地下室裂缝分析Word文档下载推荐.docx

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然后用非焦油型聚氨酯防水涂料对裂缝处做二布四涂加强处理。

２）对整个地下室外墙，用非焦油型聚氨酯防水涂料做一布二涂防水处理。

３）基坑回填土采用粘土，每层不超过３００ｍｍ，分层夯实。

４）采取以上措施后，地下室外墙的内侧仍有少量裂缝渗水，经各方认证后决定采用水溶性聚氨酯灌浆的方法进行治理。

工艺如下：

灌浆孔设计，采用骑缝灌浆，沿裂缝将混凝土凿成“Ｖ”形槽，槽口宽度为８０ｍｍ，槽深为５０ｍｍ；

采用聚合物砂浆作封缝材料封缝和固结灌浆嘴；

压水试验；

灌浆，采用水溶性聚氨酯通过灌浆嘴进行化学灌浆，灌浆压力为０．４ＭＰａ。

该工程裂缝长度共计１５０ｍ，经过以上四个步骤的处理后，地下室无渗漏，混凝土表面干燥，取得了令人满意的效果。

1　工程概况　

　　深圳市某住宅钢筋混凝土工程主体由三栋塔楼和二层地库组成，地下室的第一层为设备层，第二层为地下车库。

工程总建筑面积8万多m2，其中地下室总面积约为16000m2，本工程为建筑一类工程，工程建筑耐久等级为一级。

塔楼采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构，塔楼间的地下室采用现浇钢筋混凝土框架结构，基础采用人工挖孔桩，地下室底板厚500mm，地下室外墙厚400mm。

　　本工程混凝土强度等级为：

墙柱C35～C45，梁板C30～C40，其余部位C10～C20。

混凝土保护层厚度为15mm～35mm。

2　裂缝调查

　2.1　调查内容　　

（1）裂缝情况：

包括裂缝位置、长度、宽度、深度、性质和发展情况等。

（2）设计、施工情况:

包括裂缝相应位置的结构构造、混凝土强度等级、施工工艺和养护情况。

　2.2　调查方法和手段

　　2.2.1　调查方法　　

　　裂缝调查采用普查与典型调查相结合的方法。

对于裂缝比较集中的地下室D轴线附近的裂缝分布情况进行普查（D轴线为塔楼和地下室交界处），对裂缝深度进行抽查，并对比较典型的裂缝的发展情况进行跟踪调查。

　　2.2.2　调查手段　　

　　本次调查采用的设备和工具主要有以下几种：

（1）裂缝位置　主要根据设计图，借助于钢尺、相机等进行检查调查，并绘制裂缝分布图。

（2）裂缝宽度　使用塞尺、刻度放大镜进行测量。

　　（3）裂缝长度　用钢尺和皮尺测量。

　　（4）裂缝深度　按照规范要求用超声波仪测量超声波发送和响应时间，经过计算得到裂缝深度。

　2.3　裂缝调查

　　2.3.1　地下室裂缝情况　　

（1）裂缝部位、长度和宽度　　

　　对地下室负一层和负二层沿D轴线附近的裂缝进行了初步调查，负一层的裂缝情况见表1，负二层的裂缝情况见表2。

　　地下室负一层裂缝统计部位顶板裂缝数（条）裂缝宽度b（mm）裂缝数（条）占顶板总裂缝数（%）占负一层总裂缝数（%）顶板80b≤0.15568.7555.60.1＜b≤0.2202520.20.2＜b≤0.333.753.03b＞0.322.52.02部位墙面裂缝数（条）裂缝宽度b（mm）裂缝数（条）占墙面总裂缝数（%）占负一层总裂缝数（%）墙面19b≤0.1421.14.040.1＜b≤0.2842.18.080.2＜b≤0.3421.14.04b＞0.3315.83.03部位负一层裂缝数（条）裂缝宽度b（mm）裂缝数（条）占负一层总裂缝数（%）地下室负一层汇　总99b≤0.15959.60.1＜b≤0.22828.30.2＜b≤0.377.07b＞0.355.05　　　　　　　　　

