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摘要：通过对大量工程实践的施工情况和案例的数据研究，可以看出，钢筋混凝土结构在完工后的使用中，出现裂缝的情况是非常普遍的。只是有些工程中，结构的裂缝比较细微，有些混凝土结构的裂缝甚至用肉眼都观察不出来，这一类型的裂缝程度不会对混凝土结构的整体支撑作用产生较大的危害，在建筑领域是可以允许其存在的；但是有些裂缝在使用的过程中，由于荷载力过重、外界的温差及其他因素的影响下，裂缝的宽度随着使用的时间不断增加，最终造成钢筋混凝土表面出现裂缝，造成安全隐患。本文主要对工程中裂缝产生的原因及裂缝检测的重要性进行了探讨。
关键词：裂缝检测；产生原因；后期养护
工程中无论出现哪种程度的裂缝都会无法保证其混凝土结构的强度和刚度，结构的耐久性会被削弱，裂缝再严重之后就会导致坍塌事故的发生，结构的使用性和安全性遭到破坏，对此情况必须实施控制。所以在施工中，想要有效控制裂缝的出现，就必须对裂缝产生的原因进行了解和研究，在源头上减少裂缝产生的可能性。
1.裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 第3.4.5规定：结构构件应根据结构类型和本规范第3.5.2条规定的环境类别，按表3.4.5的规定选用不同的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限制ωlim：
表3.4.5 结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度的限值（mm）
2.裂缝产生的原因分析
（1）外部因素：不均匀沉降；外部作用力；钢筋间距、保护层不合理；钢筋表观质量；后期养护不当；配合比控制；骨料质量。一般情况而言，不均匀沉降的情况存在于同一结构体中，结构体中相邻两个基础沉降量的差值就是不均匀沉降。沉降差的差异值过大，说明相应的上部结构的额外应力就会相对较大；当沉降差的差异值超出一定的标准值时，混凝土结构就有极大的可能会出现裂缝、倾斜甚至被破坏的情况。
（2）不均匀沉降裂缝产生原因：地基软硬不均；未根据部位进行加固处理；模板刚度不足或过早拆模；养护水侵蚀回填土；冻土融化。
（3）外部作用力裂缝产生原因：地下空间结构侧墙和边墙受到侧面土压力作用而产生裂缝；结构受到重车碾压、碰撞、重物集中堆载、地震等外部冲击力作用，使结构受力不均匀或者超过设计承载能力而产生裂缝；混凝土结构无时无刻不在承受着外部的作用力，但过大或过于集中的作用力超过混凝土本身承受力而产生结构裂缝。
钢筋间距不合理：采用大规格钢筋；钢筋间距大；钢筋应力无法满足混凝土挠度、裂缝（配筋总面积不变的情况下）钢筋保护层厚度与标准值出现较大差异。偏大：在承重的基础上，受拉构件、受弯构件和偏心受压混凝土构件，容易出现横向裂缝的情况；偏小：钢筋通过保护层，将均匀力传输给混凝土的内部。如果钢筋的保护层不够厚的话，结构体出现裂缝的时间就会提前，钢筋保护得到的受力不均匀，大量的水和二氧化碳就会渗透进混凝土中，对钢筋的结构体造成破坏和侵蚀。
（4）钢筋表观质量裂缝产生原因：钢材由于受不良的使用条件、不当的使用方法、环境污染等影响，造成表面腐蚀，成为混凝土结构施工中的普遍问题。钢筋表面出现较小的裂缝，会对结构的使用性和耐久性造成轻微的影响，如果表面裂缝较大，则会造成结构的使用性彻底失效。钢筋表面遭到水分锈蚀的部分，会出现体积膨胀的现象。这样会对钢筋保护层厚度造成腐蚀，逐渐形成混凝土表面的裂缝，日积月累裂缝就会贯穿整个钢筋结构。所以，在施工时，施工人员应该完善钢筋的外观质量，定期对钢筋的外部表面进行除锈处理。备用的钢筋要按时对其表面加刷水泥浆，尽可能保证钢筋的外观质量。
（5）后期养护不当裂缝产生原因：混凝土浇筑完成后的养护是非常重要的。钢筋混凝土结构的及时养护，可以在最大程度上规避混凝土结构出现裂缝。具体的养护工作措施应该避免出现以下问题：水化热、养护温度不当、表面收缩以及降温过快等等。
