混凝土结构裂缝的检测方法及处理措施研究

混凝土结构裂缝的检测方法及处理措施研究

摘要：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。

关键词: 混凝土结构 ；裂缝 ；检测方法

1裂缝成因分析

1.1荷载裂缝

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。

1.2温度裂缝

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7 d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)和硬化阶段的失水干缩，另外还包括塑性收缩、碳化收缩等。当收缩变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控制，可以减少收缩裂缝的产生。

1.4沉降裂缝

由于地基未经有效的加固处理或者地基受到破坏，以及未进行变刚度调平设计，局部差异沉降过大等原因，使混凝土结构建成以后，地基产生了不均匀沉降，导致混凝土结构开裂。这种裂缝多属于贯穿型裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般与地面成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

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

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50 cm的混凝土裂缝，是一种无损检测手段。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。当裂缝达到一定程度，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，保证建筑结构的安全。

3.1掩饰裂缝

裂缝掩饰是比较常见的一个处理手段，主要是针对混凝土结构表面存在的一些轻微裂缝进行修饰，避免对建筑物的美观性产生明显影响。该方法的适用性非常有限，仅能处理一些深度和长度不大、不影响结构安全的裂缝，可以起到美观性修饰的目的。在掩饰裂缝的处理中，一般采用表面涂刷的方式进行操作，先将裂缝表面清理干净，然后填充材料和涂刷，以形成理想的遮掩和修饰效果。

3.2修补裂缝

裂缝修补是一种功能性修复手段，可避免构件在安全性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；然后采用修补材料进行填充。修补材料的选取应结合具体情况，一般应采用和原混凝土材料相同的材料进行填充。此外，在填充完成后，还需采用环氧树脂或环氧胶泥进行抹平，以达到防水效果。在裂缝修补的同时，还需对混凝土内部存在的钢筋锈蚀问题进行处理。

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

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。

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:

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[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，2011，38(5)：79-82．