析建筑结构裂缝产生的原因及防治措施

何烨钦

【摘要】建筑结构裂缝问题是建筑工程施工与使用过程中经常出现的一种问题,而且很难进行有效根治。在建筑物使用过程中针对建筑结构裂缝问题要及时采取有效措施加以预防,避免问题愈演愈烈,影响建筑物的正常使用。本文分析了建筑结构裂缝产生的原因，提出了建筑结构裂缝产生的防治措施。

【关键词】建筑结构裂缝防治措施

中图分类号：G267文献标识码：A 文章编号：

建筑结构裂缝问题是建筑工程施工与使用过程中经常出现的一种问题,而且很难进行有效根治,为此要想解决这一问题,必须坚持预防为主,防治结合的基本原则。针对导致建筑结构产生裂缝的各种问题进行分析与研究,加强设计阶段对建筑结构裂缝问题的防御,同时施工过程中还要充分保障混凝土性质符合建筑施工标准,此外还须对建筑施工工序进行有效控制。在建筑物使用过程中针对建筑结构裂缝问题要及时采取有效措施加以预防,避免问题愈演愈烈,影响建筑物的正常使用。

一、建筑结构裂缝产生的原因

1、材料缺陷

（1）干燥收缩

研究表明，水泥加水后变成水泥硬化体，其绝对体积减小。每100 克水泥水化后的化学减缩值为7～9ml，如混凝土水泥用量为350kg /m3 ，则形成孔缝体积约25～30.l /m3 之巨。这是混凝土抗拉强度低和极限拉伸变形小的根本原因。研究表明，每100g 水泥浆体可蒸发水约6ml，如混凝土水泥用量为350kg/m3 ，当混凝土在干燥条件下，则蒸发水量达21.l /m3。毛细孔缝中水逸出产生毛细压力，使混凝土产生“毛细收缩”。由此引起水泥砂浆的干缩值为0.1%～0. 2%; 混凝土的干缩值为0. 04% ～ 0. 06%。而混凝土的极限拉伸值只有0. 01% ～0. 02%，故易引起干缩裂缝。

（2）温差收缩

水泥水化是个放热过程，其水化热为165 ～ 250 焦尔/克，随混凝土水泥用量提高，其绝热温升可达50 ～ 80℃。研究表明，当混凝土内外温差10℃ 时，产生的冷缩值εc = △Tα =10110 － 5 = 0. 01%，如温差为20 ～ 30℃时，其冷缩值为0. 02 ～0. 03%，当其大于混凝土的极限拉伸值时，则引起结构开裂。

（3）塑性收缩

混凝土初凝之前出现泌水和水份急剧蒸发，引起失水收缩，此时骨料与水泥之间也产生不均匀的沉缩变形，它发生在混凝土终凝之前的塑性阶段，故称为塑性收缩。其收缩量可达1%左右。在混凝土表面上，特别在抹压不及时和养护不良的部位出现龟裂，宽度达1 ～ 2mm，属表面裂缝。水灰比过大，水泥用量大，外加剂保水性差，粗骨料少，振捣不良，环境温度高，表面失水大等都能导致混凝土塑性收缩而发生表面开裂现象。

（4）自生收缩

密封的混凝土内部相对湿度随水泥水化的进展而降低，称为自干燥。自干燥造成毛细孔中的水分不饱和而产生负压，因而引起混凝土的自生收缩。高水灰比的普通混凝土( OPC) 由于毛细孔隙中贮存大量水分，自干燥引起的收缩压力较小，所以自生收缩值较低而不被注意。但是，低水灰比的高性能混凝土( HPC) 则不同，早期强度较高的发展率会使自由水消耗较快，以至使孔体系中的相对湿度低于80%。而HPC 结构致密，外界水泥很难渗入补充，在这种条件下开始产生自干收缩。研究表明，龄期2 个月水胶比为0. 4 的HPC，自干收缩率为0. 01%，水胶比为0. 3 的HPC，自干收缩率为0. 02%。HPC 的总收缩中干缩和自收缩几乎相等，水胶比越小自收缩所占比例越大。由此可知，HPC 的收缩性与OPC 完全不同，OPC 以干缩为主，而HPC 以自干收缩为主。问题的要害是: HPC 自收缩过程开始于水化速率处于高潮阶段的头几天，湿度梯度首先引发表面裂缝，随后引发内部微裂缝，若混凝土变形受到约束，则进一步产生收缩裂缝。这是高标号混凝土容易开裂的主要原因之一。

