住宅混凝土结构的裂缝及防治

1　概述 住宅建筑是用不同的材料建造起来的。由于材料的不连续性，在内部产生裂隙在所难免。但在一般情况下，这些肉眼不可见的裂隙并不引起受力和使用上的问题。由于建筑结构承受荷载（直接作用）或因温度变化、收缩、沉降引起的强迫位移（间接作用），导致这些不连续的细小裂缝贯通并延伸到结构表面，从而形成可见的裂缝（开裂）。在一般条件下裂缝并不影响结构的安全，但裂缝的形态、数量和宽度应该限制在一定范围内，以免影响观感和使用功能，并对建筑物的耐久性造成影响。 近年住宅建筑中可见裂缝有增多的趋势，有裂缝的住宅所占的经例尚无确切统计，但从投诉和引起质量纠纷的数量来看，应该是不小的数目，并且还在呈上升趋势。因此，住宅的裂缝问题带有很大的普遍性。 在计划经济时代，住户对于住宅的质量并不苛求。近年生活水平提高，矛盾转移到对住宅舒适、功能和质量、安全的需求上。用户作为商品住宅的消费者，自然对质量提出了更高的、甚至苛刻的要求。 近年住宅建筑中裂缝呈普遍上升趋势，裂缝及因裂缝而引起的渗漏已成为投诉的两大焦点。这些纠纷中，大多数是并不对结构安全造成影响的间接作用引起的裂缝。但是，单纯从技术的角度来处理问题已无济于事，住宅裂缝问题现在已成为可能影响社会安定的严重问题。 目前，住宅建筑的裂缝已成因扰我国建筑市场和房地产业发展的重要消极因素。建筑行业（包括设计、施工、监理等部门）应端正态度，认真考虑解决住宅建筑中的裂缝问题。就目前的技术条件而言，完全消除裂缝可能困难，但在正常使用条件下避免产生可见裂缝是完全可以做到的。建造出没有可见裂缝的住宅建筑，满足人民对高质量居住环境的要求，这不仅将提高我国建筑行业的水平，而须也是建筑企业参与建筑市场竞争，取得住宅市场更大份额的重要条件。 2　混凝土结构的裂缝问题 2.1　现浇混凝土结构的裂缝 现浇混凝土结构平面布置灵活，整体性好，抗震性能强。近年，由于外加剂的普遍使用；商品混凝土和泵送、免振技术的发展；模板租赁业的出现，现浇混凝土结构得到了迅速发展。有些人认为现浇混凝土结构裂缝控制性能好，甚至将现浇混凝土作为避免裂缝的手段。但事实并非如此，由于混凝土的温度一收缩变形在现浇结构超静定的约束下会引起很大的约束应力，因此想防止开裂将更为困难。事实上，目前由于裂缝问题而进行的投诉大多集中在现浇混凝土结构的住宅中；而裂缝问题逐渐成为矛盾的焦点，也恰好出在现浇混凝土结构普遍推广的过程之中。 2.2　混凝土的温度一收缩作用 对我国近十年来混凝土的温度一收缩情况及相应的裂缝问题进行调查，结论如下： （1）近年水泥强度等级增加，混凝土强度提高，弹性模量随之增加。在相同的收缩应变下，混凝土中可能产生更大的拉应力。而混凝土抗拉强度的增长呈非线性态。因此，混凝土强度提高以后，其抵抗收缩变形引起开裂的能力相对不足，因而更容易开裂。 （2）为适应工艺要求，混凝土中粗骨料（石子）的含量大大减少且粒径级配不良。细骨料多用粉砂、细砂，含泥量超标。这些都导致混凝土体积定性差，收缩量大大增加。 （3）水泥用量普遍增加，还大量掺人粉煤灰。