混凝土结构裂缝调查、分析与评定

1、混凝土结构裂缝调查、分析与评定摘耍本文若重论述混凝土结构裂缝产生后的原因分析及修补措施关键测裂缝调査 裂缝分析 裂缝评定 裂缝修补前言：本文结合某地下车库工程，其顶板面积约6000m2,商品混凝土设计强度分别为顶板 C40P6,夕卜墙壁C40P6掺抗裂纤维，内墙C40,柱和剪力墙C50,板面C40P6混凝土合计为 2500m3o顶板为300mm厚，KL断面大部分为1000mmX600mm,跨度为6000X9000mmo混 凝土于2005年6月20 H 21： 00开始浇筑到21日19： 00时全部浇完，根据当日的气象资 料显示，6月21日的温度为16C30C,天气风力45级。6月21日上午10

2、： 00施工单位开始连续浇水养护，6月22日发现顶板C40P6混凝土板 面出现较多13mm宽的表面裂缝，此时监理通知施工单位加盖塑料薄膜并加强浇水养护， 现场各单位对裂缝进行观测后，一致认为此裂缝的宽度和密集度程度是以往施工中未曾出现 过的、是非正常的，为此特成立了曲业主、监理、施工单位、混凝土公司共同参与的6.21 质量调查分析小组，分析小组成立后立即对裂缝产生的原因展开调查，并分析裂缝的危害性 及相应的修补措施。混凝土结构裂缝评定一般程序为：裂缝调查一裂缝原因分析一裂缝危害性评定一裂缝修补一、裂缝调査：裂缝调查的U的是为分析结构开裂原因、评估裂缝对结构危害性、选择与确定裂缝修补 方法等，提

3、供详细的资料。主要调查内容包括：裂缝现状、裂缝发生及开展的时间过程、裂 缝对使用功能的影响、设讣资料、施工记录、使用情况和环境状况，及可能引起结构开裂的 内在因素和外部条件进行现场监测、测试及更详细的反复调查研究。主要内容包括混凝土劣 化度（强度、碳化、配比及氯盐含量）检测、钢筋劣化度（强度、锈蚀、面积、保护层厚度） 检测、结构儿何尺寸与设计图纸是否吻合、荷载量值及条件核查、裂缝性状（型式、走向、 宽度变动、深度）的深入调查、结构使用状况及环境条件的深入调查、混凝土孔隙率测定、 反应性骨料调查与检验以及结构荷载试验等。二、裂缝原因分析：准确的裂缝原因分析可以为裂缝危害性评定及修补提供依据。混凝

4、土结构开裂原因是多 方面的，但总体可归纳为以下四方面：A.材料使用不当，B.施工质量低劣，C.使用不当及外 界环境不良影响，D.结构设计有误。为便于分析比较，现将这四方面中可能导致混凝土结构 产生裂缝的具体原因，分别编号归类于表1。混凝土结构裂缝产生的主要原因 表1大分类中分类小分类编号原因A材 料水泥A1A2A3水泥的非正常凝结 水泥的水化热温升 水泥的非正常膨胀骨料A4A5A6含泥量过大 质量低劣反应性骨料混凝土A7A8A9混凝土中的外加剂不当或 过量混凝土的沉缩及泌水混凝土的干缩B 施 工混凝土拌合B1B2掺合料拌合不均匀 搅拌时间过长运输B3泵送时改变了配合比浇筑B4B5浇筑顺序不当

5、浇筑速度太快振捣B6B7振捣不足硬化前受振动或受力养护B8B9养护初期急骤干燥 养护初期受冻接打B10接打处理不当钢筋配筋B11B12钢筋被扰动 保护层厚度不足模板模板B13B14B15模板变形 漏浆或渗水 过早拆模支撑B16支撑下沉C 使 用 与 环 境物理方面温湿度C1C2C3C4C5环境温湿度急剧变化 构件两面温湿度差过大 反复冻融火灾表面受热化学方面有害介质作用C6C7C8酸或盐类的化学作用 碳化引起的钢筋锈蚀 氯化物引起的钢筋锈蚀D 结 构 设荷载永久荷载 及长期荷载D1D2设计荷载之内 超过设计荷载动载及短期荷载D3DI设计荷载之内 超过设计荷载计及外力结构设计D5截面太小及配筋量

