实际工程中钢筋混凝土构件和砖砌体裂缝的分析与处理
摘要：建筑结构产生裂缝是非常普遍的现象，其中最常见的是钢筋混凝土构件和砖砌体墙裂缝。本文对实际工程中出现的梁板裂缝和砖墙裂缝的原因进行分析，总结其处理方法，并在此基础上探讨了钢筋混凝土构件和砖砌体常见裂缝的原因、预防措施和处理方法。
关键词： 钢筋混凝土构件 砖砌体 裂缝 分析 处理
工程裂缝是各类建筑物中普遍存在的一种现象，裂缝及其扩展是结构破坏和倒塌的先兆，裂缝会引起钢筋锈蚀、混凝土碳化、保护层脱落、结构承载力降低、结构破坏等后果。出现裂缝的原因很复杂，主要有材料质量问题、气候因素、施工工艺不当、建筑物地基变形、温度变形、湿度变形、混凝土徐变、结构受荷变化、设计欠周全等原因。实践表明，裂缝是难于避免的，如果对建筑物抗裂要求过高，将会付出较大的经济代价；并且，有些裂缝是无害的，是非结构性破坏裂缝，其害处可为人类所控制。现对实际工程中出现的梁板裂缝和砖墙裂缝的原因进行分析，总结其处理方法，并探讨常见裂缝的原因、预防措施和处理方法。
1. 工程实例概况
广东惠阳某公司的厂房及仓库，均为多层钢筋混凝土框架结构，施工完毕交付业主使用一年多后，业主发现其屋面框架梁、次梁及楼板、砖墙出现大量裂缝，严重影响建筑物的正常使用。因此，业主邀请本设计院对裂缝进行分析并提出经济有效的处理方法。经过现场详细观测检查和询问，本工程概况如下：
1.1 建筑结构布置概况
1.1.1 厂房： 建筑平面尺寸为20X50米，柱距为5X10米，楼高三层，钢筋混凝土框架结构，锤击灌注桩基础，平面布置无伸缩缝，屋面没有做隔热层。
1.1.2 仓库： 建筑平面尺寸为20X35米，柱距为5X10米，楼高三层，钢筋混凝土框架结构，锤击灌注桩基础，平面布置无伸缩缝，层面没有做隔热层。
1.2 建筑裂缝情况
1.2.1 施工完毕交付使用一年多后，发现厂房和仓库的屋面框架梁及次梁，沿梁的长度方向，在梁的两侧面中间部份出现多道垂直裂缝。绝大部份的裂缝是在梁高度的中部，细而浅，上不过板底，下不到梁底，大部份裂缝，缝宽约在0.05—0.2mm之间；个别的裂缝，缝宽在0.3—0.4mm；裂缝中间宽，两头细，裂缝的深浅不一，深度在10—30mm之间。（如图1）
1.2.2 厂房和仓库其它楼层的框架梁及次梁，没有上述裂缝出现。
1.2.3 厂房西端的顶层楼梯间，其横向砖墙，有多条斜裂缝。
1.2.4 厂房和仓库有个别的板，特别是双向板的板角发現有斜裂缝。
1.2.5 经过对建筑物的沉降观测及垂直度测量，厂房和仓库均没有发现基础下沉及倾斜的迹象。
2. 裂缝分析
正确判断裂缝出现的原因和性质，是处理裂缝的关键。现分析如下：
2.1 厂房和仓库竣工使用一年后，其屋面框架梁及次梁的两侧面中间部分普遍出现垂直裂缝的原因，主要是温度变化引起混凝土构件内部产生温度应力，当温度应力大于混凝土构件的抗拉强度时，该裂缝就会出现，这种裂缝称为温度裂缝。本工程厂房平面尺寸为20X50米，仓库为20X35米，其屋面的面积比较大，并且没有做隔热层。白天，在太阳的直接照射下，室内温度较高，混凝土梁的表面温度升高，表面构件会出现膨胀变形，而此时梁内部的温度还比较低，约束了梁表面的变形，从而使梁的表面出现拉应力；而到了晚上，室温降低，梁的表面温度下降较快，而梁内部的温度下降缓慢，对比梁表面温度还较高，约束了梁表面的收缩变形，也形成了应力差。