粉剂含量增加过多往往导致混凝土收缩量的上升。 （4）高强度等级水泥具有快硬、高强、发热量大的特点。混凝土凝固时恰好处于水化热大量释放的时期。在温度较高情况下固化的混凝土随着散热、冷却而收缩，将引起很大的受拉变形。 （5）目前广泛使用的膨胀剂往往并未能起到补偿收缩、控制裂缝的作用，有时甚至引起相反的效果。膨胀剂不是解决裂缝问题的万能克星，不问条件地到处使用将得不到预期的效果。 （6）调查结果表明，由于近年来混凝土成分及工艺的变化，其收缩值普遍增加。过去一般混凝土收缩为300με左右，现在则为400με以上，而泵送混凝土高达 500με以上。因此，在现浇结构中由于超静定对温度一收缩的制约，约束应力增大，裂缝有增加的趋势。 2.3 控制裂缝的根本途径 防止混凝土结构裂缝的最有效手段是施加预应力和采用预制构件。预应力在混凝土中引起的预压应力（σpc）足以抵消拉应力，大大地提高混凝　土结构的抗裂能力。而预制构件因混凝土的收缩　变形已基本完成，体积稳定性比现浇混凝土好得　多。采用高效预应力预制构件的装配整体式结构　或叠合式结构，不仅抗裂性能好，而且具有极强的　恢复性能，即使在偶然荷载作用下开裂，事后已形　成的裂缝也将闭合。　 3 楼板裂缝　 3．1 温度一收缩裂缝 现浇混凝土楼板最容易因温度一收缩而拉裂，并往往引起渗漏。楼板裂缝占现浇混凝土结构裂缝的绝大多数，形态如下： （1）横向裂缝。楼盖体型过长，伸缩缝设置间　距过大，由于混凝土收缩而引起的拉应力积聚往往　在中部最大，导致横向裂缝。由于形状关系，此类　裂缝往往在相对薄弱的瓶颈处发生，如楼梯间、大　井、凹角等。这类裂缝贯通截面，因此往往引起渗漏等问题。 （2）板角斜裂。由于在柬部两个方向混凝土　收缩引起的拉应力是斜向的，因此往往形成角部斜裂。与受力引起的板角裂缝不同的是，收缩裂缝是贯通的。 （3）板面龟裂。开间和跨度较大的房间（如住宅的客厅等）采用泵送混凝土、免振混凝土等，因收缩变形而在板中引起拉应力，导致网状龟裂。由于现浇楼板中部只有板底钢筋，因此裂缝集中在板面中央。如有预埋设备（如灯座等）和预留孔，也可能引起贯通裂缝而造成渗漏等问题。 （4）温度裂缝。混凝土膨胀系数较大（1×10-5／℃），几十度的温差即可引起不小的应变，在混凝土现浇而受到约束的条件下，往往因技应力的积聚而形成裂缝。大部分的温度裂缝集中在屋盖上：由于季节温差造成屋盖的伸缩变形受制于下部结构，现浇屋盖可能产生横向拉裂；由于屋盖板顶面和底面的温差（如冬季积雪而室内供暖）也可能引起冷缩一受拉面的裂缝。另一类温度裂缝是由施工季节温差造成的。如混凝土浇筑后未及时封闭和采取保温措施，经历冬季的干冷环境，由于温度一收缩较大而引起裂缝。 3．2 受力裂缝 这里的受力裂缝不包括正常受力裂缝，而是指由于各种因素引起非设计受力状态产生的裂缝。 （1）钢筋移位引起的裂缝。现浇混凝土板中的负弯矩钢筋（板面钢筋）在施工时因下料冲击和人为踩踏而移位。由此而减少有效高度和降低承载能力将导致板面裂缝。其形态多为沿板周边的负弯矩裂缝和转角处的斜裂。 （2）施四口街载引起的裂缝。