1、 混凝土结构工程裂缝的判断与处理徐有邻 刘 刚 编著2013 年 3 月一裂缝的基本概念1裂缝的原因(1)设计不妥引起的裂缝;(2)混凝土材料缺陷引起的裂缝;(3)施工质量问题引起的裂缝; (4)使用-维护不当引起的裂缝 ;(5)受到环境侵蚀而产生的耐久性裂缝;(6)偶然作用后产生的残余裂缝。2裂缝问题的非技术因素(1)对工程质量的期望值过高(2)对裂缝本质的误解(3)建筑市场化的作用(4)住宅私有化的影响(5)缺乏有效管理(6)用户的消费权益意识3. 混凝土材料的微观结构混凝土的内部缺陷4 裂缝的形成及发展(a)弥散状裂隙 (b)裂隙延伸发展 (c)裂隙互相贯通 (d)延伸成表面裂缝5 影响
2、裂缝的因素(1)原材料及配合比(2)设计缺陷(3)施工质量(4)使用状态(5) 影响裂缝因素的复杂性6.制约裂缝的有利因素(1) 混凝土材料的塑性(a) 持续力作用下的应变增长一徐变 (b)长期应变下约束应力的减小一松弛混凝土的徐变与松弛(2) 压应力闭合裂缝(a)压力作用下的裂缝闭合 (b)预应力作用引起的预压应力压力闭合裂缝的机理(3) 配筋制约裂缝宽度(4) 裂缝的自愈tu(a)裂缝周边的白色水渍 (b)裂缝内部的碳化混凝土裂缝的自愈(5) 修补封闭裂缝(6) 掩饰裂缝二 受力裂缝1受弯裂缝(1)受弯裂缝机理受弯的拉、压应力区 裂缝截面的应力状态 受弯构件裂缝形态受弯构件的截面应力及裂缝
3、形态(2)梁的受弯裂缝梁的弯曲受拉裂缝(a)弯曲受压裂缝(初期 ) (b)弯曲受压破坏(发展)梁的受压区混凝土裂缝及破坏(3) 板的受弯裂缝(a)板面裂缝 (b)板底裂缝单向板的裂缝状态(a)板面裂缝 (b)板底裂缝双向板的裂缝状态(4) 悬臂和牛腿的受弯裂缝(a)悬臂梁的裂缝 (b)悬臂板的裂缝 (c)牛腿的受弯裂缝悬臂、牛腿的受弯裂缝(5) 柱和墙的受弯裂缝(a)水平-偏心荷载引起的裂缝 (b)柱的受弯裂缝形态柱的受弯裂缝(a)迎荷载面的裂缝 (b)背荷载面的裂缝挡土墙和池壁的受弯裂缝(6) 框架节点的受弯裂缝(a)边节点裂缝 (b)中节点裂缝 (c)角节点裂缝框架节点受弯裂缝2受压裂缝(
4、1)受压裂缝机理(a)压力作用下的纵向裂缝 (b )混凝土的受压破坏混凝土的受压裂缝及破坏(2) 受压裂缝形态(a)纵向开裂 (b)表层混凝土鼓出剥落 (c)构件压溃受压构件的裂缝及破坏过程3 受拉裂缝(1)受拉裂缝(a)桁架下弦拉杆的裂缝 (b)双肢柱拉肢及受拉角柱的裂缝受拉杆件的裂缝(2)拉脱裂缝(a)次梁下的裂缝 (b)悬挂荷载引起的裂缝 c) 锚板牛腿下的裂缝局部荷载引起的拉脱裂缝4 受剪裂缝(1)受剪裂缝的机理(a)剪力的主应力分析及裂缝方向 (b)剪应力分布及裂缝形态剪应力分析及受剪裂缝形态(2)剪切斜裂缝的形态(a)斜拉裂缝 (b)腹剪裂缝 (c)斜压裂缝 (d)冲剪裂缝受剪斜裂
