第４５卷第９期 ２０１８年５月 建筑结构 Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ 建筑技术开发 Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ 混凝土结构裂缝的检测方法及处理措施分析 苟季 ５３００２２） （南宁市建筑设计院，南宁［摘 要］裂缝问题是混凝土结构的一大顽疴，严重影响着建筑物的承载力、适用性和耐久性。针对裂缝问题，需要在分析 裂缝成因、掌握裂缝形态、长度、宽度、深度的基础上，选择合理的处理措施。重点围绕混凝土结构中比较常见的裂缝类型， 对检测方法及处理措施进行分析论述。 ［关键词］混凝土结构；裂缝；检测方法 ［中图分类号］ＴＶ５４４ ［文献标志码】Ｂ ［文章编号］１００１—５２３Ｘ（２０１８）０９－００１０－０２ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｏｆ Ｃｒａｃｋｓ ｉｎ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｇｏｕ Ｊｉ ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅ ｃｒａｃｋ ｐｒｏｂｌｅｍ ｉｓ ａ ｓｔｕｂｂｏｒｎ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｗｈｉｃｈ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ａｆｆｅｃｔｓ ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ，ｓｕｉｔａｂｉｌｉｙ ｔａｎｄ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｈｅ ｂｕｉｌｔｄｉｎｇ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｃｒａｃｋｓ，ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｓｅｌｅｃｔ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｈｅ ｃａｕｓｅ ｏｆｃｒａｃｋｓ ａｎｄ ｔｇｒａｓｐｉｎｇ ｔｈｅ ｓｈａｐｅ，ｌｅｎｇｔｈ，ｗｉｄｔｈ ｎｄ ｄｅｐｔａｈ ｏｆｃｒａｃｋｓ．Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｆｏｃｕｓｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｍｏｒｅ ｃｏｍｍｏｎ ｔｙｐｅ ｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｒａｃｋｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｎｄ仃ｅａｔａｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． ［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｃｒａｃｋｓ；ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ 钢筋混凝土结构是建筑工程中典型的结构类型，混凝土 结构在其建设过程中以及使用寿命期内，裂缝是难以避免的。 已产生明显裂缝的建筑物，在对其结构进行可靠性鉴定时， 首先需要对裂缝进行检测，分析裂缝产生的原因，掌握各种 裂缝的形态、长度、宽度、深度等数据。然后，在此基础上， 选择合理的处理措施，以满足建筑承载力、适用性、耐久性 的要求。 １裂缝成因分析 １．１荷载裂缝 １．２温度裂缝 荷载裂缝是混凝土结构中常见的一种裂缝。如果混凝土结 构在建造过程中未达到设计强度，在荷载的作用下，当结构 所承受的外力超过了混凝土的弹性极限，就会出现开裂。随 着荷载的逐渐增加，裂缝由小变大，逐步扩展，就形成了明 显的荷载型裂缝。荷载对结构的作用包括弯矩作用、剪力作用、 拉压力作用、扭矩作用以及以上几种作用的组合，通常荷载 型裂缝的方向大致与主拉应力方向正交。另外，对墙体或楼 板等薄壁混凝土构件，即使达到了设计强度，在施工和使用 过程中，若承受撞击或超载堆放，也容易产生荷载型裂缝。 