　　地下室负二层裂缝统计部位顶板裂缝数（条）裂缝宽度b（mm）裂缝数（条）占顶板总裂缝数（%）占负二层总裂缝数（%）顶板33b≤0.11030.322.20.1＜b≤0.21751.537.80.2＜b≤0.3515.211.1b＞0.313.032.2部位墙面裂缝数（条）裂缝宽度b（mm）裂缝数（条）占墙面总裂缝数（%）占负二层总裂缝数（%）墙面12b≤0.1541.711.10.1＜b≤0.2541.711.10.2＜b≤0.3216.74.4b＞0.3000部位负二层裂缝数（条）裂缝宽度b（mm）裂缝数（条）占负二层总裂缝数（%）地下室负二层汇　总45b≤0.11533.30.1＜b≤0.22248.90.2＜b≤0.3715.6b＞0.312.2　　　　　　　　　

　　地下室裂缝深度抽查结果裂缝编号7374751112测点1234512345123451234512345裂缝深度（cm）5.16.79.38.37.94.87.68.17.56.48.06.97.97.37.17.06.56.35.96.08.16.85.96.98.2平均深度（cm）7.56.97.46.37.2　

（2）裂缝深度　　

　　对地下室部分裂缝的深度进行了抽查，抽查结果见表3所示。

　　2.3.2　跟踪调查　　

　　对地下室混凝土的部分裂缝的宽度进行了跟踪调查，调查结果表明：

地下室的少量裂缝在继续发展，不过发展趋势不大；

在地下室顶板和墙面分别有少量新的裂缝产生。

　2.4　裂缝特征分析　　

　　调查发现地下室的裂缝主要集中于D轴线附近，并且地下室的裂缝具有以下特点：

（1）顶板裂缝大多数与跨度方向呈45℃左右的斜角，个别裂缝穿过两块以上的板。

（2）顶板呈斜角的裂缝多数相互平行，且集中于D轴线附近板的一角。

　　（3）顶板的裂缝大多数集中于塔楼和地下室交界的D轴线两侧。

　　（4）墙面裂缝多数垂直地面且相互平行，宽度自下而上逐渐变窄。

　　（5）地下室部分裂缝相交呈八字形。

3　裂缝原因研究

　　3.1　混凝土裂缝的类型和产生原因　　

　　混凝土的裂缝按产生的时间可分为硬化前裂缝、硬化过程裂缝和完全硬化后裂缝。

按引起裂缝产生的原因把混凝土裂缝分为二大类〔

　　第一大类，由第一类外荷载引起的裂缝，包括按照常规计算的主要应力引起的“荷载裂缝”，以和由结构次应力引起的“荷载次应力裂缝”，二者通称为结构性裂缝、受力裂缝。

　　第二大类，由第二类荷载即变形变化引起的裂缝，包括温度、湿度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素引起的裂缝，也称非结构性裂缝。

　　上述两类裂缝的区别是：

前者从外荷载的作用、结构内力的形成，直至裂缝的出现与扩展，似乎都在同一时间瞬时发生并一次完成，是个“一次”过程。

而变形荷载的作用，从环境的变化，变形的产生，到约束应力的形成，裂缝的出现与扩展等都不是在同一时间瞬时完成的，它有一个“时间过程”，称之为“传递过程”，是一个多次产生和发展的过程。

　　3.2　裂缝原因分析　　

　　根据调查结果分析，以和对地下室裂缝的初步跟踪调查，地下室有些裂缝有进一步发展趋势，且有新的裂缝产生，裂缝的产生表现为“时间过程”，呈现由变形变化引起的裂缝特点，估计地下室裂缝由变形变化引起为主。

