工程結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是比較普遍的現(xiàn)象。不過(guò)，結(jié)構(gòu)裂縫大部分是能夠通過(guò)設(shè)計(jì)手段、施工措施來(lái)避免的。本文著重對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因及預(yù)防措施作一粗淺的探討。
一、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)常見(jiàn)裂縫原因分析混凝土抗壓強(qiáng)度較高而抗拉強(qiáng)度很低，約為其抗壓強(qiáng)度的十分之一。當(dāng)結(jié)構(gòu)受力或溫度、濕度發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，極易產(chǎn)生裂縫。
1.材料方面。有些構(gòu)件裂縫是由材料質(zhì)量引發(fā)的，如水泥安定性差，兩種水泥混用，砂、石含泥量大，骨料粒徑過(guò)小，外加劑質(zhì)量差或加入量過(guò)大等。
2.地基變形。當(dāng)?shù)鼗l(fā)生不均勻下沉?xí)r，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部必然產(chǎn)生極大的應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力超過(guò)構(gòu)件抗力時(shí)，將不可避免地出現(xiàn)裂縫，裂縫的形狀、方向、寬度決定于地基變形的情況。
3.設(shè)計(jì)方面。構(gòu)造處理不當(dāng)，主次梁交合處主梁未設(shè)加強(qiáng)箍筋或附加吊筋；大截面梁未設(shè)腰筋；構(gòu)件斷面突變或因開(kāi)洞、留槽引起應(yīng)力集中等因素，均可導(dǎo)致構(gòu)件裂縫的出現(xiàn)。
4.結(jié)構(gòu)荷載方面。結(jié)構(gòu)因承受荷載而產(chǎn)生裂縫的原因很多，施工中或使用中都可能出現(xiàn)。例如構(gòu)件早期受到震傷，拆除承重模板過(guò)早，施工荷載過(guò)大，構(gòu)件堆放、運(yùn)輸、吊裝時(shí)，墊木或吊點(diǎn)位置不當(dāng)，預(yù)應(yīng)力張拉值過(guò)大或放張不規(guī)范等，均可能產(chǎn)生裂縫。較為常見(jiàn)的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構(gòu)件，在使用荷載作用下，出現(xiàn)不同程度的裂縫。早期微裂一般不易發(fā)現(xiàn)，規(guī)范規(guī)定有些構(gòu)件允許出現(xiàn)寬度不大于0.3毫米的裂縫。但對(duì)裂縫寬度超過(guò)規(guī)范規(guī)定的，以及不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，則應(yīng)屬于有害裂縫，須加以認(rèn)真分析，慎重處理。
5.溫度應(yīng)力裂縫?；炷僚c一般物質(zhì)一樣，具有熱脹冷縮的物理性質(zhì)，其線膨脹系數(shù)約為1×10-5/℃，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度變形，在構(gòu)件受到約束不能自由變形時(shí)，構(gòu)件內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)力，當(dāng)溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，必將出現(xiàn)裂縫。常見(jiàn)的如現(xiàn)澆屋面板垂直于肋梁方向的裂縫，大體積混凝土表面裂縫、煙囪外壁的豎向裂縫等。
6.濕度變形裂縫。普通混凝土在空氣中硬結(jié)時(shí)，體積會(huì)發(fā)生收縮，由此而在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力，在早期混凝土強(qiáng)度較低時(shí)，混凝土收縮值。因此，若構(gòu)件早期養(yǎng)護(hù)不良，極易產(chǎn)生收縮裂縫。這類(lèi)裂縫，在現(xiàn)澆剪力墻、水池底、壁等工程結(jié)構(gòu)中最為常見(jiàn)。
7.徐變裂縫。結(jié)構(gòu)構(gòu)件在內(nèi)應(yīng)力的作用下，除瞬時(shí)彈性變形外，其變形值隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加的現(xiàn)象稱(chēng)為徐變變形。據(jù)文獻(xiàn)記載受彎構(gòu)件由于徐變變形的作用，其長(zhǎng)期變形值可增加2～3倍，因變形量加大而使拉區(qū)混凝土承受拉應(yīng)力，造成裂縫的出現(xiàn)。預(yù)應(yīng)力構(gòu)件因徐變會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力損失，降低了結(jié)構(gòu)的抗裂性能。此類(lèi)裂縫常見(jiàn)于受彎構(gòu)件的拉區(qū)，其特征與承受荷載出現(xiàn)裂縫相同。
8.施工方面。由于施工原因造成裂縫出現(xiàn)的因素很多。如混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)不良或養(yǎng)護(hù)時(shí)間不夠；水灰比過(guò)大、水泥或外加劑加入量過(guò)大；攪拌時(shí)間不夠、振搗不實(shí)；鋼筋表面污染、保護(hù)層過(guò)小或過(guò)大；任意留置施工縫且不按規(guī)定處理；后期施工擾動(dòng)前期混凝土；構(gòu)件內(nèi)外溫差大，未采取有效措施；在不宜施工的氣候條件下，勉強(qiáng)施工；冬季施工未采取防凍措施等。
