处理

混凝土结构裂缝检测与处理

混凝土结构在建设和使用过程中出现不同程度、不同形式的裂缝，是相当普遍的现象。钢筋混凝土结构受力机制和大量实践经验都说明：混凝土结构的裂缝是不可避免的，裂缝是一种人们可以接受的材料特征。但过宽的裂缝在外观上，给人们以不安全感；在质量上，不符合耐久性要求，且结构的破坏和倒塌是从裂缝的扩展开始。

裂缝产生的原因很多，但归纳起来就两大类：

第一类：由荷载引起的裂缝，也称结构性裂缝。其裂缝与荷载有关，预示结构承载力可能不足或存在问题；

第二类：由变形引起的裂缝，也称非结构性裂缝。如温度变化、混凝土收缩、地基不均匀沉降等因素引起的变形，当变形得不到满足，在结构内部产生自应力，当此应力超过混凝土允许的拉应力时，混凝土就会出现裂缝。裂缝出现后，变形得到满足或部分满足，应力发生松弛，结构刚度下降。

根据调查资料表明，两类裂缝中，变形引起的裂缝占主导，约占总裂缝的80％，其中包括变形与荷载共同作用，但以变形为主引起的裂缝；荷载引起的裂缝约在20％，其中包括变形与荷载共同作用，但以荷载为主引起的裂缝[3]。

裂缝原因分析是为了弄清裂缝成因、性质和危害，为裂缝的处理提供依据。裂缝检测的目的是查明裂缝的分布特征、宽度、深度及发展情况，为裂缝的分析和后续处理提供依据。

裂缝检测应测定结构裂缝的分布位置和裂缝走向，并对需要观测的裂缝统一编号。如裂缝仍在发展，则每次裂缝分布特征描述应标明检测时间，便于分析裂缝变化趋势。

裂缝宽度沿其长度方向一般是不均匀的，宽度观测位置每条裂缝至少两处，一处应在裂缝的最宽处，另一处应在裂缝的末端。

测量裂缝宽度常用工具是裂缝比对卡和读数显微镜。裂缝比对卡上面有粗细不等并标注有宽度的平行线条，将其覆盖于裂缝上，可比较出裂缝的宽度；读数显微镜是配有刻度和游标的光学透镜，从镜中看到的是放大的裂缝，通过调节游标读出裂缝宽度。

如裂缝仍在发展，裂缝宽度值上应标明检测时间，便于分析裂缝变化。裂缝深度沿其长度方向一般也是不均匀的，检测一般只针对裂缝宽度最大处。

裂缝深度检测有凿开法和超声波法。采用凿开法，先用医用针管吸入红墨水，从缝口注入，然后局部凿开裂缝，测定红墨水深入深度即为裂缝深度。该方法由于是局部破损检测，不便于大面积使用，且适用裂缝深度也有一定限制，不适用于深度较大的裂缝。超声波法由于是无损检测，且对裂缝深度没有限制，有着广泛的应用。

超声波检测裂缝深度有三种方法：单面平测法、双面斜测法、钻孔对测法[5]。单面平测法适用于裂缝部位只有一个可测表面，估计裂缝深度不大于500mm的构件；双面斜测法适用于裂缝部位具有两个相互平行的测试表面的构件；钻孔对测

法适用于裂缝深度大于500mm的构件，主要是大体积混凝土。裂缝一般出现在宽厚比或长细比较大的梁板类结构上较多，其两个表面分别位于不同层、房间或室内外，且裂缝深度一般都小于500mm，不适用于双面斜测法和钻孔对测法，大多采用单面平测法，本文重点介绍平测法的原理和数据处理过程。

根据检测的裂缝情况，分析裂缝产生的原因，采取对应的处理措施。对于非结构性裂缝，由于裂缝的出现，混凝土拉应力得到释放，变形得到满足，裂缝一般不会无限制发展。根据裂缝宽度，可采取主要提高构件观感质量和耐久性的修补方法；对于结构性裂缝，由于结构承载力不足，裂缝会不断发展，危及结构安全，必须采用提高结构承载力的加固措施。

从理论上讲，只要裂缝宽度不超过规范允许的最大宽度，就可以不进行处理。但工程实践中考虑肉眼可见裂缝往往给人们不安全感，故对肉眼不易见小于

0.1mm的裂缝可不作处理，宽度大于等于0.1mm的裂缝都要进行封堵处理。封堵处理一般有下列两种方法：

表面封堵法。即在开裂的混凝土表面涂刷水泥浆、油漆、沥青、环氧树脂等液体材料，多层涂刷，靠液体的毛细吸力挤进裂缝，堵塞裂缝，减少渗漏、防止钢筋锈蚀，提高结构耐久性和满足表观要求。一般适用于宽度较小的裂缝处理。

压力灌浆法。即在裂缝中埋设若干个灌浆嘴，通过压力将水泥浆、石灰浆、化学浆、沥青浆等胶结材料灌入混凝土裂缝内，对裂缝进行粘合、封闭和补强。一般适用于宽度较大的裂缝处理。

上述两种方法，都有一个共同前提，必须等裂缝稳定后，再进行处理，否则还会开裂。

结构性裂缝的加固方法有以下几种：加大截面法、外包钢加固法、预应力加固法、增加支点加固法、粘钢或碳纤维加固法及多种方法的联合使用。具体使用何种方法，要综合原结构特征、裂缝严重程度、现场施工适用性、施工周期、费用等多种因素，通过专门的设计确定。

混凝土结构裂缝加固设计和施工，不同于新建混凝土结构，必须注意以下几点：

加固前，原结构的变形已完成，在未卸除原已承受荷载情况下，加固后的结构属于二次受力，新增加的结构只有在荷载或变形发生变化时，才开始受力，新增加结构的材料强度不能得到充足发挥；

加固后，新老结构能否重新组合，形成整体发挥作用，关键取决于新老混凝土结合面能否有效结合。实际上，新老结合面的抗剪强度远低于一次性浇注的混凝土，因此，在设计和施工过程中，要采取适当构造和施工措施，提高二者的结合性能；

在加固施工过程中，要注意原结构的保护。在没有安全保障的情况下，不能改变原结构的整体稳定性，尽量不要增加原结构承受的荷载。

正确的设计、严格的施工过程和质量控制、严禁超越使用是预防混凝土结构裂缝的有效方法。结构、构件一旦出现超裂缝，首先应检测裂缝的基本情况，分析裂缝产生的原因，根据裂缝严重程度和对结构的危害大小，采取适当的修补、封护处理或加固措施。

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