混凝土结构裂缝原因：地基变形

建筑工程基础不均匀沉降是造成钢筋混凝土开裂的主要原因：

①房屋建于土质差别较大或软弱土质上。

②建筑物基础深浅不一。

③房屋相邻部分的高度、荷重、结构刚度差别较大。

④建筑物平面形状复杂、立面变化过大、长度过大等原因造成基础不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向与地基变形的情况有关，由于地基变形的应力相对较大，使得裂缝一般是贯穿性的，危害较大。

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有：

1、地质勘察精度不够、试验资料不准。在没有充分掌握地质情况就设计、施工，这是造成地基不均匀沉降的主要原因。比如丘陵区或山岭区桥梁，勘察时钻孔间距太远，而地基岩面起伏又大，勘察报告不能充分反映实际地质情况。

2、地基地质差异太大。建造在山区沟谷的桥梁，河沟处的地质与山坡处变化较大，河沟中甚至存在软弱地基，地基土由于不同压缩性引起不均匀沉降。

3、结构荷载差异太大。在地质情况比较一致条件下，各部分基础荷载差异太大时，有可能引起不均匀沉降，例如高填土箱形涵洞中部比两边的荷载要大，中部的沉降就要比两边大，箱涵可能开裂。

4、结构基础类型差别大。同一联桥梁中，混合使用不同基础如扩大基础和桩基础，或同时采用桩基础但桩径或桩长差别大时，或同时采用扩大基础但基底标高差异大时，也可能引起地基不均匀沉降。

5、分期建造的基础。在原有桥梁基础附近新建桥梁时，如分期修建的左右半幅桥梁，新建桥梁荷载或基础处理时引起地基土重新固结，均可能对原有桥梁基础造成较大沉降。

6、地基冻胀。在低于零度的条件下含水率较高的地基土因冰冻膨胀；一旦温度回升，冻土融化，地基下沉。因此地基的冰冻或融化均可造成不均匀沉降。

7、桥梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时，可能造成不均匀沉降。

8、桥梁建成以后，原有地基条件变化。大多数天然地基和人工地基浸水后，尤其是素填土、黄土、膨胀土等特殊地基土，土体强度遇水下降，压缩变形加大。在软土地基中，因人工抽水或干旱季节导致地下水位下降，地基土层重新固结下沉，同时对基础的上浮力减小，负摩阻力增加，基础受荷加大。有些桥梁基础埋置过浅，受洪水冲刷、淘挖，基础可能位移。地面荷载条件的变化，如桥梁附近因塌方、山体滑坡等原因堆置大量废方、砂石等，桥址范围土层可能受压缩再次变形。因此，使用期间原有地基条件变化均可能造成不均匀沉降。

对于拱桥等产生水平推力的结构物，对地质情况掌握不够、设计不合理和施工时破坏了原有地质条件是产生水平位移裂缝的主要原因。

日益增加的现浇商品混凝土楼板裂缝，已引起了诸多用户的不满。经调查，当前现浇混凝土楼板裂缝基本为混凝土收缩变形裂缝。混凝土收缩变形是水泥水化和混凝土强度生成过程中必然的理化反应。当混凝土的抗拉强度和极限拉伸小于混凝土的收缩变形应力和应变时，混凝土的收缩变形就会发展到收缩变形裂缝。

一、现浇混凝土收缩变形裂缝的普遍性

目前可以把现浇混凝土收缩变形裂缝的普遍性归纳成如下五种：

1、早期塑性收缩变形裂缝

在三高一低（高水化热、高温度、高风速、低相对湿度）的条件下，表层混凝土失水过快，会出现表层混凝土塑性收缩变形裂缝；当大流态混凝土早期沉缩受到表层钢筋阻碍时，会出现混凝土沉缩变形裂缝；当混凝土中的缓凝剂用量过多时，还会出现混凝土缓凝收缩变形裂缝。

2、干缩变形裂缝

混凝土硬化后，在干燥的环境下，混凝土内部的水不断向外散失，引起混凝土由外向内的干缩变形裂缝。干缩湿胀是混凝土的物理特性。

3、冷缩变形裂缝

水泥水化放热，引起混凝土内部温度升高，水化高峰后，又逐渐降温，降温过程伴随着混凝土体积的收缩。当混凝土内外温差超过一定量值时，硬化初期的混凝土抗拉能力极低，抵抗不住温差产生的拉应力而开裂。

4、自收缩变形裂缝

水泥中四种主要的矿物成份（C3S、C2S、C3A、C4AF）完全水化后，绝对体积总是减小。同时，当水灰比很小时，混凝土内部的水不能满足未水化水泥继续水化用水的需要，就会发生混凝土内部缺水的现象，进而导致混凝土内部形成由内向外的自收缩变形裂缝。

5、碳化收缩变形裂缝

碳化收缩变形裂缝主要是空气中CO2与混凝土水泥石中的Ca（OH）2反应生成碳酸钙，放出结合水而使混凝土收缩变形形成的。

二、现浇商品混凝土楼板收缩变形裂缝的特殊性

分析现浇商品混凝土楼板收缩变形裂缝的特殊性，就要分析它对混凝土五种收缩变形裂缝制约能力，是增加还是减少混凝土的收缩变形裂缝？

1、对早期塑性收缩变形裂缝的影响

低质量的商品混凝土，具有三大一小（水泥用量大、水用量大、砂子用量大、石子用量小）的特点，加之商品混凝土的高流态、大坍落度的共同特点，使商品混凝土的早期塑性收缩变形裂缝形成的可能性增大。具体表现在三高一低的环境下施工，现浇商品混凝土楼板表面失水快，塑性收缩变形裂缝、沉缩变形裂缝都形成得快。

