在建筑工程结构中易发生的质量事故.docx
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在建筑工程结构中易发生的质量事故
在建筑工程结构中易发生的质量事故
及现场结构检测的探讨
新疆建设工程质量安全检测中心
孔繁玲
一、概述：
建筑物（砖混、钢筋混凝土结构）在规定的时间内（结构的设计基准期一般为50年、70年），在规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维护），应满足安全性、使用性、耐久性的要求。
安全性：
指结构在规定的条件下应能承受可能出现的各种荷载作用。
使用性：
指结构在正常使用时，其变形、裂缝或振动等性能均满足规定的限值。
耐久性：
指结构在正常使用、正常维护情况下，其材料性能虽随时间推移发生恶化，但仍满足预定功能要求。
当建筑物由于某种原因不能满足某项功能的要求或对满足某项功能要求产生怀疑时，就需要对建筑物的整体结构、结构的某一部分或某些构建进行检测。
导致建筑物不能满足预定功能的原因大致有如下几个方面：
1、设计不周或有误。
如对工程地质、水文地质、地基情况了解不全；地基承载力估计太高；漏算或少算作用于结构上的荷载；结构计算图形于实际受力情况不符；设计人员受力分析概念不清；结构内力计算错误。
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2、施工质量低劣。
如混凝土强度等级低于设计要求；钢筋
混凝土结构构建有蜂窝、空洞、露筋等缺陷；钢筋力学性能不符合设计要求；砌体砌筑方法不当，造成通缝，空心砌块不按设计要求灌注混凝土芯柱；钢结构的焊缝质量或焊缝高度达不到设计要求。
3、使用或改造不当。
未经核算就在原有建筑物上加层或对其进行改造，造成原有建筑结构承载力不足；使用过程种任意改变用途加大荷载；随意拆除承重墙或墙上开洞。
4、使用环境恶化。
结构长期受到高温、振动、酸、碱、盐、杂散电流等不力因素作用，引起结构构建的腐蚀和损伤等。
为了了解结构的安全性、使用性、耐久性是否满足要求，需要对结构进行检测、鉴定，对其可靠性作出正确评价，然后进行维修或加固，以提高结构的安全性，延长其使用寿命。
各类结构发生事故的比例表-1
事故类型
比例（％）
地基基础破坏
2．0
墙、柱
砖墙、砖柱倒塌
16．7
22．3
混凝土墙、柱倒塌
1．4
木柱倒塌
0．2
墙柱在施工过程中失稳
4．0
框架结构破坏
1．6
屋架
木屋架和钢木屋架倒塌
11．5
37．0
钢筋混凝土屋架倒塌
9．4
钢屋架倒塌
15．7
悬索和折板倒塌
0．4
梁、板
钢筋混凝土梁倒塌
4．0
8．0
楼板、屋面板倒塌
3．2
木梁倒塌
0．8
砖拱破坏倒塌
4．2
悬臂结构破坏倒塌
9．6
构筑物倒塌
5．0
摸板工程倒塌
6．5
改建和使用
不当
加层建筑倒塌
1．4
2．2
使用不当破坏倒塌
0．8
其它局部倒塌
1．6
从上表有关部门对我国各类结构工程事故的调查结果来看，脆性材料建造的结构如砌体结构（特别是砖墙、砖柱）较易发生倒塌事故，而混凝土结构和钢结构事故频率较低；屋架和悬臂结构多余约束比较少，局部破坏即可引起倾覆或倒塌事故。
因此，对这三类结构尤其应因起结构检测时的重视。
二、建筑结构检测所用标准：
（一）、所采用的标准：
《建筑结构检测技术标准》GB/T50344--2004
《建筑工程施工质量验收通一标准》GB50300--2001
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002（2011版）
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《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203--2011