根据地下室的裂缝特点，分析其原因有以下几方面：

（1）材料原因　　

　　根据搅拌站提供的原材料实际计量数据看，其用水量波动较大，可能导致混凝土质量波动也较大。

（2）施工原因　　

　　根据在现场对施工过程的观察、对现场混凝土的检查和对施工人员的访问，发现有几个问题：

一是混凝土的蜂窝麻面，二是混凝土的养护，三是拆模时间。

蜂窝麻面反映混凝土立模和振捣方面存在不足，而养护不好则对混凝土整体质量影响特别显著，直接影响混凝土的抗裂能力。

在混凝土产生足够强度以前，过早拆模以和在混凝土施工面上过早从事其它准备工序，会破坏混凝土结构，降低承载力，导致裂缝的产生。

　　另外，根据施工单位编制的《施工组织设计》，由于地下室二层与地下室一层D轴线落差处，地下室二层外墙与塔楼地下一层底板相连。

而地下一层底板与地下二层外墙施工存在60天技术间歇时间，为使主楼节省60天工期，将地下二层外墙与地下一层底板结构一起施工。

这样使原来的结构刚度和结构构件的约束情况有所变化，在地基差异沉降变形和荷载影响下，就可能导致D轴墙和地下室楼板产生裂缝。

　　（3）结构设计原因　　

　　D轴线位置为人防和塔楼的交界处，塔楼部分为一层地下室，人防部分为两层地下室，故D轴线两侧所受荷载和两侧结构的刚度或柔性有显著差异，使其变形差异较大，由于超静定结构的强约束作用，从而导致裂缝的产生。

　　（4）基础沉降原因　　

　　塔楼和地下室的东西方向和南北方向的地质情况均有差异，其中东西方向的荷载和结构刚度基本相同，南北方向的荷载和结构刚度差异较大。

在不同的静荷载和施工荷载作用下，因其沉降位移不同，以和D轴线附近相邻沉降差异而导致裂缝的产生，D轴线附近的墙体垂直裂缝和八字形裂缝说明了这一点。

（5）环境原因　　

　　由跟踪调查情况看，地下室个别裂缝宽度还有所发展，而且有新的裂缝产生，但原有裂缝也在闭合或者宽度变小，跟踪调查时正值寒潮期间，因此，新的裂缝和裂缝的发展由温度变化引起的可能性较大，但塔楼的荷载还在增大，地基的沉降尚不稳定，故地基沉降仍然是其原因之一。

4　裂缝危害性分析　　

　　裂缝危害性主要按照有关规范允许的最大裂缝宽度来进行分析。

　　4.1　裂缝控制标准　　

　　从国内外试验资料分析，混凝土结构物裂缝宽度一般应该控制在表4所示的范围内。

　　混凝土结构物裂缝宽度控制范围序号结构物使用环境允许的裂缝宽度（mm）1无侵蚀介质、无抗渗要求0.32轻微侵蚀、无抗渗要求0.23严重侵蚀、有抗渗要求0.1　　

　　我国规范规定钢筋混凝土构件的最大裂缝宽度见表5，美国的规定见表6所示。

　　表5　　　　钢筋混凝土结构构件最大裂缝宽度允许值序号结构物使用环境最大裂缝宽度允许值（mm）1屋架、托架的受拉构件烟囱、用以贮存松散体的筒仓处于液体压力下而无专门保护措施的构件0.22处于正常条件下的构件0.3　　表6　　　　美国混凝土学会224委员会对裂缝宽度的限值序号结构物使用环境最大裂缝宽度允许值（mm）1干燥环境，有保护层0.42潮湿空气，土壤中0.33冻结环境（加防冻剂）0.184海水环境0.155贮水构筑物0.1　　

