1、现浇钢筋混凝土结构裂缝原因及预防控制措施浅论摘要：本文主要就现浇钢筋混凝土结构的外荷载产生的裂缝，温度裂缝，收缩裂缝，应力集中产生的裂缝等裂缝形式进行了论述，并分析了产生的原因和防治措施。 关键词：现浇；钢筋；混凝土；结构裂缝；原因；防治 中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号： 在现代结构工程中，现浇钢筋混凝土结构由于其可塑性强、整体性好、施工方便等优点，使其得以广泛的使用，但现浇钢筋混凝土结构也有其显著的缺点，就是容易产生裂缝，导致对结构安全或正常使用产生不同程度的影响。在日益讲究工程质量的今天，对现浇钢筋混凝土结构的裂缝进行相关的研究和防治是非常重要的。 一、混凝土结构裂缝产生的
2、主要原因 （一）由外荷载及温度作用产生的裂缝 a、混凝土结构构件受外荷载作用，某一截面的拉应力超过混凝土的抗拉强度，该截面就会产生受力裂缝。外荷载产生的裂缝有以下两种： 1)、外荷载的直接应力产生的裂缝。这种作用应力是按常规计算的主要应力，结构受力状态与设计一致。虽然各个行业的裂缝宽度计算公式不完全一致，但在其适用范围内以其计算结果为标准进行控制还是安全的。 2)、外荷载作用产生结构次应力引起的裂缝。任何一个结构的设计均有计算模型，当计算模型与实际工作状态有较大差异时，在外荷载作用下结构必然产生次应力。当次应力超过混凝土抗拉强度时就会产生模型计算中无法计及裂缝。 b、温度作用产生的裂缝。当结构
3、体形较小，长度较短时，温度应力较小，对结构的影响也较小，由此产生的温度裂缝非常细小，甚至不会出现裂缝。但是，如果结构体形较大，长度较长时，就会形成较大的温度应力，当混凝土的抗拉强度不能抵抗温度应力时，就会产生裂缝。 （二）由混凝土的材料性质造成的裂缝 a、水化反应收缩裂缝。混凝土是以水泥浆体为胶结材料与砂、石搅拌均匀胶结而成的。水泥水化反应后，反应产物的体积与剩余自由水体积之和小于反应前水泥矿物体积与水体积之和，就会形成水化反应收缩。水泥水化反应收缩量可达混凝土体积的 0.5以上，如养护不及时或养护时间过短就会产生收缩裂缝。 b、内外温差引起的裂缝。混凝土线膨胀系数约为 10105，即温度每升
4、高或降低 10，混凝土会产生 0.01的线膨胀或收缩。混凝土硬结过程中，水泥水化热将使混凝土内部温度升高，当浇筑的混凝土体积过大时，混凝土表面降温较快，使得混凝土内外温差过大，就会发生温差收缩裂缝。以 C30 混凝土为例，其弹性模量约为 30000MPa，即当混凝土的线收缩为 0.0l时。混凝土的受拉应力将达到30000O.01=3(MPa)，大约相当于 C30 混凝土 28d 的抗拉强度。在混凝土浇筑初期(35d)，如果混凝土内外温差大于 10，则由于温差收缩产生的拉应力将大于混凝土的抗拉强度，即有可能出现温差裂缝。 c、干燥收缩裂缝。混凝土硬化后，内部的游离水会由表及里逐渐蒸发，导致混凝土
5、由表及里逐渐产生干燥收缩，在约束条件下，收缩变形导致的收缩应力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土就会出现由表及里的干燥收缩裂缝。 （三）应力集中产生的裂缝 超长、超大混凝土现浇楼板的应用，在混凝土干缩、温度变化、荷载作用等各种因素的影响下，在有约束的条件下，结构在某些部位产生应力集中，导致混凝土出现裂缝。某些工程为了满足立面效果和使用功能的需要，结构的平面或竖向布置不规则，平面几何中心和重心偏差较大，容易产生扭转效应，在现浇楼板凹凸转角、错层、局部开洞及预埋管线密集处容易出现应力集中，同时由于采用超长、超大现浇楼板，使混凝土变形和约束应力增大，导致裂缝的出现。 二、结构设计方面采取相应的预防和控制
6、措施 针对混凝土裂缝产生的几个主要原因，在设计、施工中采取适当措施，就可以有效地预防和减少裂缝的发生。 （一）由外荷载作用产生的裂缝 对于此类裂缝，在正常情况下可以通过计算得到很好的控制。但是，如果设计考虑不周,或者使用过程中超载使用，混凝土构件就会产生较大的裂缝。设计人员在设计时应通过选择合理的构件截面，混凝土强度等级，钢筋强度、数量和直径，精心设计，通过计算把裂缝宽度控制在合理的范围内。这也是目前普通设计人员唯一一种可以通过规范给出的公式计算宽度进行控制的裂缝。 （二）合理设置伸缩缝和后浇带 同一材料性质的收缩和膨胀线性系数为一定值时，其面积越大、体形越大，收缩或温差应力引起的变形及产生裂
