混凝土裂縫的鑒別及處理原則

　　一、 前言

　　裂縫是固體材料中的一種不連續(xù)現(xiàn)象，許多鋼筋混凝土形式建筑物在建設(shè)過程和使用過程中出現(xiàn)了不同程度、不同形式的裂縫，這是一個(gè)相當(dāng)普遍的現(xiàn)象，也是長(zhǎng)期困擾土木技術(shù)人員的一項(xiàng)技術(shù)難題。在工程鑒定加固中，經(jīng)常遇到各種形式的混凝土裂縫，準(zhǔn)確地對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行鑒別不僅是工程鑒定一項(xiàng)主要內(nèi)容，也是對(duì)裂縫進(jìn)行加固修補(bǔ)處理的重要依據(jù)，因此顯得尤為重要。

　　二、 混凝土裂縫的主要類型

　　混凝土裂縫產(chǎn)生的基本原因可以歸納為兩大類：一類是荷載變化引起的裂縫，包括施工和使用階段的靜荷載、動(dòng)荷載;一類是由變形變化引起的裂縫，包括溫度、濕度變化、不均勻沉降、凍脹、鋼筋銹蝕、化學(xué)反應(yīng)膨脹等等(1)。

　　按裂縫產(chǎn)生的機(jī)理分，建筑物中常見的裂縫基本類型有：塑性收縮裂縫，沉降收縮裂縫，溫度裂縫，干燥收縮裂縫，碳化收縮裂縫，化學(xué)反應(yīng)裂縫，沉陷裂縫，凍脹裂縫，徐變裂縫，凝縮裂縫等等。

　　三、 混凝土裂縫鑒別的主要內(nèi)容

　　建筑物的破壞，特別是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的破壞往往是從裂縫開始的。但是，并不是所有的裂縫都是建筑物危險(xiǎn)的征兆，只有那些影響結(jié)構(gòu)承載能力、穩(wěn)定性、剛度以及節(jié)點(diǎn)連接可靠性等的裂縫才可能危及建筑物的使用安全。而大量常見的裂縫，如溫度、收縮裂縫等，并不危及建筑結(jié)構(gòu)安全。因此，各類裂縫對(duì)建筑物的危害是不同的，故對(duì)各類裂縫的處理應(yīng)有區(qū)別。所以準(zhǔn)確鑒別不同類型的裂縫是十分重要的。

　　裂縫鑒別一般從裂縫現(xiàn)狀、開裂時(shí)間和裂縫的發(fā)展變化三個(gè)方面調(diào)查分析(2)，其鑒別的主要內(nèi)容有以下幾個(gè)方面：

　　(一) 裂縫現(xiàn)狀調(diào)查

　　包括對(duì)所處理裂縫調(diào)查其產(chǎn)生形式、裂縫寬度、裂縫長(zhǎng)度、是否貫通、縫內(nèi)有無異物及裂縫寬度的變化等情況。裂縫末端位置是推斷混凝土應(yīng)力狀態(tài)的重要參數(shù)，一定要仔細(xì)觀察到看不見為止。

　　1、 裂縫寬度

　　裂縫寬度是判斷裂縫對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)物影響程度的重要參數(shù)，應(yīng)預(yù)先查明裂縫寬度是否發(fā)展變化，因?yàn)樗欠治鲩_裂原因、決定修補(bǔ)及補(bǔ)強(qiáng)加固方法的重要項(xiàng)目。

　　2、 裂縫位置與分布特征

　　一般應(yīng)調(diào)查清楚裂縫位于建筑物的第幾層，出現(xiàn)在哪類構(gòu)件(梁、板、柱、墻等)上，裂縫在構(gòu)件的位置，如梁的兩端或跨中，板的頂面或底面等。

　　3、 裂縫的方向與形狀

　　一般裂縫的方向同主拉應(yīng)力方向是相互垂直的，因此要注意分清裂縫的方向。要注意區(qū)分裂縫的形狀是上寬下窄、上窄下寬、兩端窄中間寬或?qū)挾茸兓淮蟮炔煌闆r，因?yàn)橛刹煌脑驅(qū)е碌牧芽p的形狀是不同的。

　　4、 裂縫的深度和長(zhǎng)度

　　檢查裂縫的深度主要區(qū)別裂縫是淺表裂縫、保護(hù)層裂縫、還是較深的甚至貫穿性裂縫。裂縫長(zhǎng)度與分析裂縫開裂原因及判斷是否加固修補(bǔ)關(guān)系不大，然而根據(jù)裂縫的長(zhǎng)度可以大致搞清楚裂縫是局部原因引起的還是較廣范圍原因引起的。

　　(二) 裂縫的開裂時(shí)間

　　裂縫的開裂時(shí)間是判斷開裂原因的重要依據(jù)，所以必須慎重判斷。一般來說，發(fā)現(xiàn)裂縫的時(shí)間和裂縫的開裂時(shí)間是不一致的，因此，必須多方搜集線索，參考裂縫寬度的變化情況記錄進(jìn)行綜合分析判斷。

　　(三) 裂縫的發(fā)展變化

　　裂縫的發(fā)展變化是指裂縫長(zhǎng)度、寬度、數(shù)量等方面的變化。在對(duì)裂縫處理前一定要分清裂縫是活動(dòng)裂縫還是靜止裂縫。

　　四、 混凝土裂縫的處理界限和處理原則

　　(一) 混凝土裂縫的處理界限

　　1、國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定

　　(1) 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(3)GB50010-2002規(guī)定普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制等級(jí)為三級(jí)。允許受拉邊緣出現(xiàn)裂縫，構(gòu)件在開裂狀態(tài)下工作，但規(guī)定了最大裂縫寬度限值，見表(一)。