　　根据上述我国有关标准和美国有关标准，将上述分类的混凝土裂缝定性为：

（1）宽度小于标准规定值者属于无害、可修复的裂缝；

（2）宽度超过规定值者，一般需要由设计、施工、监理、业主等有关方面共同商定处理方案。

　　（3）活裂缝需要进一步观察，待其基本稳定后，才能确定处理方案。

　　根据本工程实际所处环境和用途，裂缝宽度的允许值取0.3mm为宜。

　　4.2　裂缝危害性分析　　

　　从地下室混凝土裂缝调查结果可见，地下室负一层共抽查裂缝99条（见表1），其中顶板80条，墙面19条。

超过上述规定值的裂缝有5条，占地下室负一层总裂缝数的5.05％，其中顶板2条，墙面3条。

其余裂缝宽度均在允许范围之内。

顶板的裂缝较多，占81％，墙面裂缝只占19％。

　　地下室负二层共抽查裂缝45条（见表2）。

其中顶板33条，墙面12条。

裂缝宽度超过规定值者l条（顶板部位），占2.2％。

与负一层一样，顶板的裂缝数较多，占73％，墙面裂缝次之，占27％。

根据裂缝调查结果、建筑物重要性、使用功能和裂缝控制标准看，地下室裂缝目前对结构的安全性影响还不大，但由于少量裂缝有轻微的进一步发展趋势，而且裂缝数量多，因此现有的裂缝会影响结构的使用功能和外观，应该按照规范或设计要求对裂缝进行相应的处理。

5　预防裂缝的措施和建议　

（1）搅拌站应该加强原材料质量检测和控制，特别是砂石含水量和含泥量的检测和控制，以确保混凝土本身的质量稳定；

进一步优化混凝土配比，提高混凝土抗裂能力；

对一些必要的试验检测工作应予加强，如混凝土收缩试验等。

（2）施工单位应该重视施工质量和加强质量管理，特别是要重视混凝土振捣、养护工作，保证模板的牢固，钢筋保护层的准确等；

作好日常的施工记录，包括养护记录、施工异常情况处理记录、施工日志、质量检查日志。

严格按照设计图纸进行施工，特别是要保证钢筋位置和数量，否则会造成严重后果。

　　（3）设计单位在进行结构设计时，应该主动征求其他单位和技术人员的意见，特别是征求施工单位、科研单位的意见；

征求材料研究人员、质检人员的意见，以保证所设计的工程既安全、又便于施工。

设计单位应该对地下室重要构件的承载力进行验算，以便和早发现设计不足之处；

对地基沉降情况进行验算，以便采取对策。

6　结　论　　

　　根据现场调查结果、理论分析，得出以下初步结论：

（1）地下室的裂缝由变形变化引起为主因，特别是沉降变形引起的可能性较大。

（2）地下室新发现的裂缝由温度变化和沉降变形共同引起的可能性较大。

　　（3）从目前情况看，地下室现有裂缝对本工程的安全还没有太大的危害，暂时不需要特别加固处理。

钢筋混凝土结构的裂缝控制

钢筋混凝土的裂缝控制问题是建筑工程中很重要的问题之一，特别是最近20年来，泵送商品混凝土获得广泛应用之后，混凝土均质性有了很大改善的同时，裂缝控制技术难度大大增加了，本文是在大量建设实践和现场实验研究基础上，概述了变形作用引起裂缝的原因，约束变形特征，抗与放的设计准则以和综合技术措施等。

1.概　述

　　20年来，在工民建钢筋混凝土结构领域，一个相当普遍的质量问题就是结构的裂缝问题，且有日趋增多的趋势，它已影响到正常的生活和生产，并困扰着大批工程技术人员和管理人员，是一个迫切需要解决的技术难题。

　　由于结构在外荷载作用下的破坏和倒塌是从裂缝扩展开始的，因此人们对裂缝往往产生一种建筑破坏的恐惧感，是可以理解的。

早在1932年，前苏联A. 

флолейт 

教授的钢筋混凝土强度理论就指出,如正常配筋受弯构件的破坏状态是指受拉区钢筋到达屈服强度，受压区混凝土到达受弯的抗压强度，此状态称为承载力极限状态。

这一状态全过程是伴随着荷载的不断增加，裂缝出现（钢筋应力只有40～60MPa），裂缝扩展，受压区塑性不断发展，最后达到完全破坏。

此时破坏荷载往往是裂缝出现荷载时的3～5倍，因此，很多大型钢筋混凝土结构，仅仅自重就超过了极限荷载的30%,在此条件下钢筋混凝土结构带有轻微裂纹是完全正常的，结构是安全的，恐惧是不必要的。