施工时任意堆载，往往超过楼板的承载能力。拆模过早而混凝土强度不足，更容易产生此类裂缝。裂缝沿弯矩最大处产生，但多为落地灰和建筑碎渣所掩埋；有时重物坠落或其他撞击作用也可能5！起局部裂缝，多见于板底。 （3）沉陷引起的裂缝。相邻两跨沉降差很大时，由强迫位移引起的弯矩呈剪力型，分别在现浇楼板两端的上面和下面引起裂缝。另一类沉降引起的裂缝发生在施工阶段。结构墙柱因荷载增加而下沉，如底层模板久不拆除，将造成支撑立柱的　向上顶推力，从而在板中引起裂缝。 （4）预应力锚固端的局压裂缝。后张法施工　的现浇混凝土楼盖，在锚固端承受很大的压力。如承压面积太小端部构造配筋不足，龄期太短或混凝　土强度不足，均可能因局部挤压而产生裂缝。 3.3 构造裂缝及施工裂缝 （1）混凝土表层裂缝。混凝土在浇筑后离析、泌水和下沉，往往在钢筋上面引起纵向裂缝；水分蒸发后造成表面龟裂；还伴生钢筋底下因“窝水”而形成的混凝土疏松层。这会削弱粘结锚固作用，容易引起锈蚀，影响结构性能和耐久性。 （2）预埋管线裂缝。在模板上敷设预埋管线　然后再绑扎钢筋，抬高了受力钢筋的位置，造成有效高度不足而降低承载力；往往导致沿管线延伸的混凝土裂缝。 （3）施工接搓裂缝。浇筑混凝土时接搓处理不妥将导致裂缝。常见的裂缝一般均沿接搓界面延伸，伴有蜂窝、孔洞、还夹碴或疏松。有时在现浇板中一侧留的斜搓过长，底部模板刚度不足。后混凝土的重量及施工荷载和模板的变形造成先　度部分混凝土斜搓悬臂折裂。 （4）构造裂缝。在混凝土楼形状突变处由　于应力集中而产生较大拉应力，往往引起裂缝。常见的裂缝位于门窗洞口或楼板的其他回角处，洞边　回筋不足或采用L形钢筋不利于抗拉阻裂。板柱节点附近因刚度相差太大，混凝土强度等级相差悬殊，如没有足够的构造配筋，往往引起界面附近板上的裂。 4　墙体裂缝 4.1 温度—收缩裂缝 （1）墙体竖向裂缝。建筑物体 型过长且伸缩缝设置间距太大时，由于混凝土收缩而引起的拉应力积聚往往在纵向墙体上产生竖向裂缝。裂缝一般等间距分布，门窗、孔洞等成为诱发裂缝的地点。 （2）八字裂缝。屋盖与下部结构之间因季节温差导致变形差，往往因剪切作用形成斜各裂缝。因温度作用引志的变形差是均衡对称的，裂缝在建筑上分布呈八字形状。 （3）山墙横向裂缝。由温度—收缩变形在各层之间的差异除引起纵墙的斜向裂缝以外，还因胀缩变形积累引起山墙的弯曲，导致横贯墙宽的水平裂缝。 4.2 其它裂缝 （1）施工裂缝。现浇混凝土墙体的施工裂缝多发生在分层浇捣的混凝土界面上，形态有振捣疏漏造成的蜂窝、孔洞；界面处理不当形成的夹碴或疏松（冷缝）；由于混凝土离析、泌水、下沉引起的水平裂缝。 （2）构造裂缝。剪力墙结构配筋不足，抵抗间接作用（温度、收缩、沉降、变形等）的能力较差，在顶层、底层、端部、电梯井、楼梯间等位置往往产生构造性的裂缝。此外门窗洞口周边构造配筋不足或采用L形配筋而未设锚固长度也往往引起角裂。 （3）局压裂缝。混凝土剪力墙局部压力过大（如梁底的墙体）。当拆模过早或有意外施工超载的情况时，容易在墙体上造成局部承压裂缝。 （4）沉降裂缝。