注册结构师混凝土裂缝的鉴别及处理原则

混凝土裂缝的鉴别及处理原则前言裂缝是固体材料中的一种不连续现象，许多钢筋混凝土形式建筑物在建设过程和使用过程中出现了不同程度、不同形式的裂缝，这是一个相当普遍的现象，也是长期困扰土木技术人员的一项技术难题。在工程鉴定加固中，经常遇到各种形式的混凝土裂缝，准确地对混凝土裂缝进行鉴别不仅是工程鉴定一项主要内容，也是对裂缝进行加固修补处理的重要依据，因此显得尤为重要。二、混凝土裂缝的主要类型混凝土裂缝产生的基本原因可以归纳为两大类：一类是荷载变化引起的裂缝，包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载;一类是由变形变化引起的裂缝，包括温度、湿度变化、不均匀沉降、冻胀、钢筋锈蚀、化学反应膨胀等等(1)。按裂缝产生的机理分，建筑物中常见的裂缝基本类型有：塑性收缩裂缝，沉降收缩裂缝，温度裂缝，干燥收缩裂缝，碳化收缩裂缝，化学反应裂缝，沉陷裂缝，冻胀裂缝，徐变裂缝，凝缩裂缝等等。三、混凝土裂缝鉴别的主要内容建筑物的破坏，特别是钢筋混凝土结构的破坏往往是从裂缝开始的。但是，并不是所有的裂缝都是建筑物危险的征兆，只有那些影响结构承载能力、稳定性、刚度以及节点连接可靠性等的裂缝才可能危及建筑物的使用安全。而大量常见的裂缝，如温度、收缩裂缝等，并不危及建筑结构安全。因此，各类裂缝对建筑物的危害是不同的，故对各类裂缝的处理应有区别。所以准确鉴别不同类型的裂缝是十分重要的。裂缝鉴别一般从裂缝现状、开裂时间和裂缝的发展变化三个方面调查分析(2)，其鉴别的主要内容有以下几个方面：(一)裂缝现状调查包括对所处理裂缝调查其产生形式、裂缝宽度、裂缝长度、是否贯通、缝内有无异物及裂缝宽度的变化等情况。裂缝末端位置是推断混凝土应力状态的重要参数，一定要仔细观察到看不见为止。1、裂缝宽度裂缝宽度是判断裂缝对混凝土结构物影响程度的重要参数，应预先查明裂缝宽度是否发展变化，因为它是分析开裂原因、决定修补及补强加固方法的重要项目。2、裂缝位置与分布特征一般应调查清楚裂缝位于建筑物的第几层，出现在哪类构件(梁、板、柱、墙等)上，裂缝在构件的位置，如梁的两端或跨中，板的顶面或底面等。3、裂缝的方向与形状一般裂缝的方向同主拉应力方向是相互垂直的，因此要注意分清裂缝的方向。要注意区分裂缝的形状是上宽下窄、上窄下宽、两端窄中间宽或宽度变化不大等不同情况，因为由不同的原因导致的裂缝的形状是不同的。4、裂缝的深度和长度检查裂缝的深度主要区别裂缝是浅表裂缝、保护层裂缝、还是较深的甚至贯穿性裂缝。裂缝长度与分析裂缝开裂原因及判断是否加固修补关系不大，然而根据裂缝的长度可以大致搞清楚裂缝是局部原因引起的还是较广范围原因引起的。(二)裂缝的开裂时间裂缝的开裂时间是判断开裂原因的重要依据，所以必须慎重判断。一般来说，发现裂缝的时间和裂缝的开裂时间是不一致的，因此，必须多方搜集线索，参考裂缝宽度的变化情况记录进行综合分析判断。(三)裂缝的发展变化裂缝的发展变化是指裂缝长度、宽度、数量等方面的变化。在对裂缝处理前一定要分清裂缝是活动裂缝还是静止裂缝。四、混凝土裂缝的处理界限和处理原则(一)混凝土裂缝的处理界限1、国内标准规范的规定(1)《混凝土结构设计规范》(3)GB50010-2002规定普通钢筋混凝土结构的裂缝控制等级为三级。允许受拉边缘出现裂缝，构件在开裂状态下工作，但规定了最大裂缝宽度限值，见表(一)。表(一)我国钢筋混凝土构件最大裂缝宽度限值类别结构构件所处条件最大裂缝宽度度限制值（mm）因荷载变化要要求控制的裂缝宽宽度戳逊斐鱿稚杓杓疲ú辉市沓鱿鱿至逊斓墓墓こ蹋?/P>>不允许出现裂裂缝屋架、托架的的受拉构件件；烟囱、用于储储存松散体体的筒仓；；处于液体压力力下而无专专门保护措措施的构件件0.2处于正常条件件下的构件件0.3因持久强度（钢筋不致受受腐蚀条件件下）要求控制的裂裂缝宽度处于严重腐蚀蚀条件下、有有防渗要求求的纯自防防水构件；；处于非高压条条件下、有有防渗要求求的地下工工程和屋面面工程0.1处于轻微腐蚀蚀条件下的的构件，无无防渗要求求0.2处于正常条件件下的构件件，无防渗渗要求0.3(2)《工业厂房可靠性鉴定标准》(4)GBJ144-90该标准规定可靠性等级划分为四级，将混凝土裂缝作为一个子项鉴定评级，分为a、b、c、d四级，其中a、b两级不必处理;c级影响安全或影响正常使用，应采取措施;d级危及安全或不能正常使用，必须处理。