以上是从水泥混凝土物理化学特性分析其各种收缩现象，早期塑性收缩会导致结构出现表面裂缝，混凝土进入硬化阶段后，混凝土水化热使结构产生温差收缩和干燥收缩( 包括自干收缩) ，这是诱发裂缝的主要原因。

2、设计问题

钢筋混凝土结构是由混凝土和钢筋共同承担极限状态的承载力，结构设计师根据地基情况，静、动荷载、环境因素、结构耐久性等控制荷载裂缝。这里不作讨论。从国内外有关规范可知，对结构变形作用引起的裂缝问题，客观上存在两类学派:第一类，设计规范规定很灵活，没有验算裂缝的明确规定，设计方法留给设计人员自由处理。基本上采取“裂了就堵、堵不住就排”的实际处理手法。第二类，设计规范有明确规定，对于荷载裂缝有计算公式并有严格的允许宽度限制。对于变形裂缝没有计算规定，只按规范留伸缩缝，即留缝就不裂的设计原则。大量工程实践证明，留缝与否，并不是决定结构变形开裂与否的唯一条件，留缝不一定不裂，不留缝不一定裂，是否开裂与许多因素有关。我们认为，控制裂缝应该防患于未然，首先尽量预防有害裂缝，重点在防。我国结构工程向长大化、复杂化发展，混凝土设计强度等级向C40 ～ C60 发展，设计师多注重结构安全，而对变形裂缝控制考虑不周，这也是结构裂缝发生增多的原因之一。

3、施工管理问题

混凝土配合比设计是否科学合理，水泥与外加剂是否相适应，砂石级配及其含泥量是否符合规范要求，混凝土坍落度控制是否合理，这些都影响到混凝土的质量及其收缩变形。混凝土浇筑震捣不均匀密实，施工缝和细部处理马虎，会带来结构开裂的后患; 过震则使浮浆过厚，抹压又不及时，则混凝土表面出现塑性裂缝，十分难看。边墙拆摸板过早( 1 ～ 3d) ，混凝土水化热正处于高峰，内外温差最大; 混凝土易“感冒”开裂。混凝土养护十分重要，但许多施工单位忽视这一环节，尤其是墙体和柱梁的保温保湿养护不到位，容易产生收缩裂缝。这也许是夏季比秋冬季，南方比北方出现结构裂缝较多的原因。从已建工程调查中发现，底板养护较好，出现裂缝概率较低，而底板上外墙裂缝概率很高约占80%，这与保温保湿养护不足有很大关系。除上述技术因素外，施工管理不严，赶进度，偷工减料，工人素质差，施工马虎等也是造成结构裂缝的人为因素。

4、对维护缺乏认识

我们发现不少结构是在浇筑完3 ～ 6 个月，甚至在1 ～ 2 年内出现裂缝。除荷载问题外，主要是环境温度和风速引起的收缩变形所致。有些地下室不及时复土; 上部结构不及时做好封闭; 出入口长期敞开，屋面防水层破坏不及时修补等。这些与施工和业主对结构维护缺乏认识有关。钢筋混凝土结构与其他物件一样都存在“热胀冷缩”的特征，尤其超长结构更为明显，所以，应重视已浇结构的保温保湿维护工作。

二、建筑结构裂缝产生的防治措施

1、沉降裂缝预防

保证混凝土均质性，尽量减少混凝土的运输和现场停留时间，搅拌运输卸料前先高速运转20-30秒，然后反转卸料;施工过程中应经常观察模板的支撑体系和混凝土振捣的密实情况，不能漏振、过振使混凝土离析分层;施工过程中严禁随意加水。

2、收缩裂缝预防

此类裂缝预防的措施如下4冼工单位在浇注混凝土后要及时夜盖养护，增加环境湿度；商品混凝土公司在满足可泵性、和易性的前提下尽量减小出机塌落度、降低砂率、严格控制骨料的含泥量。

3、温度裂缝预防