《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23--2011
《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》CECS0-2005
《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS03:
2007
《砌体工程现场检测技术标准》GB/T50315--2011
（二）、标准使用范围：
1、对于新建建筑工程结构的工程质量强调了一般情况下应按《建筑工程施工质量验收通一标准》GB50300—2001和相应结构施工质量验收规范进行验收。
当遇到以下情况时，应按《建筑结构检测技术标准》GB/T50344—2004进行检测：
（1）、涉及结构安全的试块、试件以及有关材料检验数量不足；
（2）、对工程质量的抽样检测结果达不到设计要求或有争议；
（3）、对施工质量有怀疑或争议，需要通过检测进一步分析结构的安全性；
（4）、发生工程事故，需要通过检测分析事故的原因及对结构安全的影响；
（5）、国家或地方建设行政主管部门组织的工程质量抽查。
2、对于既有建筑结构工程，当遇到下列情况之一时，应对既有建筑结构现状缺陷和损伤、结构构件承载力、结构变形等涉及结构性能的项目进行检测：
（1）、建筑结构安全鉴定；
（2）、建筑结构抗震鉴定；
（3）、建筑大修前的可靠鉴定；
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（4）、建筑改造用途、改造、加层或扩建前的鉴定；
（5）、建筑结构达到设计使用年限要继续使用的鉴定；
（6）、受到灾害、环境侵蚀等影响建筑的鉴定；
（7）、对既有建筑结构的工程质量有怀疑或争议。
（三）、选择检测方法的原则：
应根据检测的项目、检测的目的，建筑结构的状况和现场的条件选择使用的检测方法。
通常可选用如下的检测方法：
1、有相应标准的检测方法；
2、有关规范和标准规定或建议的检测方法；
3、扩大检测标准适用范围的检测方法；
4、检测单位自行开发或引进的检测方法；
选用上述检测方法时应遵守如下的原则：
如对同一种方法，地方标准和国家标准或行业标准不一致时，有地区特点的部分宜按地方标准执行，但检测的基本原则和基本操作要求应按国家标准或行业标准执行。
三、建筑结构检测分类及内容：
（一）、施工过程中质量控制检验；
主要是1：
建筑材料进场复验和见证取样送样检验（主要是混凝土、砌筑砂浆试块、钢筋及连接接头试件、砖和小型砌块、水泥、掺加剂、防水材料、国家规定必须实行见证取样和送样的试块、试件和材料）。
2：
施工工序的检验（每道工序应按相应的技术标准进行质量控制、各相关专业工种之间，应进行交接检验）。
（二）、检验批质量验收检验；分部分项工程的主控项目和
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一般项目。
（三）、结构工程的实体检验；分部工程的抽样检验（梁、板和悬挑构件钢筋保护层厚度抽检）：
对梁、板类构件抽2%且不少于5个构件，当有悬挑构件时，抽取构件中悬挑梁、板类构件所占比例不宜小于50%。
（四）、对结构工程质量检测；分为（在建）建筑工程结构工程质量检测和既有建筑结构性能检测。
由于建筑工程是多道工序和众多构件组成，所以无论是新建工程的质量检测，还是已有建筑的可靠性检测，都只能采取抽样检验的方法。
在建结构工程质量检测和既有建筑结构性能检测大致相同，只是已有建筑结构性能检测可能面对的结构损伤和材料老化问题多一些，现场检测遇到问题的难度要大一些。
检测时可根据结构实际情况或工程特点确定重点内容。
（五）、既有建筑工程结构性能检测：
1、既有建筑的正常检查；
一般的产权所有者或业主进行的正常检查维护。
