不均匀沉降裂缝

1. 定义

由于地基的承载力不一样，构筑物重心产生了明显的偏离，整个构筑物发生不均匀下沉。由于这种不均匀下沉导致的开裂，称为不均匀下沉开裂。

2. 特点

(1)基本不受温度影响，易产生在截面变化处。

(2)多为深入或贯穿裂缝，与地面垂直或呈45°～60°。

3. 典型实例

4. 原因分析

(1)结构、构件下面的地基软硬不均，或局部存在松软土，未经夯实和必要的加固处理，混凝土浇筑后，地基局部产生不均匀沉降而引起开裂。

(2)现场平卧生产的预制构件，底模部分在回填土上，养护时浸水局部下沉，由于侧向刚度很差，在弦、腹杆或梁的上侧面出现开裂。

(3)结构各部荷载悬殊，未做必要的加强处理，混凝土浇筑后因地基受力不均，产生不均匀沉降，造成结构应力集中，而导致出现开裂。

(4)模板刚度不够，模板支撑不牢，支撑间距过大或支撑在松软土上，以及过早拆模，也导致不均匀沉陷裂缝出现。

(5)冬季施工，模板支架支承在冻土层上，上部结构未达到规定强度时地层化冻下沉，使结构下沉或产生开裂。

5. 预防措施

(1)对软弱地基、不均匀地基应进行妥善处理后方可浇筑混凝土结构或构件。

(2)模板及其支撑要有足够的强度、刚度，底部支撑点要坚实。

(3)禁止过早拆模。

(4)结构荷载不均匀时应从设计、施工方面采取调整措施。

沉降收缩裂缝

1. 定义

沉降收缩裂缝是在施工过程中混凝土尚无任何强度时，由于模板振动、骨料自重下沉、混凝土振捣后表面泌水较多引起的，这类裂缝一般较深，沿钢筋走向出现的纵缝，是引起钢筋锈蚀的常见原因，对结构的危害应引起重视，需进行处理。

2. 特点

中部较宽，两端较窄，呈梭型，常出现在结构的变截面处、梁板交界处、梁柱交界处及板肋交界处等，裂缝深度通常可达钢筋表面。

3. 典型实例 

4. 原因分析

混凝土浇筑振捣后，粗骨料沉落，挤出水分、空气，表面呈现沁水，而形成竖向体积缩小沉落。这种沉落受到钢筋、预埋件、模板、大的粗骨料以及先期凝固混凝土的局部阻碍或约束，或混凝土本身各部位相互沉降量相差过大而造成开裂。

5. 预防措施

(1)对截面相差过大的构件，要先浇筑较深的部位，静止1～1.5小时后，待沉降稳定后再与上部薄截面同时浇筑。

(2)控制水灰比、砂率和塌落度不要过大。

(3)保护层厚度不要过薄。

机理

混凝土浇筑后，在塑性状态时，混凝土开始下沉而泌水上升。如果下沉的过程中没有受到任何障碍物的阻碍，混凝土表面会均匀地降低一点点。但如果在下沉的过程中受到混凝土中的钢筋、管道、各类预置构件、颗粒较大的骨料等障碍物的阻碍，处于障碍物上方的混凝土沉降受阻，而两侧的混凝土仍然正常沉降，从而在障碍物上方产生张力，导致障碍物上方混凝土表面开裂。同时，在障碍物下部有可能出现新月状的空穴，这些空穴中充满了泌水，影响钢筋、管道、各类预置件、粗骨料与混凝土的粘合强度。

塑性沉降开裂在混凝土表面收光时可能就已经出现了，但由于比较细小而没有被发觉，直到几个小时后才发现。通常这种开裂出现在混凝土浇筑后30分钟到6小时之内。

塑性沉降开裂一般不会影响结构的强度，但对耐久性有很大的危害，同时后续混凝土的干缩可能导致塑性沉降开裂形成贯穿裂缝。

常见的塑性沉降裂缝

塑性沉降裂缝发生时，往往泌水正在进行，混凝土表面并没有失水干燥，这一点是与塑性收缩开裂的重要区别。

另外通过裂缝的图案很容易将塑性沉降开裂和塑性干缩开裂区分开，塑性沉降开裂的图形是混凝土中障碍物分布的镜像图，如混凝土中钢筋的配置能通过塑性干缩开裂反映在混凝土表面。

塑性沉降开裂图形是混凝土中钢筋分布的镜像图

 

典型的塑性沉降开裂图案

模板也会导致塑性沉降裂缝的发生。与其他构件连接部分的混凝土较容易出现由于模板支撑部分的沉降速度和与构件连接部分的沉降速度不同而导致的沉降开裂。如无梁式楼板支撑柱的柱帽位置，柱帽与支撑柱连接处出现塑性沉降开裂的可能性较大。

 

无梁板结构示意图

 

无梁板柱帽处塑性沉降开裂示意图

有时塑性沉降开裂也可能出现在混凝土结构的立面，如柱体表面。这是由于柱体内的钢筋限制了混凝土在模板内自由流动，因此形成了平行于钢筋平面的塑性沉降裂缝，裂缝通常出现在两层钢筋之间。

 

柱体塑性沉降开裂

混凝土的沉降量与混凝土结构的截面厚度成正比，混凝土结构越厚，沉降量越大。在混凝土结构截面发生突变的地方，如梁和柱的结合部，由于两侧沉降量不同，因此会在表面产生塑性沉降开裂。

 

结构厚度突变引起塑性沉降开裂示意图

预防措施

为防止塑性沉降开裂的发生，在结构设计和混凝土材料方面可以采取如下措施：

1、设计上增加混凝土覆盖层厚度与钢筋直径之比，既增加混凝土覆盖层的厚度或减小所用钢筋的直径。

2、选用塌落度较低、泌水较小的混凝土材料，同时增加混凝土材料的内聚性。

在施工方面可以采取的措施包括：

1、在浇筑混凝土前，要将基层充分润湿，避免混凝土结构下部水分过度流失，导致沉降量加大。

2、对于较厚结构，先浇筑下层混凝土，让其沉降一会儿，然后再浇筑上层混凝土并振捣。

3、模板要坚固、精确，防止在浇筑混凝土的过程中模板出现移动。

4、正确、仔细、充分地振捣。

5、正确、及时、充分地养护。

补救措施

混凝土初凝前如果出现塑性沉降裂缝，最有效的补救措施是在混凝土尚处在塑性阶段重新振捣，然后重新进行表面抹平和收光，从而使裂缝彻底封闭。而选择重新振捣的时机非常关键，如果过早开始重新振捣，过一会儿沉降裂缝可能还会产生;如果过晚，钢筋与混凝土之间的结合强度会受到破坏。

表面重新抹平和收光可以封闭沉降裂缝，但如果没有振捣的配合，这样作仅仅是将表面裂缝封闭，无法彻底封闭深层的裂缝。

如果混凝土已经开始初凝，这时想补救已经不可能了，只能等到混凝土硬化、强度达标后采取注浆等手段来封闭裂缝，防止混凝土结构的耐久性受到影响。