　　表(一) 我國(guó)鋼筋混凝土構(gòu)件最大裂縫寬度限值

　　(2)《工業(yè)廠房可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(4)GBJ144-90

　　該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可靠性等級(jí)劃分為四級(jí)，將混凝土裂縫作為一個(gè)子項(xiàng)鑒定評(píng)級(jí)，分為a、b、c、d四級(jí)，其中a、b兩級(jí)不必處理;c級(jí)影響安全或影響正常使用，應(yīng)采取措施;d級(jí)危及安全或不能正常使用，必須處理。

　　受力主筋處橫向和斜向裂縫寬度按表(二)評(píng)定等級(jí);因主筋銹蝕產(chǎn)生的沿主筋的裂縫寬度按以下要求評(píng)定其等級(jí)：a和b級(jí)無裂縫，c級(jí)裂縫寬度小于等于2mm，d級(jí)裂縫寬度大于2mm。

　　表(二) Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)鋼筋配筋的混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件裂縫寬度評(píng)定等級(jí)

　　(3)《危險(xiǎn)房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(5)JGJ125-99

　　該標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定混凝土構(gòu)件裂縫有下列現(xiàn)象之一者，應(yīng)評(píng)定為危險(xiǎn)點(diǎn)：

　　1) 梁、板產(chǎn)生超過L0/150的撓度，且受拉區(qū)裂縫寬度大于1mm;

　　2) 簡(jiǎn)支梁，連續(xù)梁跨中部位受拉區(qū)產(chǎn)生豎向裂縫，其一側(cè)向上延伸達(dá)梁高的2/3以上，且縫寬大于0.5mm，或在支座附近產(chǎn)生剪切斜裂縫，縫寬大于0.4mm。

　　3) 梁、板受力主筋處產(chǎn)生橫向水平裂縫和斜裂縫，縫寬大于1mm，板產(chǎn)生寬度大于0.4mm的受拉裂縫;

　　4) 梁、板因主筋銹蝕，產(chǎn)生沿主筋方向的裂縫，縫寬大于1mm，或構(gòu)件混凝土嚴(yán)重缺損，或混凝土保護(hù)層厚度嚴(yán)重脫落、露筋;

　　5) 現(xiàn)澆板周邊產(chǎn)生裂縫，或板底產(chǎn)生交叉裂縫;

　　6) 預(yù)應(yīng)力梁、板產(chǎn)生豎向通長(zhǎng)裂縫;或端部混凝土松散露筋，其長(zhǎng)度達(dá)主筋直徑的100倍以上;

　　7) 受壓柱產(chǎn)生豎向裂縫，保護(hù)層脫落，主筋外露銹蝕;或一側(cè)產(chǎn)生水平裂縫，縫寬大于1mm，另一側(cè)混凝土被壓碎，主筋外露銹蝕;

　　8) 墻中間部位產(chǎn)生交叉裂縫，縫寬大于0.4mm。

　　2、 國(guó)外的一些標(biāo)準(zhǔn)

　　日本混凝土工程協(xié)會(huì)制定的裂縫寬度的規(guī)定見表(三)。美國(guó)、瑞典、英國(guó)鋼筋混凝土裂縫寬度限制值見表(四)(1)。

　　表(三) 是否需要修補(bǔ)的混凝土裂縫寬度限制值

　?、僦饕獜匿摻钌P的條件來考慮環(huán)境因素。

　?、诃h(huán)境要素(大、中、小)表示混凝土構(gòu)筑物的耐久性、防水性以及有毒性的程度。

　　表(四) 美國(guó)、瑞典、英國(guó)鋼筋混凝土允許的裂縫寬度

　　綜合以上國(guó)內(nèi)外資料表明：同一構(gòu)件按不同國(guó)家規(guī)范規(guī)定或計(jì)算，最大裂縫限制值是不完全相同的，有的差別還比較大;試驗(yàn)條件與結(jié)果，與工程實(shí)際也不盡相同。

　　(二) 混凝土裂縫的處理原則

　　1、全面認(rèn)真的分析裂縫產(chǎn)生的原因以及裂縫的性質(zhì)，正確區(qū)別受力和變形兩類不同性質(zhì)的裂縫。

　　2、仔細(xì)觀察裂縫的變化，尋找裂縫變化規(guī)律，以此作為選擇處理方法的依據(jù)。

　　3、選擇恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間處理裂縫。若是受力裂縫則應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理;若是地基變形引起的裂縫則最好待裂縫穩(wěn)定后再進(jìn)行處理;溫度變形裂縫宜在裂縫最寬時(shí)處理。

　　4、針對(duì)不同的裂縫選擇合理的處理方法，既要嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)和施工規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，又要經(jīng)濟(jì)合理，切實(shí)可行。

　　5、裂縫處理后應(yīng)保證結(jié)構(gòu)原有的承載能力、整體性以及防水抗?jié)B性能。處理時(shí)要考慮溫度、收縮應(yīng)力較長(zhǎng)時(shí)間的影響，以免處理后再出現(xiàn)新的裂縫。

　　五、 結(jié)束語

　　本文中作者根據(jù)自己多年的工程鑒定加固經(jīng)驗(yàn)，著重論述了混凝土裂縫鑒別的主要內(nèi)容以及裂縫處理的界限和原則，以期望能對(duì)工程界同仁有所幫助。

 二級(jí)結(jié)構(gòu)工程師

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