（6）水化热容易引发温差裂缝的现象：有些工程的工期较紧，施工任务较重中，施工团队为想要更快的轮换模板，在混凝土浇筑后2至3天就开始拆模的工作，但是团队的后期养护工作落实不到位。混凝土浇筑后的2至3天是混凝土中水化热最严重的时间段，及时的进行有养护是非常重要的。不及时的养护会导致混凝土内外的温差过大，引起表面裂缝。
（7）养护水温不合理造成温差裂缝：在工程进行时，因为进行浇水养护造成结构表面的裂缝，就是“养裂”现象。养护水的温度与混凝土表面的温度差值不宜超过12摄氏度。如果大于12摄氏度时，混凝土表面的温差应力过大，表面出现裂缝的概率就会增加。当温差大于15摄氏度时，混凝土表面会直接出现裂缝。
（8）表面降温速率过快造成温差裂缝：在冬天，由于表面降温速率过快的原因，会容易导致裂缝的产生。由于结构混凝土施工完成后会存在水化热反应，较高的表面温度与冬天较低的温度差值过大，混凝土表面降温速率过快，这时，混凝土的表面产生裂缝的可能性就会大大增加。
3.裂缝深度检测方法采用单面平测法、双面斜对测法、钻孔测法
当进行混凝土结构表面超声检测时，如果只有一个部位能够被检测，类似于飞机跑道和隧道等混凝土结构，就选用单面平测法对裂缝进行深度检测。但是，单平面检测法只能检测细微裂缝，裂缝的深度不超过50厘米且只存在于一个侧面。由于裂缝存在局部的连通点，单平面超声检测时，仪器接受信号首波会受到不同程度的干扰，操作人员等人为因素会致使测试结果出现较大的误差。所以，混凝土结构表面的裂缝相互平行时，应该优先选用双面斜测法。双面斜测法适宜在裂缝为个相互平行的物理状态下使用，这样得到的测试结果较为较直观，结果为可靠性也相对较高。尤其适用于大型基础性设备。但是，上述方法不适用于大体积混凝土的裂缝检测，因为其测距较大，测试对灵敏度的要求较高，也不能在平行表面上进行。所以，多采用钻孔法检测。类似于水坝、桥墩、承台等大体积混凝土，裂缝深度在50厘米以上。
上海某河道消力池工程墙身混凝土设计强度等级为C40，墙体宽度为600mm。在消力池结构验收时发现消力池北侧墙体上有3条纵向裂缝，缝宽较明显。该结构主要承载日常的蓄水，裂缝的产生是结构渗水的主要影响因素。业主要求对现有结构不做破坏性的前提下，检测这3条纵向裂缝。由于消力池的墙身只有一个能够被检测的平面，所以选用单面平测法进行检测，在检测部位布置不跨缝测点9个，T、R换能器内边缘测距L=50mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm、350mm、400mm、450mm;跨缝的测点4~5对。所测数据如下：
接缝位置或标号：消力池北侧墙面-1
通过检测和计算得到：
1）消力池北侧墙面-1裂缝：长度为342mm 宽度为0.12mm 深度为67mm
2）消力池北侧墙面-2裂缝：长度为216mm 宽度为0.17mm 深度为90mm
3）消力池北侧墙面-3裂缝：长度为277mm 宽度为0.13mm 深度为67mm
由此可见：三条宽度宽度均为超过规范要求，裂缝深度较浅，不会造成较大结构安全性的影响。
4.建议
混凝土结构出现裂缝是一种比较普遍的建筑现象，造成裂缝的原因也是多元化的，裂缝对建筑物的耐久性、使用功能及结构安全等会造成直接的影响。所以，对钢筋混凝土结构产生裂缝的原因和采取的措施建议如下：
(1)混凝土配合比是否根据当地的地材质量及施工环境、气候等综合因素进行设计，是否满足施工要求；
(2)混凝土生产配合比执行情况；
(3)混凝土施工时振捣质量及后期的养护质量；
(4)骨料的质量及水泥与外加剂的相容性等。
混凝土结构的裂缝在多种情况下均存在多种原因复合作用下产生的，所以认真研究，区别对待，并在施工过程中采取有效的预防措施来预防裂缝的产生和发展，对保证建筑物的安全和使用非常重要。
参考文献：
[1]《超声法检测混凝土缺陷技术规程》 CECS 21：2000
[2]《混凝土结构现场检测技术标准》 GB/T 50784-2013
论文作者:孙亚敏
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/20
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