混凝土墙体对不均匀沉降变形很敏感。在建筑物发生不均匀沉降时容易引起沉降裂缝。 5　其他裂缝 5．1 悬挑结构裂缝 现浇混凝土的阳台、雨罩、檐口等承受负弯矩的悬臂构件，板面钢筋在施工时向下移位，从而有效高度减小，承载力不足而开裂。由于超载（阳台堆物过多或雨罩积水等）而弓！起裂缝的现象也时有发生。这类裂缝均发生在悬臂根部负弯矩最大处，且裂缝开口向上。雨水渗入及冰雪冻融会加快裂缝发展并引起钢筋锈蚀，最终可能导致倾覆破坏。悬挑构件本身约束就很少，一旦破坏后果严重。 5．2 楼梯裂缝 楼梯段多为两边嵌固的单向板，往往因两端板面负弯矩钢筋向下移位而出现支座边的横向板面裂缝。楼梯的休息平台为三边嵌固的板，一侧受到楼梯段的荷载而产生弯矩和扭矩，从而在板边跨中产生裂缝。 5．3 构造裂缝 在混凝土结构截面变化较大处，由于刚度突变引起应力集中往往导致较大的拉应力，当构造配筋不足时即引起裂缝。住宅建筑中的客厅、厨房、厕所、楼梯间周边，由于相邻两跨板厚相差过大，导致刚度突变和收缩不匀，也能引起此类裂缝。此外剪力墙开洞过大或剪力墙与梁、柱之间也容易发生此类裂缝。现浇混凝土檐口、雨罩长度过大而未设伸缩缝时，往往因温度一收缩而产生横向裂缝。 5．4外墙饰面裂缝 混水墙面抹灰往往因气候变化，冷热不均而开裂，例如夏季阳光曝晒下灼热的墙面经受阵雨雨骤冷即可产生裂缝。裂缝不规则，呈网状龟裂形态。由于温差反复作用和冻融循环，最终将导致表层剥落，有可能引起坠落伤人毁物的事故。 5．5 室内抹面裂缝 住宅室内墙面、顶棚、地面往往用抹灰层找平。粉刷。施工质量差有可能引起裂缝，如砂浆质量差；抹灰基底未处理，粘结不良；抹灰前未浇水湿润；接搓处理不好；不同材料墙体之间的界面裂缝；基层油污、沾染物影响粘结等。有时则表现为基底结构裂缝的外延。室内抹面的裂缝有碍观瞻，降低使用功能，有时空鼓还能造成剥落坠下，酿成事故。 5．6 屋盖裂缝 屋盖经受气候变化带来的温差和雨雪、冻融等交替作用，刚性屋面在伸缩缝间距较长时往往开裂并造成渗水、漏雨等使用功能方面的问题。 5．7 女儿墙裂缝 女儿墙裂缝的原因是温差和冻融。温差裂缝多在女儿墙根部，沿水平方向发生，有时两向的温差裂缝在山墙角部交汇，形成转角裂缝，如有抹面，则最易形成空鼓剥落。冻融裂缝多发生在女儿墙根部，由于排水不畅或抹灰做法失当（未做滴水及抹灰次序不当）而造成雨水沿墙渗入。由于冻融作用造成砌体酥软和与表面抹灰层的剥离，空鼓。这类裂缝往往伴随渗漏和霉斑，影响顶层住户的生活，同时影响建筑的观瞻。严重时外侧抹灰层剥落下坠，有可能造成毁物伤人事件。 5．8 耐久性裂缝 （1）钢筋锈蚀裂缝 由于混凝土碳化使钢筋锈蚀的情况多发生在混凝土保护层过薄或密实性太差处或频繁地遭受水及侵蚀性介质作用的恶劣环境中。含有氯化物的外加剂对钢筋的腐蚀作用十分强烈。钢筋锈蚀后体积膨胀，往往将混凝土保护层胀裂而产生沿钢筋的纵向劈裂裂缝。这种裂缝往往还伴有黄褐色的锈斑，严重者保护层混凝土剥落。 （2）碱骨料反应裂缝 采用碱性骨料（如石灰石等）且水泥碱性较大时，混凝土在凝固以后，如受到水的作用可能因碱骨料反应、骨料体积膨胀而形成表面龟裂。