2、既有建筑的常规检测；
我国没有年检制度和正常检查制度是我国建筑管理方面的一大缺憾。
年检制度和正常检查制度是避免发生恶性事件的必要措施，是及时采取防范和维修错施，避免重大经济损失的先决条件。
《建筑结构检测技术标准》GB/T50344—2004规定的已有建筑物进行年检工作重点是使用的安全，检查的重点都是近年来出
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现事故造成人员伤亡和相应经济损失的部位。
当年检发现难于解
决的问题时，可委托有资质的检测单位进行检测。
同时，还规定了在建筑使用年限内建筑结构的常规检测，一般宜在10~15年左右进行第一次常规检测，对于处于恶劣环境中的建筑结构，宜缩短常规检测年限。
并规定了常规检测的重点部位。
这些部位主要是：
出现渗、漏水部位的构件；
有较大反复荷载或动力荷载作用的构件；
暴露在室外的构件；
受到腐蚀性介质侵蚀的构件；
受到污染影响的构件；
和侵蚀性土壤直接接触的构件；
受到冻融影响的构件；
委托方年检怀疑有安全隐患的构件；
容易受到磨损、冲撞损伤的构件；
3、建筑结构的专项检测（加固、事故、火灾等）；
具体实施时，根据现场实际现状、结构类型、损伤的类别、损伤程度和原因、委托方的检测目的和要求等情况来确定现场检测的重点和所选择的方法，在后面给予概要介绍。
此类检测在新疆每年都在递增。
4、建筑结构可靠性鉴定。
分为两类鉴定：
安全性鉴定和使用性鉴定。
具体实施时，应根据鉴定的目的和要求进行选择。
结构安全性鉴定按构件、子单元、鉴定单元三层次进行鉴定。
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对于加固补强的设计和施工中，有几点必须注意：
新、旧混凝土（或钢筋）连接必须牢靠，施工时须严格按施工工序作业，其相应的各道工序不能少（如混凝土表面的打毛、清洗）；加固施工时应尽可能减少搂面荷载，这样有利于发挥后加部分和原结构的协同作用。
四、﹟钢筋混凝土结构的检测：
钢筋混凝土结构的现场质量检测项目主要有：
混凝土强度、内部缺陷、混凝土外观质量和缺陷、构件尺寸和偏差、变形和损伤、钢筋的配置、锈蚀，必要时，可进行现场结构荷载试验。
由于混凝土是非均质性材料，各项物质随机交织在一起，形成复杂的内部结构，再加之混凝土通常是在现场进行（配料、搅拌）、成形、养护，每个环节稍有不慎就影响其质量，因此，对钢筋混凝土结构其首选的检测项目是混凝土的强度。
其次是根据工程的质量情况来选择检测项目。
如构件有裂缝，需检测裂缝的宽度和深度；有时，为进一部了解裂缝开展的原因，还需检测其配筋情况；当混凝土中钢筋锈蚀严重时，需检测钢筋的锈蚀程度，必要时，检测混凝土氯离子含量；总之检测项目需根据工程的实际情况进行确定。
（一）、混凝土强度检测
1、结构混凝土强度现场检测方法，可分为非破损法和局部破损法。
（1）、非破损法是以某些物理量和混凝土立方体试块强度之间的相互关系为基本依据，在不损坏结构的前提下，测试混凝土的这些物理特性，并按其相关关系推算出混凝土的抗压强度。
目前
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常用的非破损法测强技术有回弹法、超声法、超声回弹综合法。
（2）、局部破损法是在不影响结构承载力的前提下，从结构物上直接取样作试验或进行局部破损试验，根据试验结果确定混凝土抗压强度的方法，目前常用的方法有钻芯法、拔出法、剪压法。
检测操作和强度推定应分别遵守相应的技术规程的规定。
2、混凝土抗压强度检测方法的选择应符合下列规定：
①所选方法应满足相应的技术规程的要求。
②当被检测混凝土的表层质量不具有代表性时，应采用钻芯法；当被检测混凝土的龄期或抗压强度超过回弹法、超声回弹综合法或后装拔出法等相应技术规程限定的范围时，应采用钻芯修正的方法检测；