6、不足支承条件D6D7结构物的差异沉降 冻胀混凝土结构裂缝原因分析主要是基于以上关系，根据调查结果，逐项地对可能引起结构 裂缝的各种因素的肯定与否定，最终筛选岀统一的或主要的因素。若还找不出确切的开裂原 因时，则应聘请对混凝土结构，尤其是对被鉴定类型结构有较高理论水平及丰富实践经验的 专家，进行高水平的分析判断。本车库顶板混凝土的裂缝通过上述方法调查分析，并聘请部 分高校教授、建科院和检测中心专家及参建各单位的总工进行分析判断，最终6. 21混凝土 裂缝问题调查分析小组认为产生裂缝的主要原因是山于混凝土搅拌不充分、不均匀且有矿 粉、外加剂料团，根据此现象分析配合比实际操作计量可能不准；混凝土浇筑

7、当日气温较高 且风力较大，混凝土表面失水过快；同时在混凝土施工结束后未能及时浇水履盖养护，未能 及时给予补充水份。大部分裂缝为表层收缩裂缝，开展深度较浅，无贯穿现象，经复试现场 混凝土强度达到设计要求，不影响结构强度。三、裂缝危害性评定：裂缝对结构物危害主要表现在对结构物耐久性和适用性的降低。耐久性主要是对承重结 构；适用性一般是对非承重结构，主要包括防水性、美观及气密性等。混凝土结构比较容易 出现裂缝，在一定范围内，规范也是允许结构带裂缝工作。裂缝对结构极限承载力短期虽无 直接关系，但能预示结构承载力可能不足或存在严重问题，可通过结构验算加以判断和排除, 确定是否需要补强加固。裂缝对结构耐久

8、性和防水性影响主要表现在钢筋锈蚀及结构渗漏随 裂缝宽度的增大而加快。当裂缝宽度大到一定程度，则认为是不允许的，必须进行修补处理; 相反，当裂缝宽度小于一定数值，上述不利影响就完全可忽略不计。经渗水试验及调查研究 表明，对渗漏没有影响无需修补的裂缝宽度为0. 05mm,对渗漏有较大影响必须修补的裂缝隙 宽度为0. 2mm,在任何情况都必须修补的裂缝宽度可放宽到0. 41. 0mm。影响结构耐久性的 因素是多方面的，当裂缝宽度在0.050.2mm之间，则应山有经验的专家，根据结构验算结 果、开裂原因、裂缝浓度及密度、裂缝性状及环境条件等，综合分析判断，确定是否需要修 补或补强加固，本文结合的车库顶

9、板混凝土裂缝已超过lmin，经分析判断确定在裂缝稳定后 必需进行修补。四、裂缝修补：修补裂缝的LI的在于使结构因开裂而降低的功能和耐久性得以恢复。对于因承载能力不 足所产生的裂缝，单纯修补已很不够，尚需进行补强加固。裂缝修补的根据是裂缝调查、原 因分析及危害性评定，裂缝修补范圉及规模的确定，裂缝修补方法及材料的选择，主要根据 功能要求、开裂原因、裂缝性状、结构重要性及环境条件等因素确定。裂缝修补材料主要为树脂和水泥。树脂类材料有环氧树脂、聚酯、聚氨酯及沥青橡胶等。 树脂中最常用的是环氧树脂，但环氧树脂可挠性（延伸性）差，不适合于活动裂缝的修补。 前市场上的柔韧性环氧树脂，延伸率可达20%以上，

10、可作变动性较大的裂缝修补，但其弹 性模量较低，不能用于补强加固。树脂类材料的粘着力在潮湿界面上会降低，易产生剥离， 修补时应注意基底的充分干燥。水泥类材料有聚合物水泥浆、聚合物水泥肓及聚合物水泥砂 浆等，对潮湿界面有较强粘着能力。裂缝修补方法主要有表面处理法、灌浆法及填充法等，分别适用于不同LI的、原因及宽 度的裂缝修补。修补方法与修补材料种类密不可分，其适用关系如下表所示。修补材料种类与修补方法的适用关系表2修补材料的种类表面处理法灌浆法填充法树脂类材料树脂砂浆环氧树脂可挠性环氧树脂 弹性密封材料 涂膜弹性防水材料适用 适用适用 适用适用 适用 适用 适用水泥类材料聚合物水泥浆 聚合物水泥膏

11、 聚合物水泥砂浆 水泥填充料 膨胀水泥浆适用适用适用适用适用1、表面处理法:表面处理法是针对微细裂缝（裂缝宽度0.2mm）,釆用弹性涂膜防水材料、聚合物水泥 育及渗透性防水剂等，涂刷于裂缝表面，达到恢复其防水性及耐久性的一种常用裂缝修补方 法。该法施匸期简单，但涂料无法深入到裂缝内部。表面处理法分骑缝涂复修补及全部涂复 修补。对于稀而少的裂缝，可骑缝涂复修补，对于细而密的裂缝应釆用全部涂复修补。表面 处理山于涂层较薄，涂复材料应选用粘着力强且不易老化的材料。对于活动性裂缝，尚应采 用延伸率较大的弹性材料。表面处理法的施工要点是，先用钢丝刷将混凝土表面刷毛，清除表面附着污物，用水 冲干净，干燥后

