混凝土结构裂缝的检测与修复（上）

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裂缝问题是一个人们普遍关心的问题，对混凝土结构而言，裂缝的存在是十分普遍的现象。大量科研和实践都证明了混凝土结构出现裂缝是不可避免的，裂缝出现时荷载常为极限荷载的15%-25%。在正常使用荷载作用下，钢筋混凝上结构一般是带裂缝工作的，一般肉眼可见的裂缝范围为0.02- 0.05mm，裂缝宽度小于0.05mm 的属无害裂缝，对防水、防腐蚀与承重的影响均可忽略不计[1]。我国现行规范对一般正常使用条件下混凝土结构构件最大裂缝宽度的控制标准为0.3mm[2]。因此就经济及科学观点，一定程度的裂缝是可以接受的。

但有的裂缝会造成结构承载能力降低，结构的可靠度下降；有的虽对承载力无多大影响，但会出现诸如混凝上保护层脱落、钢筋锈蚀加速和混凝土碳化，降低结构的耐久性或发生渗漏，影响使用。当裂缝宽度达到一定的数值时，还可能危及结构的安全。因此，如何对混凝土结构中的裂缝进行评价、鉴定、修复，对结构的使用和维护具有十分重要的现实意义。

一、裂缝原因与类型

裂缝形成的原因一般分成两类：结构性裂缝和非结构性裂缝。

【结构性裂缝】由于直接施加的各种静力和动力荷载所引起的裂缝。由于结构承载力不足应力达到限值引起的，是结构开始破坏的特征。这种裂缝是比较危险的，如果不对这类裂缝进行处理将对结构的安全带来隐患。

【非结构性裂缝】由于温度变化、收缩、不均匀沉降等间接作用, 结构的变形受到约束而引起的裂缝。这种裂缝对结构承载力的影响不大，可根据结构耐久性、抗渗、抗震、使用等方面要求采取修补措施。

在实际工程结构中，由于荷载所引起的裂缝只占总数的20%左右，而由于间接作用所产生的裂缝，大约占裂缝总数的80%[3]。裂缝成因复杂，对结构的影响差异也较大。只有在弄清结构受力状态和裂缝对结构影响的基础上，才能确定相应的修复措施。

二、裂缝调查与分析

裂缝成因调查包括对【材质与施工质量】、【设计计算与构造】、【使用环境与荷载】等方面的调查，是为裂缝分析提供依据的。

通过裂缝现状观测、成因调查判明是结构性裂缝还是非结构性裂缝。裂缝的宽度、长度保持恒定不变的属于稳定裂缝，只要其宽度不大，符合规范要求，其危险性较小，属安全构件；裂缝的宽度和长度随时间不断扩展，说明钢筋应力可能接近或达到流限，对承载力有严重的影响，应及时采取措施。

三、裂缝的检测

裂缝检测就是裂缝现状检查，通过现状检测并绘制裂缝分布图，为进行裂缝分析和危害性评定提供依据。裂缝外观检测常用的仪器有刻度放大镜、裂缝对比卡等，裂缝深度主要采用超声波法探测或直接钻芯法检测。检测的一般步骤如下：

01 绘制裂缝分布图：先画出产生裂缝构件的形状， 然后将裂缝的位置、长度标于图上，并对每条裂缝进行编号和注明裂缝出现时间。为便于研究分析，裂缝图应根据构件逐一绘制展开图，并在图上标明方位。当裂缝数量较多时，可在构件有裂缝的表面画上方格，方格尺寸依据构件的大小以200- 500mm 为宜，在裂缝的一侧用毛笔或粉笔沿裂缝画线，然后依据同样的位置翻样到记录本上，对于特殊形状的裂缝还要拍照和摄像。

02 测定裂缝宽度：测定时把裂缝全长分为四等分，中央点和两端，以及中央点和中间的第三分点。测定裂缝方向上的垂直宽度，使用带有刻度的专用显微镜，将刻度与缝口垂直，量出缝口宽度，记下读数并标于图上。也可以采用裂缝卡通过放大镜估计裂缝宽度，但这种方法误差较大。裂缝长度可用钢尺测量，在裂缝的端部要有标志，标上年月日，以观测裂缝的发展。在测定裂缝长度和宽度的同时，须同时确认保护层厚度，保护层混凝土厚度不宜用錾凿开时，可用钢筋探测器找出其厚度。

03 测定裂缝深度：检测裂缝的深度通常用超声波法，通过所测得的声时与探头之间的关系推算出裂缝的深度。用超声波测试裂缝深度，要在避开钢筋的位置上进行，且仅对一些受力裂缝比较合适，因为这种裂缝两边的混凝土一般是完全分离的。如果两边的混凝土并未完全分离，用超声波检测是不太准确的。对于裂缝不深且其走向大致成一直线的构件，可以采用直接取芯的方法进行检测。这种方法是在有裂缝的位置，沿深度方向钻取混凝土芯样，这样可以在芯样侧面直接测量裂缝深度，其缺点是对构件有一定的破损。

04 裂缝发展情况观测：对于活动裂缝，应进行定期观测，专用仪器有接触式引伸仪、振弦式应变仪等，最简单的办法是骑缝涂抹石膏饼观察。在典型裂缝位置处抹50mm左右见方的石膏饼，观察石膏饼是否沿原裂缝开裂，就可确定裂缝是否在继续发展。石膏饼开裂宽度大，说明裂缝增长也大，将裂缝的变化情况亦记于图上。通过以上观测绘制形成的裂缝图，即可作为裂缝分析的依据。