5、缝的各种形态(3)梁的弯剪斜裂缝(a)梁底弯剪斜裂缝 (b)梁顶弯剪斜裂缝梁的弯剪斜裂缝(4)柱的弯剪斜裂缝ttcc(a)柱的斜裂缝 (b)交叉斜裂缝 (c)交叉斜裂缝引起的破碎柱中的弯剪斜裂缝及发展(5)销拴剪切裂缝(a)销栓剪切作用 (b)梁的销栓剪切裂缝 (c)柱中销栓剪切裂缝销栓剪切裂缝(6)牛腿斜裂缝(a)斜拉裂缝 (b)腹剪裂缝 (c)斜压裂缝牛腿斜裂缝的不同形态(7)冲切斜裂缝(a)锥状冲切面 (b)柱帽对楼板的冲切 (c)柱基对筏板的冲切冲切裂缝及破坏5受扭裂缝(1)构件的扭转受力(a)偏心荷载造成的扭转 (b)边梁的扭转 (c)拱作用引起的扭转梁的扭转受力(a)弧形曲梁的受力
6、及扭转 (b)曲尺形梁的扭转 (c)悬臂根部梁的扭转曲梁、伸臂梁的扭转节点不平衡弯矩引起的的扭转作用(2)扭转受力机理及裂缝(a)剪应力分布 (b)扭转裂缝的形态受扭构件的裂缝(3)扭转裂缝形态(a)单向扭转裂缝 (b )双向扭转裂缝扭转引起的螺旋状斜裂缝6局部承压裂缝(1)裂缝机理 zrz= Fl/ Acz= Fl/ AlFlABC Dhrzr(a)局部承压区的应力状态 (b)局部承压裂缝混凝土的局部承压裂缝(2) 集中荷载下的裂缝(a)梁下的局压裂缝 (b)柱下的局压裂缝 (c)锚板下的局压裂缝图 3-1-28 墙体中的局部承压裂缝(3) 预应力锚固区的裂缝(a)先张法梁端 (b)后张法孔
7、道管壁 (c)先张法空心板端预应力锚固区的局部承压裂缝三 温度-收缩裂缝1间接裂缝的特点 只在超静定结构中发生 间接裂缝的部位及方向 影响间接裂缝的因素 间接裂缝难以定量计算 通过构造措施加以控制2收缩裂缝(1)混凝土的收缩自生收缩干燥失水和表面收缩碳化收缩(2)表层收缩裂缝(a)表面龟裂 (b)素混凝土面的收缩裂缝 (c)收缩沉降引起顺筋裂缝混凝土的表面收缩裂缝(3)板的收缩裂缝(a)长板的收缩裂缝 (b)两向收缩引起的角部斜裂缝楼盖及基础板的收缩裂缝(4)梁的收缩裂缝(a)梁侧垂直裂缝 (b)条形基础梁的横向裂缝梁的收缩裂缝3温度裂缝(1)温度裂缝的机理及规律水泥的水化热外界环境温度的变化
8、与热量及温度差有关大体积温度裂缝的暂时性环境温度裂缝的周期性温度裂缝的性质(2)表层温度裂缝(a)温差裂缝的形态 (b)表层龟裂大体积混凝土的温差裂缝(3)暴露结构的裂缝季节温差引起的裂缝 骤然温差引起的裂缝阳台、雨罩、檐口板的温度裂缝(a)廊柱的约束 (b)廊柱的温度裂缝外部廊柱的受拉裂缝(4)保温不良引起的裂缝(a)墙体裂缝 (b)屋盖顶板裂缝图 3-2-7 保温不良引起的墙板屋盖温差裂缝(a)冬季收缩引起的裂缝 (b)夏季膨胀引起的裂缝保温不良引起的端柱裂缝(5)预制装配式屋盖的温度裂缝(a)预制板的拼接裂缝 (b)固结板的拉裂及圈梁裂缝温差引起的预制板屋盖裂缝四 强迫位移裂缝1概述(1