③用钻芯发对非破损检测方法进行修正时，芯样直径不宜小于90mm,芯样数量不应少于6个；芯样在进行抗压试验前需对其平整度和垂直度进行测量，对不满足要求的芯样在端面应进行磨平或补平处理；
④对于已竣工一年已上的建筑工程，在同一建筑中，不同搂层、不同构件（梁、板）的混凝土设计强度等级相同时，允许用同一修正系数对不同搂层、不同构件（梁、板）的混凝土强度进行修正。
3、非破损方法检测混凝土强度时，宜用随机抽样的方法，且抽检构件数量不应小于《建筑结构检测技术标准》GB/T50344—2004给出的最小值。
4、回弹法检测混凝土强度时，每个构件的测区数不宜少于10个（对于门、窗过梁、圈梁等小构件，测区数不应少于5个）
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5、受到环境侵蚀或遭受火灾、高温等影响构件中未受到影响部分混凝土强度，可采用下列方法检测；
①采用钻芯法检测，在加工芯样试件时，应将芯样上的混凝土受影响层切除；混凝土受影响层的厚度可依据具体情况分层按最大碳化深度、混凝土颜色产生变化的最大厚度、明显损伤层的最大厚度确定，也可按超声测缺的方法确定损伤层的最大厚度；
②当混凝土受影响层能剔除时，可采用回弹法或回弹结合钻芯修正的方法检测，但回弹测区的质量应符合相应技术规程的要求。
（二）、混凝土构件质量缺陷和裂缝的检测；
1、混凝土构件外观质量和缺陷的检测可分为蜂窝、麻面、孔洞、夹渣、露筋、裂缝疏松松区和不同时间浇筑的混凝土结合面质量等项目。
2、混凝土构件外观缺陷，可采用目测和尺量方法检测。
3、对结构或构件裂缝的检测，应遵守下列规定：
（a）检测项目，应包括裂缝的位置、长度、宽度、深度、形态和数量；裂缝宜采用图形或照片的形式记录；
（b）裂缝深度，可采用超声法检测，必要时可钻取芯样予以验证；
（c）对于仍在发展的裂缝应进行定期的观测，提供裂缝发展速度的数据；
（d）裂缝的观测，应按《建筑变形测量规程》JGJ/T8的有
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关规定进行。
4、混凝土内部缺陷的检测，可采用超声法、冲击反射法等非破损方法；必要时可采用局部破损方法对非破损的检测结果进行验证。
5、检查混凝土构件外观质量时，悬挑梁（板）、底层柱、顶层梁应作为检查重点。
6、钢筋混凝土结构中的非承重墙及饰面砖、女儿墙有损伤（裂缝、剥落、倾斜等）时，应检查其损伤状况，并提出相应的处理意见。
（三）、混凝土构件尺寸；
1、构件的尺寸可按《混凝土借结构工程施工质量验收规范》GB50204的规定方法进行检测，抽样检测时同类构件的抽检数量不宜少于总数的确10%，且不少欲3件。
2、对于受到环境侵蚀和灾害影响的构件，其截面尺寸应在损伤最严重的部位量测，在检测报告中应提供量测的位置和必要的说明。
（四）、结构构件变形检测和建筑物沉降观测
1、混凝土结构或构件变形的检测可分为构件的挠度、结构的倾斜和基础不均匀沉降等项目。
2、混凝土结构构件的挠度，可用激光测距仪、水准仪或拉线等方法检测。
3、混凝土构件或结构的倾斜，可用经纬仪、三轴定位仪或吊垂等方法检测，宜区分倾斜中施工偏差造成的倾斜、变形造成的倾斜、灾害造成的倾斜等。
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（五）、混凝土裂缝产生的原因及防治
钢筋混凝土结构是多种不同材料经拌合、振捣、养护后成形的，从微观看，混凝土是带裂缝工作的，重要的是如果避免可见裂缝，特别是不出现对结构的安全有影响的裂缝。
引起裂缝的原因有很，但可归结成两大类：
第一类，有外荷载引起的裂缝，也称为结构性裂缝、受力裂缝，其裂缝和荷载有关，预示结构承载力可能不足或存在严重问题。