查阅原设计图纸，其框架梁截面为300X950mm，梁中只设置了一排腰筋，钢筋截面较小且间距较大，不足以抵抗砼的拉应力，从而在梁的两侧表面出现裂缝。这种温度裂缝不是贯穿性的，只是发生在构件表面；同时，据业主反映，这些温度裂缝是在使用一年后出现的，属于后期的温度裂缝，而不是在施工期间混凝土浇注完后的养护期内，由于养护不好所出现的干缩裂缝，也不是因为水泥的安定性不合格而出现的龟裂。
2.2 混凝土楼板角部的斜裂缝，是楼板自身的混凝土干缩所形成的裂缝。混凝土在长期的硬化过程中，随着内部多余的水份蒸发，混凝土体积逐渐缩小，形成向板中的拉应力，而板角处受到两边梁的约束，在板角处出现拉应力集中；另外，据查资料，屋面的混凝土是在温度较高的八月浇注，次年的冬天，随着温度的降低，混凝土板收缩，也在板角处形成拉应力集中。虽然在板角处采取加长支座板筋的长度或设置了放射筋，也不能完全抵抗这种应力集中，从而出现裂缝。这种混凝土的干缩裂缝与温度裂缝，一般都是贯穿性的，它穿透混凝土构件的整个断面。
2.3 厂房西端顶层楼梯间填充砖墙出现的裂缝，因为厂房和仓库经测量观测均没有发现基础下沉及倾斜的迹象，故不是地基基础下沉所引起的。经分析，是因为屋面没有做隔热层，
由于屋面受热膨胀，向外推出，导致填充墙出现裂缝，其裂缝为温度应力所致。
2.4 混凝土的温度裂缝及干缩裂缝也与施工过程中混凝土的塌落度等因素有关。如果混凝土的塌落度过大，浇筑后过多多余水份的流失及蒸发，会造成混凝土结构内部不密实，这样的混凝土构件受温度变化的影响和干缩的影响也相应较大。
2.5 综上所述，以上的各种裂缝均不是结构构件承载力不足或地基基础下沉导致的结构性裂缝，而是混凝土的温度裂缝和干缩裂缝，是非结构性裂缝，不会影响结构的安全度。
3. 裂缝处理
上述的裂缝，虽然不会影响结构的安全度及安全使用，但因为裂缝的出现导致屋面渗漏，影响建筑物的正常使用；同时，裂缝的存在，会导致钢筋在长期的大气侵蚀下，慢慢地锈蚀，引起钢筋强度降低，结构承载力下降，所以有必要对裂缝进行处理。
同时，由于屋面没有做隔热层，混凝土结构受太阳的直接暴晒，是引起混凝土梁及板出现较大温度应力的主要原因。所以，屋面结构修补裂缝后应该重新按设计要求做上防水层及隔热层。
3.1 框架梁裂缝的处理
3.1.1 裂缝宽度≥0.3mm时，应先铲除面层，然后以压力注射环氧树脂浆液封闭裂缝；裂缝宽度<0.3mm时，则扫二度环氧树脂浆液封闭裂缝，之后重新批挡梁面层。
3.1.2 为加强原设计的梁腰筋之不足，在梁长范围内，在梁的两侧各粘贴三道碳纤维，之后重新批挡梁面层。（如图2）
3.2次梁裂缝的处理
次梁的裂縫，均是细小的表面裂缝。铲除面层后，扫二度环氧树脂浆液封闭裂缝，之后重新批挡梁面层。
3.3 楼板裂缝的处理
楼板沿裂缝凿出小的倒三角沟槽，以压缩空气吹去灰尘，再用环氧树脂胶泥填缝，之后重新浇注面层。（如图3）
3.4 砖砌体墙的裂缝处理
墙体沿裂缝凿出一条小三角型沟槽，以压缩空气吹去灰尘，用膨胀水泥砂浆填缝，之后重新批挡面层。（做法类似图3）
4. 裂缝处理的效果
本工程结构经过补强修复后，已交付甲方使用了多年，经甲方反应，厂房及仓库再没出现过裂缝，对此，甲方感到十分满意。
5. 常见裂缝的原因、预防措施和处理方法
