混凝土裂缝问题是长期困扰着建筑工程技术人员的一大难题,混凝土结构尤其是大体积建筑中出现裂缝是很常见的现象,因此工程人员对裂缝问题非常关注。
裂缝可能危及结构安全
裂缝问题是一个人们普遍关心的问题,对混凝土结构而言,裂缝的存在是十分普遍的现象。大量科研和实践都证明了混凝土结构出现裂缝是不可避免的,裂缝出现时荷载常为极限荷载的15%~25%。
在正常使用荷载作用下,钢筋混凝上结构一般是带裂缝工作的,一般肉眼可见的裂缝范围为0.02~0.05mm,裂缝宽度小于0.05mm 的属无害裂缝,对防水、防腐蚀与承重的影响均可忽略不计。
当裂缝宽度达到一定的数值时,还可能危及结构的安全。因此,如何对混凝土结构中的裂缝进行评价、鉴定、修复,对结构的使用和维护具有十分重要的现实意义。
2.裂缝原因与类型
裂缝形成的原因一般分成两类:结构性裂缝和非结构性裂缝。
【结构性裂缝】
由于直接施加的各种静力和动力荷载所引起的裂缝。由于结构承载力不足应力达到限值引起的,是结构开始破坏的特征。这种裂缝是比较危险的,如果不对这类裂缝进行处理将对结构的安全带来隐患。
【非结构性裂缝】
由于温度变化、收缩、不均匀沉降等间接作用, 结构的变形受到约束而引起的裂缝。这种裂缝对结构承载力的影响不大,可根据结构耐久性、抗渗、抗震、使用等方面要求采取修补措施。
在实际工程结构中,由于荷载所引起的裂缝只占总数的20%左右,而由于间接作用所产生的裂缝,大约占裂缝总数的80%。
3.裂缝调查与分析
裂缝成因调查包括对材质与施工质量、设计计算与构造、使用环境与荷载等方面的调查,是为裂缝分析提供依据的。
通过裂缝现状观测、成因调查判明是结构性裂缝还是非结构性裂缝。
裂缝的宽度、长度保持恒定不变的属于稳定裂缝,只要其宽度不大,符合规范要求,其危险性较小,属安全构件。
裂缝的宽度和长度随时间不断扩展,说明钢筋应力可能接近或达到流限,对承载力有严重的影响,应及时采取措施。
4.裂缝的检测
裂缝检测就是裂缝现状检查,通过现状检测并绘制裂缝分布图,为进行裂缝分析和危害性评定提供依据。
裂缝外观检测常用的仪器有刻度放大镜、裂缝对比卡等,裂缝深度主要采用超声波法探测或直接钻芯法检测。检测的一般步骤如下:
(1)绘制裂缝分布图
先画出产生裂缝构件的形状, 然后将裂缝的位置、长度标于图上,并对每条裂缝进行编号和注明裂缝出现时间。
(2)测定裂缝宽度
测定时把裂缝全长分为四等分,中央点和两端,以及中央点和中间的第三分点。测定裂缝方向上的垂直宽度,使用带有刻度的专用显微镜,将刻度与缝口垂直,量出缝口宽度,记下读数并标于图上。
也可以采用裂缝卡通过放大镜估计裂缝宽度,但这种方法误差较大。裂缝长度可用钢尺测量,在裂缝的端部要有标志,标上年月日,以观测裂缝的发展。
(3)测定裂缝深度
检测裂缝的深度通常用超声波法,通过所测得的声时与探头之间的关系推算出裂缝的深度。
用超声波测试裂缝深度,要在避开钢筋的位置上进行,且仅对一些受力裂缝比较合适,因为这种裂缝两边的混凝土一般是完全分离的。如果两边的混凝土并未完全分离,用超声波检测是不太准确的。
(4)裂缝发展情况观测
对于活动裂缝,应进行定期观测,专用仪器有接触式引伸仪、振弦式应变仪等,最简单的办法是骑缝涂抹石膏饼观察。
(5)裂缝修复措施
裂缝处理的原则:
1)首先应能保证裂缝处理后结构原有的承载能力、整体性以及防水、抗渗性能;
2)其次要考虑温度、收缩应力较长时间的影响,以免处理后再出现新的裂缝;
3)再次应防止进一步的人为损伤结构和构件,尽量避免大动大补,并尽可能保持原结构的外观。
混凝土结构中裂缝类型很多,成因复杂,在实践中,应根据裂缝的不同特点分析其产生的具体原因,采取相应的方法进行修复处理,有效地控制裂缝的产生和发展,减少工程事故的发生,延长结构的使用寿命,最终达到保证建筑物安全和耐久的目的。