第二类，有变形引起的裂缝，也称为非结构性裂缝，如温度变化、混凝土收缩、地基不均匀沉降等因素引起的变形，当此变形得不到满足，在结构构件内部产生自应力，当此自应力超过混凝土允许拉应力时，即会引起混凝土裂缝，裂缝一但出现，变形得到满足或部分得到满足，应力就发生松弛。
两类裂缝有明显的区别，危害程度也不尽相同，有时两类裂缝融合在一起。
根据资料总结，两类裂缝中，变形引起的裂缝占主导，约占结构物总裂缝的80%，其中包括变形和荷载共同作用，但以变形为主所引起的裂缝约占20%，其中包括变形和荷载共同作用，但以荷载为主所引起的裂缝。
限制裂缝宽度的理由有两个，一是过宽的裂缝会引起混凝土中钢筋的锈蚀，降低结构的耐久性，二是过宽的裂缝会损伤结构外观，引起使用者的不安。
①混凝土裂缝产生的原因、特征和表现
几种典型的混凝土裂缝产生原因，特征和表现见下表：
（详附件）
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②防止和减轻混凝土裂缝的措施
（详后页）
③混凝土裂缝的修补
有表面处理法：
表面涂刷法、环氧浆液粘贴玻璃丝布法、表面抹灰法、表面缝合法。
填充密封法：
刚性材料填充法、弹性材料填充法
刚弹性材料填充法。
压力灌浆法：
纯水泥浆灌浆法、化学灌浆法。
（六）、钢筋混凝土中钢筋位置和钢筋锈蚀程度的检测
①钢筋位置的检测可分为钢筋的位置、保护层厚度、直径、数量等项目。
②钢筋位置的检测可分为钢筋的位置、保护层厚度、钢筋数量，宜采用非破损的电磁感应法或雷达法进行检测，抽样检验时同类构件的抽检数不宜少于总数的确10%，且不少于3件。
必要时可凿开混凝土进行钢筋直径的验证或保护层厚度的验证。
③当有相应检测要求时，可对框架柱和墙体的拉结筋进行检测。
④钢筋锈蚀状况的检测可根据测试条件和测试要求选择剔凿检测方法、电化学测试方法、或综合分析判定方法。
⑤钢筋锈蚀状况的剔凿检测方法、为剔凿出钢筋直径测定钢筋的剩余直化径。
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⑥钢筋锈蚀状况的电化学测定方法和综合分析判定方法，宜采用剔凿检测方法。
⑦当对钢筋强度有怀疑时可凿开混凝土，截取钢筋试样，对钢筋进行力学试验。
⑧对悬挑构件除应进行钢筋的位置、直径、数量检测外，尚应重点检测混凝土保护层厚度。
（七）、钢筋混凝土中氯离子含量的检测
在分析钢筋混凝土中钢筋的腐蚀情况，往往要分析钢筋混凝土中氯离子的含量和侵入深度，含量可用硝酸银滴定法测定。
此种检测每年都有几个工程。
（八）、水泥体积安定性的检测
对浇筑的混凝土水泥安定性的检测，主要采用目测。
检测人员必须对受检的混凝土的外观质量进行仔细检查，如发表面已有裂缝、疏松、崩溃等严重破坏状态，则说明水泥安定性不合格。
对结构混凝土有严重影响者，应将有关部位的混凝土予以拆除。
（九）、钢筋混凝土结构火灾后的检测
火灾后钢筋混凝土构件的受力性能主要和火灾的温度和火灾持续时间有关。
火灾温度越高，持续时间越长，混凝土和钢筋的力学性能退化越严重；反之，损伤程度则轻。
因此，对受火灾或高温损伤的混凝土的检测，除用前面叙述的各种检测混凝土结构的方法，检测混凝土的强度、裂缝等外，还应结合火灾的特点，增加判别火灾温度等内容。
混凝土受火灾温度作用，混凝土会发生水分蒸发，水泥浆体疏松、脱水、分解、骨料晶体分解、开裂和强度降低等一系列变
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化。
检测受火灾的混凝土强度，一般用取芯法和超声法。
火灾后，对混凝土结构进行综合评定：
评定时将混凝土结构构件按损伤程度分为：
危险构件、严重损伤构件、中度受2构件和轻度受损构件。
火灾后混凝土构件的评估详下表：
（详后页）
（十）、结构的静载试验
当结构性能难以通过计算、检测证明是否满足规定要求时，则荷载试验将是结构性能综合评定的最可行的方法。