5.1 钢筋混凝土梁侧面竖向裂缝和梁上下边缘的水平龟裂缝。
5.1.1 裂缝特征：裂缝多在梁侧面高度中部，呈中间大两头小的趋势，深浅不一；龟裂缝多在梁上下边缘出现，且沿梁长非均匀分布。
5.1.2 开裂原因：温度应力造成的温度裂缝或养护不够造成的干缩裂缝
5.1.3 预防措施：尽量避免高温时浇筑混凝土，加强保温隔热，加强混凝土和模板的浇水养护。
5.1.4 处理方法：用环氧树脂浆液封闭裂缝；若裂缝宽度大于1.0mm，可用微膨胀水泥浆液修补。
5.2 钢筋混凝土梁集中荷载处的裂缝。
5.2.1 裂缝特征：主次梁交接处的斜向裂缝。
5.2.2 开裂原因：设计加密箍筋或吊筋配筋不足，设计或施工混凝土强度过低，施工时钢筋位置上移。
5.2.3 预防措施：按规范规定设计加密箍筋或吊筋，保证混凝土强度要求，施工时注意钢筋不要错位偏位。
5.2.4 处理方法：将裂缝用环氧胶泥嵌补，然后，采用粘贴碳纤维布、粘钢板加固等技术措施进行加固处理。
5.3 钢筋混凝土梁水平顺筋裂缝。
5.3.1 裂缝特征：裂缝与梁主筋方向一致，位置与梁主筋位置几乎对应。
5.3.2 开裂原因：混凝土保护层过薄，混凝土使用了含氯外加剂，钢筋锈蚀、氧化铁膨胀，建筑使用环境中有腐蚀性气体或液体侵入混凝土。
5.3.3 预防措施：设计时考虑加大保护层厚度，施工时确保混凝土保护层厚度；使用不含氯化物的外加剂；对钢筋混凝土梁做好防腐处理并做好维护。
5.3.4 处理方法：先将裂缝用环氧胶泥嵌补，然后，采用外包型钢加固、粘贴碳纤维布、粘钢板加固等技术措施进行加固处理。
5.4 钢筋混凝土梁垂直裂缝和斜裂缝。
5.4.1 裂缝特征：裂缝出现在梁跨中部位或梁两端，裂缝一直延伸至梁底。
5.4.2 开裂原因：设计截面尺寸选择不当、正截面受拉主筋配筋不足、斜截面横向箍筋配筋不足；施工时，混凝土实际强度偏低、受拉主筋上浮移位或少放、斜截面横向箍筋少放、施工荷载超载，使用荷载过大。
5.4.3 预防措施：严格按规范要求进行设计，施工时严格按设计及相关规范要求进行施工，施工及使用过程中的荷载不得超过设计荷载。
5.4.4 处理方法：先将裂缝用环氧胶泥嵌补，然后，采用外包钢筋混凝土套加固、粘贴碳纤维布加固、外包型钢加固、粘钢板加固、u形箍加固等技术措施进行加固处理。
5.5 钢筋混凝土连续梁负弯矩裂缝。
5.5.1 裂缝特征：裂缝出现在近支座部位或主次梁交接部位，为竖向裂缝，裂缝宽度上大下小，至梁下端受拉主筋处闭合。
5.5.2 开裂原因：钢筋混凝土梁支座负弯矩过大，导致负弯矩受拉区开裂。
5.5.3 预防措施：在梁端加强负筋，或配置一定数量的构造钢筋。
5.5.4 处理方法：将裂缝用环氧胶泥嵌补，然后，采用粘钢板加固等技术措施进行加固处理。
5.6 钢筋混凝土梁受压区裂缝。
5.6.1 裂缝特征：裂缝出现在钢筋混凝土梁受压区附近，位于梁上端，水平裂缝和垂直裂缝交织，形成网状。
5.6.2 开裂原因：钢筋混凝土梁设计截面尺寸选择不当、受压区配筋不足；施工时，混凝土实际强度偏低，受压区主筋下浮移位或少放，施工荷载超载，使用荷载过大。
5.6.3 预防措施：严格按规范要求进行设计，施工时严格按设计及相关规范要求进行施工，施工及使用过程中的荷载不得超过设计荷载。
5.6.4 处理方法：将裂缝用环氧胶泥嵌补，然后，在受压区采用粘钢加固技术措施进行加固处理。
