混凝土裂缝成因分析及预防措施

现浇混凝土裂缝成因分析及修补、预防措施前言近年来在我公司所施的工程中，结构现浇混凝土开裂现象时有发生，已引起公司领导及各项目的重视，为配合公司开展的争创结构长城杯活动，公司下属各项目、施工队及商品混凝土搅拌分公司应进一步严格按规范施工，完善过程控制手段，制定纠正及预防措施，将混凝土开裂这一质量通病控制在最低程度。

1、 裂缝分类及检测混凝土开裂可根据程度、部位、成因等主要因素进行分类。

1、 按照混凝土开裂程度可分为规范允许裂缝和超规范裂缝，一般根据现行混凝土结构设计规范宽度在0.2~0.3mm 以下的裂缝为规范所允许，超过此宽度则为超规范裂缝；另还可将裂缝分为表面裂缝及贯穿裂缝。

2、 按照裂缝存在的部位可分为底板混凝土裂缝、板梁混凝土裂缝、墙柱混凝土裂缝，在公司及各项目的高度重视下底板混凝土裂缝及墙柱混凝土裂缝基本得到有效控制，目前主要存在的是楼板混凝土裂缝。

3、 按照裂缝成因主要分为设计缺陷裂缝及施工缺陷裂缝。

4、 裂缝的现场检测手段主要有带刻度的专用放大镜及超声波探测，如有必要还可进行钻芯取样及化学成分分析等实验室检测。

2、裂缝主要成因及现象混凝土开裂的成因较为复杂，无法非常准确地作出确定，针对我公司各工程已出现的裂缝及各项目会同设计单位、监督单位、业主、监理单位等共同研究的结论，大部分裂缝均与混凝土凝结过程中产生大量水化热同时自身体积收缩有关，这类裂缝一般不明显，分布无规律，不影响结构受力，为规范所允许。

其他情况下产生的裂缝大致可归纳为设计原因及施工原因造成的混凝土开裂两大类。

1、设计原因导致的混凝土开裂：①板面荷载设计取值偏小，承受施工荷载及正常使用荷载后板发生开裂甚至导致梁开裂，此种裂缝比较规律且会持续发展。

②楼板强度设计安全但刚度不足，造成楼板偏薄，加载后产生裂缝，此种裂缝亦比较规律。

③楼板配筋过少，尤其缺少上铁板中的构造配筋时易发生板面混凝土开裂，另在应力集中位置缺少细、密的构造筋也易沿应力最大方向开裂。

④建筑物的温度伸缩缝及沉降缝、后浇带留置不合理，产生的裂缝较大且集中在固定位置。

2、施工缺陷导致的混凝土裂缝：①考虑混凝土施工配合比时采用高水化热的水泥会使混凝土浇注后凝结过程中发热量较大，造成内外温差较大在表面开裂，尤其大体积（底板）混凝土产生裂缝。

②设计为抗渗混凝土或连续施工区段较大时，混凝土搅拌中选用膨胀剂效果不理想，无法发挥抵偿收缩作用时会产生开裂现象。

③为保证商品混凝土罐车运输及高层建筑泵送的需要，混凝土坍落度较大，甚至在运输过程中私自向混凝土内加水都使混凝土凝结过程中的水化热加大，易发生开裂。

④混凝土浇注过程中发生过振捣使表层浮浆层过厚，凝结后表面开裂。

⑤混凝土浇注过程中扰动钢筋或钢筋绑扎位置不正确，造成局部素混凝土厚度较大导致开裂或钢筋保护层过小时混凝土表面沿钢筋分布开裂。

⑥混凝土浇注后未达到规范允许强度值即开始下步施工，导致混凝土被压裂甚至破坏。

⑦模板支撑体系不满足施工荷载要求，在混凝土浇注及后续施工过程中变形导致混凝土未达到设计强度前随之变形开裂。

⑧混凝土浇注后未及时养护或夏季施工养护持续时间不满足规范要求导致混凝土表面过早失水开裂。

⑨夏季施工遇异常高天气时未对混凝土采取隔热措施导致混凝土在高温下发生较大膨胀开裂；冬季施工保温措施不足导致混凝土内外温差较大产生表面开裂，尤其大体积混凝土表现较为明显。

⑩冬季施工混凝土搅拌中混入较大冻块或冰雪块，浇入模后在混凝土凝结过程中融化后导致局部强度偏低受压后开裂；冬季严寒天气施工中模板、钢筋温度极低甚至结冻冰雪未经处理导致混凝土浇注后局部温度降低过快产生开裂现象。

3、裂缝修补措施发现混凝土产生裂缝后，必须进行仔细的观测，主要包括统计裂缝的宽度、深度、是否贯穿、存在部位、是否存在规律、是否继续开展等，结合施工实际情况确定裂缝的成因，根据规范及开裂的程度制定修补措施并在必要时经设计单位、业主、监理单位同意后严格按照方案实施。

1、对宽度0.2 ~0.3mm以下规范允许存在的混凝土裂缝，（预应力混凝土及设计不允许开裂的结构除外），如使用环境允许可不处理，其他一般应对裂缝进行表面封闭处理以避免钢筋受到腐蚀，保证建筑物的耐久使用年限。