9、)强迫位移是引起裂缝的原因(2)裂缝具有受力裂缝的性质(3)与超静定结构的刚度有关(4)强迫位移的类型及特点2基础不均匀沉降裂缝(a)一端沉降较大 (b)相邻基坑的影响 ( c)相邻高层建筑的影响一端沉降引起的斜向裂缝(a)中部地基软弱引起的裂缝 (b)中部荷载较大引起的裂缝结构中部沉降引起的八字形裂缝(a)两端地基软弱引起的裂缝 (b )两端荷载较大引起的裂缝结构两端沉降引起的倒八字形裂缝3构件局部沉降裂缝(a)差异沉降引起的内力 (b)差异沉降裂缝局部差异沉降引起的裂缝(a)基础柱不均匀沉降裂缝 (b)柱的约束内力基础柱不均匀沉降裂缝4基础沉降裂缝的特点荷载或地基不均匀 与结构刚度有关 裂
10、缝按结构整体变形的规律分布 基础沉降裂缝的时间性用石膏块监测裂缝的变化五 结构的构造裂缝1结构的体型裂缝(1)体形-刚度不均引起的体型裂缝住宅楼盖中的楼梯间裂缝(a)蜂腰部位的体型裂缝 (b)转折部位的体型裂缝平面布置不当引起的体型裂缝(2)应力集中裂缝(a)应力集中裂缝 (b)圆角或折角处理 图 3-4-3 应力集中裂缝及局部防裂构造措施(3)凹角处的构造裂缝(a)折梁及楼梯板的角裂及配筋 (b)孔洞角裂及配筋凹角处的角裂及锚固配筋2压筋弯折的压屈裂缝(a)压筋弯折 (b)钢筋压曲裂缝压筋弯折引起的压曲裂缝(a)变截面处小坡度转折及配箍约束 (b)变截面处纵筋的转换变截面受压构件的配筋构造措
11、施3钢筋锚固裂缝(a)咬合作用及径向压力 (b)环向拉力及纵向劈裂(c)锚固受力引起的纵向劈裂裂缝 (d)锚固端的挤压裂缝钢筋锚固裂缝4钢筋搭接裂缝连接钢筋的割线模量 搭接连接处的裂缝F(a)搭接钢筋的分离趋势 (b)搭接钢筋的裂缝形态搭接钢筋的受力及裂缝5机械接头裂缝钢筋连接接头的传力性能机械连接接头的裂缝六 施工裂缝1浇筑施工裂缝(1)钢筋移位(a)板面钢筋向下移位 (b)钢筋移位引起的板边裂缝 (c)钢筋移位引起板角裂缝负弯矩钢筋向下移位引起的裂缝(a)悬臂构件根部钢筋向下移位 ( b)钢筋移位引起的根部裂缝悬臂构件钢筋移位引起的裂缝(a)反位浇筑引起的钢筋弯曲移位 (b)钢筋移位引起的
12、板底裂缝反位生产引起的钢筋移位裂缝(2)拌合物离析沉降(a)离析沉降裂缝的产生 (b)顺筋纵向裂缝离析引起的水平面表层裂缝(a)沉降引起水平拉裂 (b)墙体沿水平筋的裂缝 (c)柱端沿箍筋的裂缝离析沉降引起的竖向构件表面水平裂缝2预埋管线裂缝(a)管线的正确位置 (b)沿预埋管线的裂缝 (c)沿管线的沉降裂缝预埋管线裂缝3接槎裂缝(a)水平接槎裂缝 (b)斜向接槎裂缝水平构件的接槎裂缝(a)柱的接槎裂缝 (b)墙的接槎裂缝图 3-5-8 竖向构件的接槎裂缝4.养护期裂缝(1)早期收缩裂缝(2)跨季节施工裂缝5模板变形裂缝(1)模板刚度不足(a)中间支撑沉降 (b)两边支撑沉降 (c )一侧支撑