7、缝的可能性就越大，因此现浇钢筋混凝土结构合理设置伸缩缝是控制混凝土收缩和温差变形产生裂缝的有效措施。规范规定了各类钢筋混凝土结构设置伸缩缝的最大间距，但是，目前有相当部分的工程超出了规范的控制范围，如现浇式钢筋混凝土框架结构最大的设置间距为 55 米，但有些工程的长度在60m70m 甚至更长，有些设计人员在没有超长结构设计经验的情况下，都不设伸缩缝，仅凭一些常用的做法进行处理，难免出现问题。设计人员在没有设计经验的情况下，必须严格执行规范的规定要求，并应根据当地环境气候及具体工程结构特点适当减小伸缩缝的间隔，以有效地防止和控制混凝土的开裂。 后浇带是当建筑物较长，又不便设伸缩缝时所采用的防止和
8、控制混凝土收缩和温差变形产生裂缝的一种方法。但后浇带设置的位置也有其布置的方法，如尽量将后浇带设置在结构构件受力小的地方，避免截断过多的梁，可以视具体情况曲折通过等。布置不当可能达不到设计预计的目标，甚至有些裂缝就发生在后浇带的位置，究其原因除了施工过程处置不当之外，设计方面也有留设位置不合理及欠缺针对性、设计施工大样图和施工要求不详细、不明确等不妥之处。 （三）大体积混凝土防裂技术措施 由于工作性质的原因，笔者设计的取水泵房很多都是需要浇筑大体积混凝土，大体积混凝土最大的问题是水化热很严重，处理不当，可能混凝土刚浇筑完几天就已经产生了大量的裂缝。水环境下的构筑物对于裂缝的要求是很严格的，在高
9、水压情况下，一旦裂缝过宽引起渗漏将严重影响使用。对于大体积混凝土水化热的处理可采用的手段有：采用低水化热水泥、采用低温水拌制混凝土、掺入适量粉煤灰、设计合理的施工顺序等。在更大规模的混凝土浇筑中甚至可以设置水化热冷却系统进行降温。 （四）合理设置施工缝 由于施工技术和施工组织上的原因，不能连续将结构整体浇完，并且间歇时间过长，应预先选定适当的部位设置施工缝，以减少裂缝和确保结构安全。施工缝设置位置：柱子设置在基础的顶面，梁或吊车梁牛腿的下面，无梁楼板柱帽的下面；单向板，设置在平行于板的短边的位置；有主次梁的楼板，宜顺着次梁方向浇灌，施工缝应设置在次梁跨度的中间三分之一范围内；对于给排水水池类构
10、筑物，最容易产生裂缝并严重影响使用的是水池底板与池壁连接处的施工缝，该施工缝可设置在底板面以上 300500mm 的池壁上，该处施工缝中部必须做止水设计，并且对施工缝施工的工序做出严格要求。 （五）构造预防裂缝措施 钢筋混凝土结构中，钢筋在抵抗和控制收缩、温差变形产生裂缝中发挥着积极的作用。笔者所处的南方夏、秋季昼日温差甚大，热胀冷缩是造成混凝土产生非结构性裂缝的主要原因。但由于这种裂缝产生的因素众多，离散性强，目前主要还是要靠设计者对结构体的综合把握能力从概念设计的角度判断产生应力集中的部位和容易产生裂缝的部位，并对其采取相应的构造措施对裂缝进行预防。从设计的角度来看，可以按以下几点进行预防
11、： a、建筑物平面宜规则，避免平面形状突变。若平面有凹凸或形状不规则时，应在凹凸变化处及楼板平面的瓶颈部位可适当增加板厚和增加配筋。当楼板平面形状不规则时，宜设置梁使之形成较规则的平面。 b、在温度、收缩应力较大的现浇板区域，应在板的表面双向设置防裂构造钢筋。配筋率均不宜小于 0.1，间距不宜小于 200mm。防裂构造钢筋可利用原有钢筋贯通布置，也可另行配置并与原有钢筋按受拉钢筋要求搭接。 c、增加楼板薄弱部位配筋。对预埋楼板内线管管径应严格控制，直径小于 13 板厚，原则上只布置一层管线，交叉布线应做妥善处理，管线布置在板上、下两层钢筋中的中和轴附近，并宜与钢筋成斜交布置，并使管壁至板上下边
12、缘净距不小于 25mm。对于较粗的管线或多根线管的集散处，应增设垂直于线管的短钢筋网加强。当集散口线管数量众多使砼截面大量削弱时，宜按预留孔洞的构造要求进行处理。 （五）工程参与各方的共同努力 这是笔者认为最重要的一个方面。工程参与各方都可以从自己的角度对裂缝的预防做出贡献，但如果没有其他各方的配合，也许所有的努力都事倍功半。恪尽职守，互相理解，严格执行规范与操作规程，是一个工程做好裂缝预防工作的前提和必要条件。 参考文献： 1国家标准.混凝土结构设计规范 GB50010-2010北京：中国建筑工业出版社. 2王铁梦.建筑物的裂缝控制M北京：中国建筑工业出版社. 3廖榕.现浇钢筋混凝土楼板裂缝的原因及防治措施J山西建筑. 4曹剑平，王慧军现浇混凝土结构裂缝分析及控制措施Z.