12、先用环氧胶泥、乳胶水泥等嵌补混凝土表面缺损，最后才用所选择的材料涂 复。注意，涂复应均匀，不得有气泡。2、灌浆法:灌浆法乂称注入法，是釆用各种树脂浆液、水泥浆液或聚合物水泥浆液灌入裂缝深部, 达到恢复结构整体性、耐久性及防水性的目的。适用于裂缝宽度较大（$0.3mm）、深度较深 的裂缝修补，尤其是受力裂缝的修补。灌浆法施工应按以下工艺流程进行： 埋设灌浆嘴（盒、管）：对于细（W0.3mm）而浅的裂缝，可用钢丝刷沿缝进行表面刷毛和清洁处理，然后骑缝 用环氧胶泥粘贴灌浆盒或灌浆嘴，对于宽（0.3mm）而深的裂缝，宜沿缝开凿“V”槽，然 后骑槽粘埋灌浆嘴，对于大体积混凝土结构上的很深裂缝，应骑缝钻孔

13、或斜向钻孔至裂缝深 部，然后在孔内埋设灌浆管。灌浆盒、灌浆嘴及灌浆管设于裂缝交义处、较宽处、端部及裂 缝贯穿处等部位，灌浆盒、灌浆嘴间距4001000mm,灌浆管间距为10002000mm,原则上, 缝窄应密，缝宽可稀，但每条裂缝至少须有一个浆孔和排气孔。 .封缝：封缝LI的在于使裂缝形成一个密闭性空腔。对于不凿槽裂缝可用环氧胶泥封缝，先沿 裂缝刷一道环氧树脂基液，后抹一层厚lmrn左右、宽20mm30mm的环氧胶泥；也可用环氧 树脂粘贴13层脱蜡玻璃丝布封缝，宽80100mm,对于凿“V”形槽裂缝，可用水泥砂浆 封缝，为增强砂浆与界面的粘着力，先于槽面上刷一层环氧树脂浆液，然后再嵌填水泥砂浆

14、。 密封检查：为保证密闭空腔的密闭性及承受灌浆圧力作用，应对封缝密封效果进行检查，办法是, 待封缝胶泥或水泥砂浆固化后，沿缝涂一层肥皂水，并从灌浆嘴向缝中通入压缩空气，若无 冒泡现象，表示密封效果良好，否则应予以修补。 配制浆液：灌浆材料要求粘结力强，可灌性好，因此，树脂类材料较水泥类材料应用的普遍，尤 其是环氧树脂；水泥来材料一般仅用于宽度大于2mm的特大裂缝灌浆。环氧树脂粘结强度虽 高，但极限变形值较小，仅2%,有时在已修补过的裂缝附近还会出现新的裂缝，故对于延伸 性裂缝（活动性裂缝），应采用可挠性环氧树脂、聚氨酯或环氧树脂加蚂蝗钉等。 灌浆：灌浆主要设备为灌浆泵，灌浆时应对全部设备进行检

15、查，并接通管路，用压缩空气将 孔道及裂缝内粉尘吹净。灌浆由缝的一端灌向另一端，竖缝山下往上灌。化学灌浆压力为 0.20.4Mpa,水泥浆灌浆压力为0.40. 8 Mpa,压力应逐渐升高，防止骤然加压使裂缝扩 大。每次灌浆以邻近贴嘴冒浆为准，冒浆后立即用木塞塞紧，保持恒压继续圧灌，当吸浆率 小于0. lL/min时，再续灌5lOmin后即可停止灌浆。灌浆结束后，应立即清洗管道及设备。 .封口结束：灌浆后，待缝内浆液初凝而不外流时，可拆下灌浆嘴（盒），用环氧胶泥或灌浆液水泥 膏，对灌浆孔进行封口，并抹平。清除灌浆嘴（盒）上浆液，以备重复使用。 灌浆质量检查：灌浆密实情况，一般可采用向缝中通入压缩空气或压力水检验，也可钻芯取样检查浆 体的外观质量，测试浆体的力学性能。3.填充法：填充法乂称凿槽法，是沿裂缝将混凝土开凿成“U”型或“V”型槽，然后嵌