13、沉降楼盖模板刚度不足引起的裂缝施工缝斜槎处模板变形引起的裂缝(a)以预制板作模板支撑 (b)预制板侧边裂缝 (c)现浇楼板裂缝以预制板依托支模而引起的裂缝(2)拆模不当(a)掉角裂缝及损坏 (b)缺棱裂缝及损坏 图 3-5-12 棱角裂缝及局部损坏 (a)设计状态 (b)施工状态(c)后浇带侧边的支撑 (d)后浇带侧边的受力及裂缝后浇带侧边的受力与裂缝七 预应力裂缝1预应力反拱裂缝(1)反向弯曲裂缝(a)预应力的偏心作用和反拱拉应力(b)预应力反拱引起的裂缝预应力反拱裂缝(2)侧弯曲裂缝(a)薄腹构件的预应力筋位置 (b)预应力不均衡造成的侧弯曲裂缝预应力侧弯曲裂缝2应力集中裂缝凹角处的应力集
14、中裂缝pc3端面受拉裂缝预应力偏心引起的裂缝(a)预应力筋间的受拉裂缝 (b)板端中间的受拉裂缝预应力构件端面受拉裂缝4锚固端劈裂裂缝(a)筋端劈裂 (b)孔道劈裂 (c)沿配筋纵向劈裂预应力锚固端的劈裂裂缝八 装配式结构裂缝1预制构件裂缝(1)吊装弯曲裂缝(a) 吊索夹角过小引起的偏心受力 (b)偏心受力引起的弯曲裂缝预制板的吊装弯曲裂缝(2)吊具损伤裂缝吊钩着力不妥引起的局部裂缝(3)码放运输裂缝(a)支点错误引起的反弯裂缝 (b )码放方式违规造成的摔裂预制构件码放运输裂缝2安装连接裂缝(1)支垫裂缝(a)板角翘曲或悬空 (b )预制板楼盖上的板角裂缝预制板的角裂(2)接头裂缝(a)柱的
15、接头裂缝 (b)梁端接头裂缝装配式结构的接头裂缝消除预制柱接头裂缝的措施3预制板拼接裂缝(a)装配楼板中的拼接裂缝 (b)斜平边及单齿边 (c )拼接裂缝及错台预制板侧边缺陷及引起的裂缝双齿边及半圆槽边 叠合底板的整体式拼缝九 装饰性裂缝1界面裂缝与填充墙的分界裂缝 与隔墙围护构件的分界裂缝2面层裂缝(a)抹面层龟裂 (b)抹面层脱落抹面层的裂缝及脱落(a)滴水槽及鷹咀 (b)抹面施工顺序不当 (c)冻融引起的裂缝及剥离墙面抹灰层的裂缝及剥离十 耐久性裂缝1干湿冻融裂缝(a)表面的冻融龟裂及粉化 (b)顺筋冻融裂缝 (c )冻融裂缝及剥落混凝土的冻融裂缝(a)水位变动区的裂缝 (b)裂缝引起的剥落水位变动区的裂缝及剥落2钢筋锈胀裂缝(a)钢筋的钝化 (b )碳化引起的脱钝钢筋的钝化和脱钝(a)钢筋的锈胀开裂 (b)锈胀裂缝及剥落钢筋的锈胀裂缝3碱骨料反应裂缝碱骨料反应裂缝4其它化学腐蚀裂缝化学腐蚀裂缝5机械-生物作用的裂缝十一 偶然作用裂缝1偶然作用引起的裂缝(1)设计失误(2)施工质量(3)使用不当 2地震裂缝(1)地震作用的机理(a)地震作用及惯性力 (b)地震引起的弯矩 (c)地震引起的剪力地震作用引起的内力(2)柱的地震裂缝(a)柱端的 X 状裂缝 (b)柱头的压溃 (c)柱脚的崩溃柱的地震裂缝及破坏