5.7 钢筋混凝土楼板裂缝。
5.7.1 裂缝特征：裂缝多为板角斜裂缝或板中横向、纵向杂乱的龟裂。
5.7.2 开裂原因：温度应力造成的温度裂缝，养护不够造成的干缩裂缝，水泥的安定性不合格而出现的龟裂，板内埋设的大量PVC管造成应力集中而出现裂缝。
5.7.3 预防措施：尽量避免高温时浇筑混凝土，加强保温隔热，加强混凝土和模板的浇水养护，使用合格的材料，减少板内预埋管道，加厚楼板厚度及加强板构造钢筋。
5.7.4 处理方法：环氧树脂胶泥封闭裂缝。若通长贯通的裂缝且裂缝宽度大于0.3mm的，还需粘贴碳纤维布加固。
5.8 砖砌体墙的裂缝。
5.8.1 温差变形引发的砖砌体裂缝。
裂缝特征：顶层墙斜裂缝，形态呈“八”字或“X”型。
开裂原因：屋面没有做隔热层或隔热效果不好，造成屋面受热膨胀向外推出，導致填充墙出现裂缝，其裂缝为温度应力所致。
预防措施：按要求设置隔热层，提高砂浆强度和砂浆饱满度，提高抹灰的抗裂能力。
处理方法：膨胀水泥砂浆填缝，可加设钢筋网片进行修补。
5.8.2 基础不均匀沉降引起的砖砌体裂缝。
裂缝特征：一般在建筑物下部，由下往上发展，呈“八”字、或倒“八”字、水平缝及竖向缝。
开裂原因：基础不均匀沉降。
预防措施：在无地质勘察资料的情况下，严禁做施工图设计，设计的时候严格按规范要求设计；施工时严格按照设计要求施工，在未经设计单位同意的情况下，不得擅自更改施工图纸，不得擅自变更建筑物使用功能。
处理方法：根据裂缝发展情况采取上部结构加固或基础加固处理；墙体视情况拆除重砌或用膨胀水泥砂浆填缝，并加设钢筋网片进行修补。
5.8.3 较长墙段中部及外墙窗台下的竖斜裂缝。
开裂原因：砖砌体稳定性差，体积不稳定；砖砌体含水率不符合要求；砖砌体表面太光滑，粘结性能差；竖缝砂浆不饱满；施工单位对施工规程不熟悉，缺少使用经验。
预防措施：确保砖砌体使用前的稳定期；严格控制砖砌体含水率；严格按有关操作规程和构造要求施工，如在较长墙段中部及窗台下设通长构造筋等；改善砖面造型。
处理方法：膨胀水泥砂浆填缝，可加设钢筋网片进行修补。
6. 结语
在混凝土结构及砖砌体墙中，会或多或少地出现各种裂缝，要正确地分析裂缝，认识裂缝，才能对裂缝作出正确的判断及处理方法。一般地说，从结构性质出发，裂缝分为结构性裂缝与非结构性裂缝。
对于结构性裂缝的出现，应找出引起结构性裂缝出现的原因，裂缝的发展趋势，裂缝对结构的破坏程度，以及判别裂缝对结构安全的危险程度。分析及判断能否对裂缝进行加固补强，及如何进行加固补强。
而通常情况下建筑物出现的大量的混凝土裂缝及砖砌体墙裂缝，多为非结构性的温度裂缝或混凝土的干缩裂缝。这种非结构性裂缝，对结构的安全不构成直接的影响，对其进行简单的修补及修复即可。
随着我国经济的不断发展和建筑技术的不断进步，对混凝土结构及砖砌体墙裂缝的预防及处理办法必将更加的科学与有效。
参考文献：
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[2]GB50010-2010混凝土结构设计规范[S]。
[3]吕西林，金国芳。建筑结构加固设计[J]。北京，科学出版社，2001
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