　　国内外关于荷载作用下钢筋混凝土构件的设计都有自己的经验公式，并已纳入有关规范，尽管计算结果出入较大，但毕竟可以参考应用。

　　但是近年来大量裂缝的出现，并非与荷载作用有直接关系，通过大量的调查与实测研究证明这种裂缝是由于变形作用引起，包括温度变形（水泥的水化热、气温变化、环境生产热），收缩变形（塑性收缩、干燥收缩、碳化收缩）和地基不均匀沉降（膨胀）变形。

由于这些变形受到约束引起的应力超过混凝土的抗拉强度导致裂缝，统称“变形作用引起的裂缝”。

2.裂缝的直接原因

2.1　收缩和水化热增加

　　自从70年代末（1978～1979年）我国混凝土施工工艺产生了巨大的进步—泵送商品混凝土工艺。

从过去的干硬性，低动性，现场搅拌混凝土转向集中搅拌，转向大流动性泵送浇注，水泥用量增加，水灰比增加，砂率增加，骨料粒径减小，用水量增加等导致收缩和水化热增加。

2.2　混凝土强度等级日趋提高

　　建筑结构混凝土强度等级日趋提高，但有许多结构不适当的 

选择了过高的强度等级。

习惯上认为：

“强度等级越高安全度越大，就高不就低，提高强度等级没坏处”。

有时迁就施工方便，采用高强混凝土，这是一种误导，导致水泥标号增加，水泥用量增加，水用量增加，细骨料和粗骨料径偏小，砂率偏大等都使水化热和收缩增加。

2.3　结构约束应力不断增大

结构规模日趋增大，结构形式日趋复杂，超长超厚和超静定结构成为经常采用结构形式并采用现浇施工，这种结构形式有显著约束作用，对于各种变形作用必然引起较大约束应力。

2.4　外加剂的负效应

　　外加剂和掺合料种类繁多，只有强度指标缺乏对水化热和收缩变形影响的长期实验资料（至少一年），有些试验资料不严格，有许多外加剂严重的增加收缩变形，有的甚至降低耐久性。

2.5　忽略结构约束

　　国内外结构设计中都经常忽略构造钢筋重要性，因而经常出现构造性裂缝。

结构设计中经常忽略结构约束性质，不善于利用“抗与放”的设计原则，缺乏相应的设计施工规范、规程。

2.6　养护方法不当

　　目前在混凝土施工中采用的养护方法基本沿用过去简易的方法，这种方法已远不适应泵送混凝土的较大温度收缩变形的要求。

2.7　混凝土抗拉性能不足

　　这种裂缝在抗力方面都是由于混凝土抗拉性能不足（抗拉强 

度和极限拉伸）引起的，这方面的材料级配研究很少。

　　综合上述，国际公认泵送商品混凝土对混凝土的质量（均质性）有很大的提高，对供应方式有重要的改进，但是对混凝土的裂缝控制的难度大大增加了，因此，这类问题不是我国特有的技术问题，是国际上钢筋混凝土的共性难题。

3. 

大体积混凝土的定义

　过去大体积混凝土的定义是根据几何尺寸，主要是根据厚度定义的，国际上一般采用0.8m～1m作为界限。

自80年代以后大体积混凝土的定义有了改变，新的定义是：

“任意体量的混凝土，其尺 

寸大到足以必须采取措施减小由于体积变形引起的裂缝，统称为大体 

积混凝土”，这是美国混凝土协会的定义。

由此可见，在近代泵送商品混凝土获得广泛应用的条件下，即便是很薄的结构，虽然水化热很低，但是其收缩很大，控制收缩裂缝的要求比过去任何时候都显得非常重要。

因此，泵送混凝土的薄壁结构也应当按照大体积混凝土的要求采取措施控制混凝土的收缩裂缝，特别是环境气温变化与收缩共同作用对于薄壁结构尤为不利，收缩换算为当量降温。

4. 