受力主筋处横向和斜向裂缝宽度按表(二)评定等级;因主筋锈蚀产生的沿主筋的裂缝宽度按以下要求评定其等级：a和b级无裂缝，c级裂缝宽度小于等于2mm，d级裂缝宽度大于2mm。表(二)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋配筋的混凝土结构或构件裂缝宽度评定等级结构或构件的的工作条件件裂缝宽度（mmm）a级b级c级d级室内正常环境一般构件≤0.40>0.40，≤0.455>0.45，≤0.700>0.70屋架、托架≤0.20>0.20，≤0.300>0.30，≤0.500>0.50吊车梁≤0.30>0.30，≤0.355>0.35，≤0.500>0.50露天或室内高高温环境≤0.20>0.20，≤0.300>0.30，≤0.400>0.40(3)《危险房屋鉴定标准》(5)JGJ125-99该标准中规定混凝土构件裂缝有下列现象之一者，应评定为危险点：1)梁、板产生超过L0/150的挠度，且受拉区裂缝宽度大于1mm;2)简支梁，连续梁跨中部位受拉区产生竖向裂缝，其一侧向上延伸达梁高的2/3以上，且缝宽大于0.5mm，或在支座附近产生剪切斜裂缝，缝宽大于0.4mm。3)梁、板受力主筋处产生横向水平裂缝和斜裂缝，缝宽大于1mm，板产生宽度大于0.4mm的受拉裂缝;4)梁、板因主筋锈蚀，产生沿主筋方向的裂缝，缝宽大于1mm，或构件混凝土严重缺损，或混凝土保护层厚度严重脱落、露筋;5)现浇板周边产生裂缝，或板底产生交叉裂缝;6)预应力梁、板产生竖向通长裂缝;或端部混凝土松散露筋，其长度达主筋直径的100倍以上;7)受压柱产生竖向裂缝，保护层脱落，主筋外露锈蚀;或一侧产生水平裂缝，缝宽大于1mm，另一侧混凝土被压碎，主筋外露锈蚀;8)墙中间部位产生交叉裂缝，缝宽大于0.4mm。2、国外的一些标准日本混凝土工程协会制定的裂缝宽度的规定见表(三)。美国、瑞典、英国钢筋混凝土裂缝宽度限制值见表(四)(1)。表(三)是否需要修补的混凝土裂缝宽度限制值划分环境①适用耐久性场合适用防水性场场合差中等较好需要修补时裂裂缝宽度（mm）大②0.4以上0.4以上0.6以上0.2以上中0.4以上0.4以上0.8以上0.2以上小0.8以上0.8以上1.0以上0.2以上不需要修补时时裂缝宽度度（mm）大0.1以下0.2以下0.2以下0.05以下下中0.1以下0.2以下0.3以下0.05以下下小0.2以下0.3以下0.3以下0.05以下下①主要从钢筋生锈的条件来考虑环境因素。②环境要素(大、中、小)表示混凝土构筑物的耐久性、防水性以及有毒性的程度。表(四)美国、瑞典、英国钢筋混凝土允许的裂缝宽度国名标准名或提案案者环境条件或构构筑物对象象允许裂缝宽度度（mm）美国ACI协会2224空气干燥、有有保护膜0.41有湿气、空气气潮湿、土土壤中0.31脱水药物0.18海水与海水喷喷雾，潮湿湿与干燥0.15储水构筑物0.10瑞典公路桥，静荷荷载0.30静荷载+1//2动荷载0.40英国CP-1100一般环境0.30侵蚀性环境（主筋的公称称保护层厚厚度）×0.04以以下综合以上国内外资料表明：同一构件按不同国家规范规定或计算，最大裂缝限制值是不完全相同的，有的差别还比较大;试验条件与结果，与工程实际也不尽相同。(二)混凝土裂缝的处理原则1、全面认真的分析裂缝产生的原因以及裂缝的性质，正确区别受力和变形两类不同性质的裂缝。2、仔细观察裂缝的变化，寻找裂缝变化规律，以此作为选择处理方法的依据。3、选择恰当的时间处理裂缝。若是受力裂缝则应及时进行处理;若是地基变形引起的裂缝则最好待裂缝稳定后再进行处理;温度变形裂缝宜在裂缝最宽时处理。4、针对不同的裂缝选择