收稿日期：２０１７－１１—２６ 作者简介：苟季（１９８３一），男，四川Ｉ巴中人，工程师，主要研究方 向为建筑结构设计。 混凝土建筑物受到自然环境中各种温度变化的影响，结 构表面和内部会产生温度变形，当变形受到外界约束条件的 限制无法自由发生时，就会在结构中产生温度应力，当温度 应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土会出现开裂。温度裂 缝主要成因有两个，一是施工和使用过程中的温差，二是水 泥的水化热。 混凝土结构在施工和使用过程中，一方面室内外存在一 定的温差，另一方面不可避免的受到昼夜更替，四季变化等 各种温度变化影响，在结构中会产生一定的温度应力和温度 裂缝。在多层和高层建筑中，由于顶部承受日光直射，温度 变化最剧烈，因此温度裂缝在顶部最为严重。根据我国高层 建筑规范要求，高层建筑温度应力比较明显，外墙宜采用幕 墙进行包覆，减少外界温度变化对主体结构的影响，有效减 小温度应力引起的裂缝。混凝土在凝结硬化过程中，水泥的 水化会释放出大量的热量，且主要集中在浇筑后的前７ｄ左右， 水化热导致内部温度较高，外部温度较低，混凝土内外形成 较大的温度梯度，导致开裂，这一点在大体积混凝土结构中 尤为明显。 １．３收缩裂缝 混凝土在凝结和硬化阶段都会产生一定的收缩，主要包 括凝结阶段水泥凝胶体本身的体积收缩（凝缩）和硬化阶段 适合目前我国的经济现状。 （２）ＡＴＢ．３０沥青碎石混凝土对温度收缩裂缝现象的避免 可以起到积极的作用，尤其是在温差跨度较大的地区，为提 高路面的寿命，必须对路面的反射裂缝等情况采取一定的措 施，使其性能达到最优，节省矿质能源、原油能源。以此保 持生态平衡，保持环境。 ７结论 （Ｉ）对于ＡＴＢ．３０沥青稳定碎石，其强度形成主要依赖 于矿质骨料间的嵌锁结骨架作用，在荷载的作用下有较大的 变形和较高的承载能力。适合寒冷地区的高速路面基层施工， 具有广泛推广的价值。 （２）利用它优点的同时，同样要考虑到它的弊端，ＡＴＢ． ·１０· ３Ｏ沥青稳定碎石施工过程中，因粗骨料较多，细骨料较少， 极宜离析，还需要施工设计单位人员紧密配合，一起将其中 存在的问题解决掉，使得沥青路面的应用更加可靠。 参考文献 ［１］公路工程沥青及沥青混合料试验规程：ＪＴＧ Ｅ２Ｏ一２Ｏｌ１【Ｓ】． ［２］王国忠．高寒地区沥青稳定碎石基层柔性路面适应性研究【Ｄ］．南 京：南京林业大学，２００６． ［３］柴江辉．沥青稳定碎石ＡＴＢ－３Ｏ柔性基层配合比设计与施工［Ｊ】．公 路交通科技：应用技术版，２０１０，６（３）：４８—５１，６８． ［４】蔡小沪，施振海，金波，等．高粘高弹沥青应力吸收层在钢箱梁桥 面铺装中的应用［Ｊ］．建筑技术，２０１７，４８（５）：５１２—５１４．， 建筑技术开发 建筑结构 Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｓ仃ｕｃｎｌｒｅ 第４５卷第９期 ２０１８年５月 Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ２修补裂缝 的失水干缩，另外还包括塑性收缩、碳化收缩等。当收缩变 ３．裂缝修补是一种功能性修复手段，可避免构件在安全性 形受到约束而无法自由发生时，就会产生收缩裂缝。收缩裂 缝与混凝土施工过程存在密切联系，对施工过程加强监管和 或稳定性方面出现问题。裂缝修补时，首先需将裂缝进行凿 槽处理，避免原裂缝周围碎裂的杂物影响修复效果；然后采 控制，可以减少收缩裂缝的产生。 １．４沉降裂缝 用修补材料进行填充。修补材料的选取应结合具体情况，一 由于地基未经有效的加固处理或者地基受到破坏，以及 般应采用和原混凝土材料相同的材料进行填充。此外，在填 未进行变刚度调平设计，局部差异沉降过大等原因，使混凝 充完成后，还需采用环氧树脂或环氧胶泥进行抹平，以达到 土结构建成以后，地基产生了不均匀沉降，导致混凝土结构 防水效果。在裂缝修补的同时，还需对混凝土内部存在的钢 开裂。这种裂缝多属于贯穿型裂缝，其走向与沉陷情况有关， 筋锈蚀问题进行处理。混凝土结构裂缝修补效果如图１所示。般与地面成４５。或９０。方向发展，外墙裂缝表现呈正八字或 者倒八字等形状。 ２混凝土结构裂缝检测方法 一２．１裂缝形态检测 形态检测主要是为掌握混凝土裂缝的基本表现形式，进 而对裂缝形成原因以及形状特点进行有效把握。形态检测需 要综合运用多种检测手段和方法，既包括人工的检查和记 录，也包括计算机图像处理技术，通过形态检测，可及时掌 握混凝土结构裂缝的表现状态，明确其变化趋势，有助于后 续采取较为合理的措施和手段予以控制和处理，降低其带来 的不利影响和安全隐患。