碱骨料反应引起的裂缝多见于无装修的露天混凝土表面。 6 裂缝的防治 6．1 住宅裂缝成因的综合性 　　实际工程中观察到的裂缝往往不是单一原因造成的，多数都是几种因素综合作用的结果。例如，由于混凝土收缩而5；起内部拉应力的积聚往往因结构设缝间距过大，局部构造措施不当，应力集中而开裂；而配筋过少，抗力不足而引起的裂缝往往在施工质量差的缺陷部位诱发而延伸发展；耐久性不足而表现出的钢筋锈蚀、混凝土劈裂及保护层剥落多与混凝土材料的成分（氯离子含量过高）及施工质量差（蜂窝、孔洞、夹碴等）有关。 在对裂缝进行处理以前，必须认真地观察裂缝形态，找出其特征，并调查清楚所有的（勘察、设计。施工、使用）背景材料，认真分析裂缝的真正原因。然后才采取针对性的措施予以消除。应避免盲目地对发现的裂缝乱加处理。 6．2 裂缝的处理原则 　　（1）必须确保结构或构件的安全，即处理后的承载能力应不低于设计要求； 　　（2）保证结构的耐久性不受影响，即在设计使用年限内维持应有的抗力； 　　（3）保证在正常使用状态下应有的功能，如较小的挠度变形，一定的裂缝控制能力（防渗漏）等； 　　（4）保持建筑应有的外观质量，不产生肉眼可见的，可能5！起不安全感的裂缝和有碍观瞻的表面缺陷等； （5）裂缝处理的施工方法应有可操作性，符合现有的技术水平和施工条件，并在可能的条件下减少工时和材料，节约经费。 6．3 各类裂缝的处理方法 （1）受力裂缝 由于材料（钢筋、混凝土、砌体等）强度不足、施工质量缺陷（蜂窝、孔洞、夹碴等）、计算简图错误、钢筋移位引起的有效高度减少等承载力不足而引起的裂缝，预示着结构的安全隐患，必须及时进行加固处理。处理的方法有加大截面（外包混凝土）、围箍型钢结构、枷淋十预应力四变传力途径等。 结构或构件由于运输、吊装、码放、施工超载或其它偶然作用引起其非设计受力状态而引起的裂缝，只要引起裂缝的作用不再重现，这些裂缝对结构的安全并无明显影响。对这些引起裂缝，可以沿缝剔凿后用水泥砂浆、环氧胶泥或环氧树脂胶液封闭灌缝即可。 　　（2）温度裂缝 　　集中于住宅建筑顶层及山墙附近的温度裂缝随季节而变化，盲目修补封闭将毫无作用。只有先加强保温、隔热措施，根除温差过大造成的影响，然后再处理裂缝本身才能见效。通常的做法是加大保温层的厚度；在原屋面上补做天面——架空层以隔避阳光曝晒等，补缝的方法与前面相同，有D钢丝网片或用纤维砂浆抹灰，也可取得阻裂的效果。 　　对于因施工期跨越不同季节而引起的局部温差裂缝，应在施工后加强养护和及时封闭加以防止。如已产u作简单的封闭处理就可以了。引起开裂的因素不再重现，已有裂缝不会再延伸和发展。 　　（3）收缩裂缝 　　以泵送混凝土施工的现浇混凝土结构大量地存在收缩裂缝。由于混凝土的收缩时间性（一般在三个月到半年之内可基本完成），因此在收缩大体结束，裂缝已经稳定以后再进行封闭处理，可以得到较好的效果。收缩裂缝一般都是贯穿性的，因此应注意对裂缝的两面都进行封闭，否则还可能引起渗漏等后果而影响处理效果。采用钢丝网片和纤维砂浆可得较好的阻裂效果。 　　