一、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)常見(jiàn)裂縫原因分析混凝土抗壓強(qiáng)度較高而抗拉強(qiáng)度很低，約為其抗壓強(qiáng)度的十分之一。當(dāng)結(jié)構(gòu)受力或溫度、濕度發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，極易產(chǎn)生裂縫。
1.材料方面。有些構(gòu)件裂縫是由材料質(zhì)量引發(fā)的，如水泥安定性差，兩種水泥混用，砂、石含泥量大，骨料粒徑過(guò)小，外加劑質(zhì)量差或加入量過(guò)大等。
2.地基變形。當(dāng)?shù)鼗l(fā)生不均勻下沉?xí)r，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部必然產(chǎn)生極大的應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力超過(guò)構(gòu)件抗力時(shí)，將不可避免地出現(xiàn)裂縫，裂縫的形狀、方向、寬度決定于地基變形的情況。
3.設(shè)計(jì)方面。構(gòu)造處理不當(dāng)，主次梁交合處主梁未設(shè)加強(qiáng)箍筋或附加吊筋；大截面梁未設(shè)腰筋；構(gòu)件斷面突變或因開(kāi)洞、留槽引起應(yīng)力集中等因素，均可導(dǎo)致構(gòu)件裂縫的出現(xiàn)。
4.結(jié)構(gòu)荷載方面。結(jié)構(gòu)因承受荷載而產(chǎn)生裂縫的原因很多，施工中或使用中都可能出現(xiàn)。例如構(gòu)件早期受到震傷，拆除承重模板過(guò)早，施工荷載過(guò)大，構(gòu)件堆放、運(yùn)輸、吊裝時(shí)，墊木或吊點(diǎn)位置不當(dāng)，預(yù)應(yīng)力張拉值過(guò)大或放張不規(guī)范等，均可能產(chǎn)生裂縫。較為常見(jiàn)的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構(gòu)件，在使用荷載作用下，出現(xiàn)不同程度的裂縫。早期微裂一般不易發(fā)現(xiàn)，規(guī)范規(guī)定有些構(gòu)件允許出現(xiàn)寬度不大于0.3毫米的裂縫。但對(duì)裂縫寬度超過(guò)規(guī)范規(guī)定的，以及不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，則應(yīng)屬于有害裂縫，須加以認(rèn)真分析，慎重處理。
5.溫度應(yīng)力裂縫?；炷僚c一般物質(zhì)一樣，具有熱脹冷縮的物理性質(zhì)，其線膨脹系數(shù)約為1×10-5/℃，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度變形，在構(gòu)件受到約束不能自由變形時(shí)，構(gòu)件內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)力，當(dāng)溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，必將出現(xiàn)裂縫。常見(jiàn)的如現(xiàn)澆屋面板垂直于肋梁方向的裂縫，大體積混凝土表面裂縫、煙囪外壁的豎向裂縫等。
6.濕度變形裂縫。普通混凝土在空氣中硬結(jié)時(shí)，體積會(huì)發(fā)生收縮，由此而在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力，在早期混凝土強(qiáng)度較低時(shí)，混凝土收縮值。因此，若構(gòu)件早期養(yǎng)護(hù)不良，極易產(chǎn)生收縮裂縫。這類(lèi)裂縫，在現(xiàn)澆剪力墻、水池底、壁等工程結(jié)構(gòu)中最為常見(jiàn)。
7.徐變裂縫。結(jié)構(gòu)構(gòu)件在內(nèi)應(yīng)力的作用下，除瞬時(shí)彈性變形外，其變形值隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加的現(xiàn)象稱(chēng)為徐變變形。據(jù)文獻(xiàn)記載受彎構(gòu)件由于徐變變形的作用，其長(zhǎng)期變形值可增加2～3倍，因變形量加大而使拉區(qū)混凝土承受拉應(yīng)力，造成裂縫的出現(xiàn)。預(yù)應(yīng)力構(gòu)件因徐變會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力損失，降低了結(jié)構(gòu)的抗裂性能。此類(lèi)裂縫常見(jiàn)于受彎構(gòu)件的拉區(qū)，其特征與承受荷載出現(xiàn)裂縫相同。
8.施工方面。由于施工原因造成裂縫出現(xiàn)的因素很多。如混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)不良或養(yǎng)護(hù)時(shí)間不夠；水灰比過(guò)大、水泥或外加劑加入量過(guò)大；攪拌時(shí)間不夠、振搗不實(shí)；鋼筋表面污染、保護(hù)層過(guò)小或過(guò)大；任意留置施工縫且不按規(guī)定處理；后期施工擾動(dòng)前期混凝土；構(gòu)件內(nèi)外溫差大，未采取有效措施；在不宜施工的氣候條件下，勉強(qiáng)施工；冬季施工未采取防凍措施等。