如荷载型裂缝一般平行于主压应力 方向，而垂直于主拉应力方向，根据这一特点，可根据形态 检测的结果判断该裂缝是否属于荷载型裂缝，并分析裂缝发 展趋势。 ２．２裂缝宽度、长度检测 图１混凝土裂缝修补 ３．３封闭裂缝 对一些破损较为显著的裂缝，为避免结构产生进一步损 伤，可采用封闭裂缝的措施，保证混凝土结构的整体性。封 闭裂缝的具体手段，可结合实地情况，灵活采用压力灌浆、 抽吸灌浆以及浸渍混凝土等多种方式，保证混凝土结构的整 体性得以恢复。 ３．４结构加固 针对裂缝长度和宽度的检测也是比较重要的一环，关系 到后续裂缝修复以及处理方法的选择。一般而言，混凝土裂 缝的成因不同、位置不同，其具体的宽度和长度也会表现出 明显的差异。在混凝土结构裂缝宽度的检测中，除要检测裂 缝的最大宽度外，还需要检测裂缝两端的宽度。宽度检测常 用的方法有裂缝对比卡和裂缝测宽仪等：裂缝长度的检测一 般采用卷尺或是激光测距仪，并在检测过程中应关注裂缝的 动态变化。 ２．３裂缝深度的检测 裂缝深度检测主要有两种方法：开凿法和超声波法。开 凿法主要就是针对混凝土结构进行红墨水的灌注，然后在裂 缝局部进行开凿处理，检测红墨水的侵入深入，进而确定裂 缝深度，该检测方式有一定局限性，无法在深度较大的裂缝 中得到较好运用。 超声波检测混凝土结构缺陷，一般是采用超声穿透探测声 速、接受信号的首波幅度和波形这３个声学参量，以综合分析 评定混凝土材料的内在质量。在检测裂缝深度时，可分别读 取等距跨缝测量的声时值和不跨缝测量的声时值来计算裂缝 深度。超声波检测法适用于深度小于５０ｃｍ的混凝土裂缝，是 种无损检测手段。检测裂缝深度时，可以结合裂缝的具体 表现，采取单面平测法、钻孔对测法、双面斜测法等灵活进行。 ３混凝土结构裂缝处理措施 根据混凝土结构裂缝出现的形态特征，常用处理措施主 要有掩饰裂缝、清理与修补裂缝、封闭裂缝等。当裂缝达到 定程度，仅对裂缝处理是不够的，还需要进行结构加固， 通过加固结构来满足构件承载力和正常使用要求，保证建筑 ［１］１王骅．某别墅工程混凝土楼板裂缝的检测及处理措施［Ｊ】．上海建设 结构的安全。 科技，２０１２（５）：５９－６０，６３． 一一对已影响到结构安全的混凝土裂缝，应采用结构加固的 方法进行处理，保证建筑物结构的承载能力达到要求。根据 混凝土结构加固设计规范，常规的结构加固方法有增大截面 法、外贴钢板法、预应力加固法、外包钢加固法、置换加固法等。 外贴钢板法是用薄钢板或其他钢衬通过一种双组份环氧 粘合剂粘于混凝土结构表面，形成混凝土一胶一钢板的三相 复合系统。该方法具有不损伤原构件，施工简便、周期短， 对原构件外形尺寸影响小等优点。预应力加固具有加固、卸载、 改变结构内力的三重效果，适用于大跨结构加固。用预应力 钢筋在构件外进行张拉，可以起到增加主筋、提高正截面及 斜截面强度的效果，同时也提高了刚度，是一种积极的加固 方法。外包钢加固法是以型钢外包于构件四角的加固方法， 优点是施工简便、现场工作量小、受力较为可靠，适用于不 允许增大原构件截面尺寸，也不要求大幅度提高截面承载力 的结构加固。置换加固法用于梁或者偏心受压柱中，首先按 弯矩图确定最危险截面，在这些截面受压区用高一级的新混 凝土置换老混凝土，切剖面应直角平整，然后喷射混凝土灌满。 实践证明，局部置换混凝土加固法是一种行之有效的方法。 ４结束语 建筑工程中钢筋混凝土结构都是带裂缝工作的，裂缝问 题是无法避免的，但裂缝对结构的影响程度是可控的。为避 免造成结构安全事故，应及时对建筑物进行可靠性鉴定，通 过对混凝土裂缝的形态、长度、宽度、深度等进行检测，分 析各种裂缝的形成原因，在此基础上，有针对性地选取技术 可行、经济合理的处理措施以及加固方案。 参考文献 ３．１掩饰裂缝 【２］郁孟龙．混凝土灌注桩裂缝处理应用技术研究［Ｊ】．新型建筑材料， 裂缝掩饰是比较常见的一个处理手段，主要是针对混凝 ２０１１，３８（５）：７９－８２． 土结构表面存在的一些轻微裂缝进行修饰，避免对建筑物的 ［３］３曲家波，王振武．某工程楼板裂缝检测鉴定［Ｊ】．科技信息，２０１ｌ（１４）： 美观性产生明显影响。该方法的适用性非常有限，仅能处理 ７０９． 些深度和长度不大、不影响结构安全的裂缝，可以起到美 【４］徐有邻．混凝土结构工程裂缝的判断与处理［Ｍ］．北京：中国建筑 观性修饰的目的。在掩饰裂缝的处理中，一般采用表面涂刷 工业出版社，２０１６． 的方式进行操作，先将裂缝表面清理干净，然后填充材料和 ［５］李莉华，钱刚毅．大体积裂缝控制技术在新加坡环球影城项目中的 涂刷，以形成理想的遮掩和修饰效果。 应用 ．建筑技术，２０１５，４６（１）：１１－１２． 一