钢筋混凝土承受变形应力的特点

4.1　“抗与放”设计准则

　　结构承受的约束作用分内约束（自约束）和外约束两类。

结构的变形如果是完全自由的变形达到最大值，则内应力为零，也就不可能产生任何裂缝。

如果变形受到约束，在全约束状态下则应力达到最大值，而变形为零。

在全约束与完全自由状态的中间过程，即为弹性约束状态，亦即自由变形分解成为约束变形和显现变形（实际变形）。

实际变形越大，约束应力越小；

实际变形越小，约束应力越大，这种约束状态与荷载作用下的结构受力状态（虎克定律）有着根本区别。

　　在约束状态下，结构首先要求有变形的余地，如结构能满足此要 

求，不再产生约束应力。

如结构没有条件满足此要求，则必然产生约束应力，超过混凝土的抗拉强度，导致开裂。

所以，提出了“抗与放” 

的设计准则，应当在工程设计中，根据结构所处的具体时空条件加以灵活的应用。

从结构形式的选择方面（微动、滑动和设缝措施，提供“放”的条件）和材料性能方面（提高抗拉强度、抗拉变形能力和韧性等提供“抗”的条件）采取综合措施，如抗放相结合，以抗为主或以放为主的措施。

4.2　约束内力与结构刚度的关系

　　外荷载作用下结构的内力只与荷载和结构几何尺寸有关，但在变形作用条件下，

结构的约束内力不仅与变形作用和结构几何尺寸有关，尚与结构刚度有关，这是约束内力与荷载内力的重要区别。

　　例如：

一个简支梁的两端受到转动的约束，当梁沿截面高度为h，承受温差ΔT时（如预制板两端焊接于屋架上弦），则梁上的约束力矩M：

　　　　　　M=EJ*（αΔT/h）（１）

式中α——混凝土的线膨胀系数

　　约束力矩不仅与温差和截面高度有关，而且与梁的抗弯刚度成正比，刚度越大，约束力矩越大，这适宜于裂缝出现和扩展阶段，当然应当考虑钢筋混凝土的抗弯刚度是变化的。

　　当温差不断增加，钢筋混凝土构件进入极限状态时，裂缝充分发展，刚度下降并趋近于零时则力矩也趋近于零。

所以，变形力矩不影响结构的极限状态，这一论断己为实验证实。

但是裂缝影响使用（渗漏）和耐久性（钢筋锈蚀）。

如果结构的承载力由抗剪、抗冲切作决定，变形作用引起的贯穿性裂缝可能降低承载力。

4.3　钢筋混凝土与素混凝土裂缝控制的区别

　　任何尚未荷载作用的混凝土，它的组合材料包括水泥、水、砂、 

石、外加剂和掺合料等组分相互物理化学作用硬化成为一种多空隙复合材料，由于初始温度收缩应力作用而形成内部许多微观裂缝，这种裂缝在外力作用下不断扩展，成为宏观裂缝，继续扩展对素混凝土迅速导致破坏。

　　但是，对于钢筋混凝土，特别是有充分构造配筋的钢筋混凝土出现一定程度的裂缝，不会迅速导致破坏，只是限制裂缝宽度问题，使其不达到有害程度。

因此，构造配筋显得十分重要，可有效地控制裂缝的出现和分散裂缝（用许多微细无害裂缝取代少量粗大的有害裂缝）。

5. 

混凝土的某些基本物理力学性质

5.1 

混凝土的收缩和水化热

　　在工民建领域，大部分结构构件（板墙梁等构件）均属薄壁结构，泵送混凝土浇注的构件收缩量很大，因此经常出现收缩裂缝。

混凝土的收缩机理至今尚未统一，但大多数的研究成果认为混凝土是具有大量孔隙的材料。

孔隙的半径颇不一致，半径较小的毛细孔，半径约小于300A（A＝10－10m）。

其中水份蒸发引起孔壁压力的变化，导致混凝土体积的缩小。

混凝土内除了少部分水提供水泥水化的需要，其余大部分水分都要蒸发掉，收缩变形同时发生，最终收缩完成的时间大约20年，但其主要部分的收缩是在最早的1～2年内。

由于近来水泥活性和强度等级的增加，收缩量显著增加，并且拖延时间较长。

影响收缩的因素很多，如水泥品种采用矿渣水泥比普通硅酸盐水泥水化热低了，但其收缩约大25％。

遇到超厚的大底板或大