如精河粮库的24米屋架试验。
五、﹟砌体结构的检测
砌体结构检测的内容主要有强度和施工质量，其中强度包括：
砌筑块材强度、砌筑砂桨强度及砌体强度。
施工质量包括组砌方式、灰缝砂浆饱满度、灰缝厚度、截面尺寸、砌筑质量和构造、损伤和变形等。
（一）强度
1、砌体抗压强度的检测
有原位轴压法、扁顶法。
2、砌体抗剪强度的检测
有原位单剪法、原位单砖双剪法。
3、砌体砂浆强度的检测
有推出法、筒压法、砂浆片剪切法、点荷法、射钉法。
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4、砖抗压强度的检测
有砖强度直接取样法、砖强度回弹法
（二）、砌筑质量和构造
砌筑构件的砌筑质量检测可分为：
砌筑方法、砌体灰缝质量、砌体偏差和留槎及洞口等项目。
砌体结构的构造检测可分为：
砌筑构件的高厚比、梁垫、壁柱、予制构件的搁置长度、大型构件端部的锚固措施、圈梁、构造柱或芯柱、砌体局部尺寸和拉接筋等项目。
上述各项目的具体检测方法如下：
（详后页）
（三）、变形和损伤
砌体结构变形和损伤的检测可分为裂缝、构件倾斜、基础不均匀沉降、环境侵蚀损伤及人为损伤等项目。
（详后页）
（四）、砌体裂缝产生的原因
砌体结构产生裂缝的情况很普通，其主要原因大致可以分为以下几个方面。
1、地基不均匀沉降；
地基不均匀变形引起的裂缝和工程地质条件、基础构造、上部结构刚度、建筑体形以及材料和施工质量等因素有关，常见裂缝有以下几种类型：
（1）斜裂缝；
（2）窗间墙上水平裂缝；（3）竖向裂缝；
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（4）单层厂房和生活间连接墙处的水平裂缝。
2、温度变形；
由于温度变化引起砖墙、砖柱开裂的情况较普遍。
最典型的是位于房屋顶层墙上的“八字形裂缝”。
3、建筑构造；构造不合理也会造成砖墙裂缝。
4、施工质量；
组砌方法不合理，重缝、通缝、予留脚手架眼的位置不当、新旧墙结合处、圈梁不封闭、变形缝设置不当等易引起裂缝的发生。
5、相邻建筑的影响；
6、受力裂缝；
砖砌体受力后开裂的主要特征是：
一般轴心或小偏心受压的墙、柱裂缝方向是垂直的；在大偏心受压时，可能出现水平方向裂缝，裂缝位置常在墙、柱下部1/2位置，上、下两端除了局部承压承载力不足外，一般很少有裂缝。
裂缝宽度0。
1~0。
3mm不等，中间宽、两端细。
通常在楼盖支承拆除后立即可见裂缝，也有少数在使用荷载突然增加时开裂。
在梁底由于局部承压承载力不足也可能出现裂缝，其特征和上述的类似。
砖砌体受力后产生裂缝的原因比较复杂，设计断面过小，稳定性不够，结构构造不良，砖及砂浆强度等级过低均可能引起开裂。
（五）、砌体裂缝的修补
砌体一旦发生裂缝，应首先分析开裂原因，鉴别裂缝性质，并观察裂缝是否稳定及其发展状况。
这可以从构件受力特点，建
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筑物所处的环境条件，以及裂缝所处的位置，出现的时间及形态综合加以判断。
如在裂缝处抹石膏饼观察其变化。
在裂缝原因已查清的基础上，采取有效的措施进行补强。
对于除荷载裂缝（受力裂缝）外，不至于危及结构安全且已经稳定的裂缝，常采用以下修补方法。
1、填缝封闭修补法
2、配筋填缝封闭修补法
3、灌浆修补法
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结构常见变形裂缝及相关问题的分析
1、常见裂缝及开裂原因、
1．1、温度和收缩变形
1．2、构件变形造成的裂缝
2、变形裂缝问题的危害
3、裂逢的性质和责任
3．1裂缝是质量问题
3．2裂缝的责任
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