2、对干缩变形裂缝的影响

混凝土干缩变形，取决于两个条件，一是混凝土所处的环境干燥，二是混凝土中的水因毛细孔大易向外迁移。当混凝土用水量大时，多余的水就会在混凝土中形成较大的毛细孔。商品混凝土如果采用减少率很低的减水剂，为了保证坍落度和可泵性，就会多用水，所以商品混凝土用水量大使混凝土干缩变形的生成更为容易。

3、对冷缩变形裂缝的影响

最近，很多水泥、混凝土专家，都对过分强调用早强R型水泥和过分强调混凝土的早强或超早强提出了批评意见。早强的R型水泥和超早强剂合在一起，造成了水泥快速水化，短时间内形成了极高的水化热，使混凝土现浇楼板上面还覆盖着水，混凝土仍然继续开裂。假设瞬间，混凝土现浇楼板的内部的温度为60℃，覆盖的水为25℃，相差35℃，这种温度梯度一定会使混凝土开裂的。

4、对自收缩变形裂缝的影响

混凝土的自收缩变形，是由于水泥水化的化学变化和混凝土内部缺水造成的。商品混凝土的水泥用量大，必然会造成商品混凝土的自收缩变形大，如果现浇商品混凝土楼板很薄，也有被外界高温干燥环境干透的现象，这时，混凝土的外部干缩变形和内部干缩变形的引起因素是一致的。

5、对碳化收缩变形裂缝的影响

对碳化收缩变形的影响，商品混凝土与其它混凝土是相同的。混凝土楼板（除屋面板外）在室内，受到碳化影响小，可以忽略。

通过以上分析可以看出，商品混凝土确有增大现浇混凝土收缩变形裂缝的趋势，其主要内因是商品混凝土配合比中的三大一小，主要外因是三高一低的环境条件。如果能很好的改善三大一小，有利的控制三高一低，那么，现浇商品混凝土楼板收缩变形裂缝，就可以得到较好的控制。

同时，我们也要注意造成混凝土变形裂缝的其他因素。这些因素主要为对幼龄混凝土呵护不到位，其具体的表现是：

（1）不能合理振捣，不能适时保温、保湿养护；

（2）各种扰动加大了混凝土的变形。

三、针对现浇商品混凝土楼板变形裂缝应采取的防治措施

预防现浇商品混凝土楼板变形裂缝的基本原则，就是“抗与放”。抗就是采取一切结构的和非结构的措施，控制其裂缝不产生，放就是让混凝土收缩在预定的时间内基本完成，然后再进行后浇带的处置，或者就是让裂缝产生，然后再加以填补。

在结构设计上，要使配筋细而密，应设置双层双向受力钢筋，对楼板的外墙内角应设放射形钢筋或布钢筋网，对穿越楼板中PVC塑料管应合理布置并附加防裂保护要求。

在材料及其配合比上，宜使用河中粗砂，砂石含泥不宜大于3%和1%；宜采用含C3A少的中、低热水泥；宜使用减缩水剂；宜掺入适量的粉煤灰等活性掺合料；应高度重视“双掺技术”，并通过“双掺技术”，改善商品混凝土的三大一小现象；应把混凝土用水量控制在170kg/m3以下，优质商品混凝土控制在150kg/m3以下；宜把砂率控制在40%以下，宜把水灰比控制在0.4－0.5之间，但水胶比可以小到0.25－0.35之间；对于C30及以下强度的混凝土的水泥用量宜控制在350kg/m3以下；应尽可能的提高粗骨料的用量，并在较低强度的混凝土中宜选用较大粒径的石子；应根据不同的混凝土泵送高度选择适中的混凝土坍落度。

在商品混凝土秤与施工浇筑养护中，要根据现场材料的实际情况，随时调整配合比；要及时掌握施工情况，合理选择混凝土的保塑时间；混凝土浇筑不能过急形成集中堆料，宜采用平板振捣器对混凝土进行两次振捣。在三高一低的条件下，在设置挡风遮阳设施的同时，应在混凝土浇筑面的上空喷雾，当混凝土硬化以后，逐渐增水养护，保湿养护至少在7天以上；模板支撑要牢固，拆模时混凝土要达到规定的强度1.2Mpa。

对于现浇混凝土楼板的变形裂缝补治，可采用环氧树脂胶灌缝修补、封缝。在补缝、封缝的过程中，要注意在干湿循环和冷热循环的反复作用下，变形裂缝在出现－稳定－再出现－再稳定的特点。除了堵缝外，还要改善混凝土、结构所处的环境条件。在混凝土硬化后，由于干缩和冷缩等多因素引起的变形裂缝，通常贯通混凝土截面，一般对混凝土结构的极限承载力无影响。变形裂缝包括早期（约30天以内）、中期（约6个月以内）、后期（一年至数十年）裂缝。对于这些特点，在补治裂缝时都应充分注意到。