（4）沉降裂缝 　　沉降裂缝的处理应从建筑结构的整体考虑，对地基和基础进行加固处理以防止不均匀沉降扩大。建筑物的沉降同样地也有时间性，观察沉降待其稳定或经历一段时间裂缝不再发展以后再对裂缝进行处理。对裂缝进行封闭并适当增加构造配筋可得较好的效果。 　　（5）构造裂缝 　　构造裂缝大都因结构设计的体型不好或局部配回太少而造成。因此，一般除剔凿和封闭裂缝以外古加强局部配筋，才能有效地控制裂缝不再发展。 　　（6）耐久性裂缝 由于环境条件差而引起的钢筋锈蚀和混凝土冻融，往往引起裂缝和混凝土剥落，严重者将引起承载力问题，此时应补筋加固并剔降裂缝区域的混凝土后重做保护层并加做表面装饰。对于处于侵蚀性环境中难以抵御腐蚀的混凝土构件，可以做成可更换的形式，定期检查、维修和更换。 （7）界面裂缝 两种不同建筑材料界面之间的裂缝不是一般抹灰层所能掩盖的。一经发现，应在界面两侧采用钢丝网片或纤维砂浆等抹平，才能彻底消除此类裂缝。 6.4 住宅裂缝的预防 在产生裂缝以后被动地处理，不如事先采取措施防止。这涉及到建材、设计、施工、维护的共同努力。 （1）建材部门的责任 建材行业应在提高强度，改善工创造性（坍落度等）的同时，将提高混凝土的体积稳定性作为重要的研究课题。生产出体积稳定性更好、抗裂性能更优良的建筑材料和制品是防止住宅裂缝的重要条件，在这方面建筑材料行业负有重要责任。 　　（2）考虑裂缝问题进行设计 　　由于最近二年来混凝土成分和性能的巨大变化及工艺条件的改变，原设计规范中的一些规定（如伸缩缝间距、构造配筋措施等）已不能满足控制裂缝的要求。机械地执行规范的条款并不能防止裂缝问题的产生。因此提醒设计者应充分估计现浇结构中混凝土收缩量增大所带来的影响。盲目推广现浇混凝土结构，并将其作为防治裂缝的有效手段大可质疑。事实下，处理不当会适得其反地增加裂缝。适当地采用预应力和预制构件可以有效地控制裂缝，设计人员应认真地加以考虑。 　　（3）提高施工质量控制裂缝 　　由于近年混凝土材料和施工工艺有了很大的变化，完全遵守以前编制的标准规范仍难以保证结构的抗裂性能。为适应这种变化，施工单位应该不断地改进施工工艺和传统习惯，总结经验，在新的条件下控制裂缝。除了精心施工（搅拌、振捣、养护、砌筑等）以外，采用设置合适的施工缝、后浇带，并以微膨胀混凝土灌缝可取得较好效果。此外设置控制缝另`导温度一收缩裂缝在预定的位置出现并加以处理，也不失为控制裂缝的有效手段之一。 　　（4）使用期间维护管理的重要性 　　我国对于建筑物（包括住宅）一直是重建造而轻使用管理，相关的法规和标准规范薄弱，甚至于空白。计划经济向市场调控过渡以后，房屋建筑通过市场交易而改变归属和用途的情况将增多。由此引起使用条件和荷载的变化难以避免，裂缝问题甚至安全事故呈上升趋势。有关的责任部门（房管部门或物业管理单位）应对投人使用后的住宅负起应有的责任。监督用户正确地使用、控制房屋建筑的用途、定期检查维修、发现裂缝后应及时处理。一般裂缝通过修补加以消除，对可能导致安全事故裂缝应及时采取加固处理措施。

材料指导价