①封闭处理应在裂缝不再开展后进行。

②封闭材料宜采用自身不会收缩干裂且有一定柔性的专业快干型封缝材料。

③严格按照操作说明施工。

④封闭前仔细处理混凝土表面以保证封闭效果，保持裂缝内部干燥。

⑤对楼板贯穿裂缝必须采取上下双面封闭。

⑥封闭完成后进行仔细检查以无渗漏现象为合格。

⑦形成真实详细完整的质量记录。

2、对0.3mm以上的超规范裂缝宜采取压力灌缝处理以恢复混凝土结构完整性，满足设计强度、刚度、使用年限要求。

①灌缝处理应在裂缝不再开展后进行。

②灌缝前需对裂缝进行封闭处理，要求同前。

③灌缝材料宜选用低粘稠度、易流淌、无收缩、抗老化、高强度且具有一定柔性的改性环氧类树脂材料。

④灌缝工艺应采用低压自动灌缝工艺以保证所有毛细裂缝灌充密实同时避免高压灌缝造成混凝土的进一步开裂破坏。

⑤严格按照操作说明施工。

⑥灌缝前保持裂缝内部干燥以保证灌缝效果。

⑦灌缝完成后进行仔细检查以无渗漏现象为合格。

⑧形成真实详细完整的质量记录。

3、对因浇注过程中过振造成的表面浮浆开裂应将表面浮浆层仔细剔凿干净至密实混凝土表面，清理干净浇水湿润，浇捣高标号豆石混凝土至设计标高，加强养护保证新旧混凝土结合密实。

4、针对设计缺陷导致的混凝土裂缝，应首先按照前述进行封闭、灌缝处理，同时为解决施工、使用过程中混凝土继续开裂必须对相应结构进行补强处理。

①如楼板强度满足、刚度不满足要求同时荷载及装修做法允许时可采用在楼板上浇注叠合层的方法，施工中注意必须保证新旧混凝土结合密实达到共同受力的效果。

②对设计强度（刚度）不满足使用要求的结构可采用粘钢加固的方案，具体施工详见粘钢工艺要求。

③特殊结构可采取在构件外侧加预应力钢绞线卸载或粘贴高强碳纤维补强，主要针对已有建筑存在的结构裂缝进行修补，成本较高。

4、裂缝预防措施针对混凝土裂缝的成因，在工程开工前既应制定具体的预防措施并在施工过程中严格执行，将裂缝控制在最低限度。

1、 应在接到施工图纸后认真审图，争取发现图纸缺陷提出合理化建议以便和设计单位协商解决。

2、 将改进混凝土性能作为防治裂缝的关键，在配制混凝土施工配合比中作到选用低水化热水泥，适当添加粉煤灰用量、减少水泥用量，合理选用优质膨胀剂、泵送剂、缓凝剂、减水剂等外加剂以改善混凝土性能。

3、 制定施工方案时有针对性地重点考虑消除混凝土开裂现象，根据本工程特点尤其注意（冬施）大体积混凝土热工计算及模板支撑体系受力计算必须准确可靠。

4、 基槽开挖完毕后必须认真组织钎探、验槽工作，及时发现地基的不均匀位置，严格按地质勘探单位、设计单位的要求进行地基处理，避免建筑物建成后发生不均匀沉降导致结构开裂。

5、 按照过程控制程序，作到施工前详细要求、施工中严格监督、施工后仔细检查，从各个环节加强混凝土裂缝的防治工作。

①要求预拌混凝土提供单位在搅拌过程中严格按照配合比加料，同时严格控制到施工现场的混凝土坍落度不得过大，严禁在混凝土运输过程中擅自加水。

②混凝土浇注前严格按规定划分施工缝、后浇带，仔细检查钢筋就位情况，仔细清理模内，保证保护层准确。

③施工过程中严格按规范振捣，既保证振捣严密又要避免过振，及时清理过厚浮浆，同时不得扰动钢筋、模板。

④在混凝土浇注后、终凝前，至少对表面用木抹子搓平两次，特别最后一次搓平压实需在初凝后、终凝前，以将刚出现的微裂缝收口以防止其进一步扩大。

⑤混凝土浇注后及时按规范养护，可选用质量优良的混凝土养护剂以改善养护效果。

⑥在混凝土强度未达到规范允许强度前禁止后续工序提前进入施工，对架设在混凝土表面的脚手架底座应加设托垫，并尽量作到上下层受力的支撑杆件对正。

⑦制定切实可行的冬、雨季施工方案，特别加强对冬施混凝土上下表面的覆盖、保温、养护，同时注意对已经绑扎完毕的钢筋、支撑就位的模板内的保护。

⑧加强对恶劣气候情况的防范，夏季遇持续异常高温时注意对暴露的混凝土表面进行隔热、降温处理，冬季遇降雪注意浇注前清理模内积雪和冻块等。

2000年4月10日附：混凝土裂缝计算方法：（推荐）式（1）式中：T为温差；为经验系数，取0.3；α为温度系数，取；其中C x为水平阻力系数，取60；H为结构厚度；弹性木模量E c(t)=E c0(1-e-0.09t),t为时间(d);式（2）式中εp为极限应变。

1. β值的计算取取E c0=3.0×104N/mm32. 混凝土在7天、14天的极限拉伸：式（3）式中ρ为截面配筋率，d为钢筋直径(cm)；R fo为混凝土抗裂强度设计值，1.5N/mm2R f(t)为龄期混凝土抗裂强度。

3. 计算收缩当量温差：式中：为计算期的收缩，素混凝土收缩经验公式：t为龄期（d）;为最终收缩，标准状态下为3.24×10-4；M i为考虑各种非标准条件的修正系数。

4. 计算综合温差：式中为实测温差。

5. 计算裂缝间距；可由式（2）计算；=6. 由以上结果可根据式（1）计算裂缝宽度。