混凝土裂缝是怎么产生的？有实例有真相！

 1、简例分析之前对检测鉴定目的、对象、所需知识储备等内容进行简介。

目的：寻找隐患、发现问题、分析原因；如果需要进一步评级，可根据问题的严重程度(与规范要求的偏差量)予以评级，这些“问题”涵盖了承载力、构造、裂缝、变形等等内容；鉴定的结果是后续整改加固的依据之一。
对象：可以是整体结构，也可以是结构中的构件；可以是承重构件，也可以是维护构件。只要业主需求合理，技术上可以实现，都可进行鉴定。
知识储备：良好的知识储备可以提供更好的鉴定思路，相关知识涵盖广泛，本处仅列出一些基础性相关知识：①熟悉规范，规范是现场检测、技术分析、报告抒写的依据，是鉴定人员的技术准绳；②今天的工作有时只是在重复前人或者自己的工作，怎样才能做的更好，有所变化？每个工程有自身特点，因此广泛收集期刊文献、技术专著、样板报告等资料，在对前人的技术成果进行模仿、学习的基础上进行升华，提炼出每个工程自己独有的新意；③生活经验、客观规律、逻辑推理等等也是技术分析过程的好帮手。

2、简例：下文例子均为简单初步定性分析

2.1简例一：渗漏原因分析
某住宅阳台水落管弯管处存在渗漏，楼上业主在委托检测前已对可疑渗漏处A相应板面防水进行处理，因此坚持认为是弯管最低处盖子(可疑渗漏处B)未密封好，属于物业需要处理的问题，物业认为是水落管外壁与阳台混凝土楼板交界处(可疑渗漏处A)有裂隙，防水未彻底修复好，属于楼上业主的责任范畴。我们对现场勘察后发现，阳台楼板板底采用白灰粉刷，弯管上附着有白灰，白灰挂在弯管最低处呈水滴状；如果是因为弯管最低处渗漏，弯管面不应附着有白灰，只能是落水管与阳台板交界处存在渗漏，漏水带着板底白灰向下流动，才会呈现现有状态。楼上业主也认可我们的分析，后续楼上业主对交界处防水重新进行处理，现已不再渗漏。
 

图1 弯管可疑渗漏点示意图

2.2简例二：斜向裂缝原因分析
①-1 某污水井盖开裂
因井盖跨度小、钢筋规格相对较大，未出现弯曲破坏。靠近井盖周边支承处出现环周斜裂缝，根据摩尔应力圆初步分析，仅考虑剪应力作用时，剪应力作用最大面转过45度即为主拉应力面，与实际环周斜向裂缝对应，该裂缝为剪力作用引起。井盖中部略为塌陷却没有掉落？因井盖钢筋尚且支承在周边，虽然井盖上来来往往偶有车辆通过，井盖中部却没掉落，可见此时钢筋销栓作用贡献良多，竟强于此处井盖混凝土的抗剪能力。井盖虽勉强可用，也到更换的时候，真出现轮胎陷落事件指不定又是一场风波。
 

图2-1 井盖裂损图
 
图2-2 井盖剖面图
①-2 破路机冲击路面
采用破路机破除素混凝土路面的过程和井盖裂损的特点类似，机器冲头撞击路面留下的孔洞呈上小下大的锥台，详见图3(文中的图片因为俯视角度效果不太明显)。现场碰到的时候不妨观察是否如此，看看作者是否观察准确、全面，是否还存在沿其他截面破裂方式，例如直冲破裂。
 

图3-1 破路机示意

图3-2 破路机留下的上小下大的锥台状孔洞
②-1 某门洞上方斜裂缝
该裂缝呈倒八字型，因B处条带(黄色区域)周边墙体竖向变形受金属门框约束，竖向变形小于A处条带(绿色区域)，故而A侧相对B侧向下变形，该变形差将产生相应剪力，根据摩尔应力圆，初步分析仅在剪应力作用下，产生图中所示倒八字型裂缝。
 

图4-1 门洞上方倒八字裂缝
还可换个思路分析，将墙体倒转180度来看，具有足够刚度的金属门框冲入砖墙的过程，是不是像极了破路机冲击头冲破素混凝土板的过程，颠倒状态下，冲出的锥台也是上小下大，真有点异曲同工的感觉。
 
图4-2 门洞墙倒转180度后分析
②-2 砖砌平拱裂缝
而当门洞上方采用砖砌平拱过梁，过梁刚度不足时，过梁中部相对端部可能下挠，此时的裂缝则为正八字裂缝。而图四中的金属门框提供较好刚度，门框中部相对端部仅有极小的下挠，不足以产生正八字裂缝。
③ 某悬挑梁上隔墙开裂分析
通过前文裂缝两侧构件的相对变形，利用摩尔应力圆求主拉应力方向，对于可能形成的开裂走向整理出规律。而本例中的裂缝方向却有点出乎意料，请看图5中的悬挑梁上方的隔墙裂缝走向，图面右侧为阳台临空侧，则右侧应相对左侧下挠，根据前文的规律，裂缝形态应为右高左低，实际情况怎么会形成左高右低的裂缝走向呢？裂缝是客观存在的，自然不会有所隐瞒，背后必有与它相应的受力特点。
 

图5 悬挑梁上隔墙(Q1)开裂（图面右侧为阳台临空侧）
此时需进一步理清临近结构对该墙体的影响，绘制该隔墙在结构中所处的位置，详见平面图6，与该悬挑梁(XL1)相连的临近梁(L2)上方砌有隔墙(Q2)，使得该梁(L2)下挠引起悬挑梁(XL1)的上翘（类似跷跷板作用），且该梁(L2)的下挠带动所支承的垂直方向梁(L3)的转动，转动梁(L3)上方的隔墙(Q3)同方向转动（朝室内倾斜），从该转动墙(Q3)与上部的梁底脱裂方向得到进一步确认，详见图7。悬挑梁上方隔墙(Q1)翘起后相应朝室内倾斜，但是该倾斜受到墙体(Q3)上部的梁约束，详见图8，如果把(Q1)分成上下两部分分析，因上部向左变形受阻，下部将相对上部向左变形，则会出现如图8中左高右低的裂缝形态，整体变形示意及开裂状况详见图9。可见分析过程除了注意局部受力，还应重视整体结构对局部造成的影响，综合进行考虑。
 

图6 局部平面图
 

图7 转动隔墙(Q3)顶部与梁脱裂

图8 悬挑梁上墙(Q1)最终水平向相对变形

图9 整体变形及开裂侧立面示意图

3、文末小结

上文主要引用“渗漏”及“裂损”的例子，因渗漏和裂损问题肉眼可辨，感官冲击明显，是各类纠纷的主要诱因，较有代表性。这些例子就像只麻雀，虽小但五脏俱全，正所谓苔花如米小，也学牡丹开，其色正，其姿亦庄严。想来一个构件、一类构件分析好了，碰到类似的就可以触类旁通，到了整体结构的问题也和构件分析有着许多共通的地方，同样可以迎刃而解。问题分析好了，思路理顺了，只是弦还不能松，得继续认真谨慎抒写报告，报告是最终成果，是理论基础、分析过程的延伸和具体体现。报告传递的是信息，信息通过文字表达，只是同样的文字不同的组织顺序，可能会有不同的意思。

4、补遗--无梁楼盖

近来偶有无梁楼盖坍塌的事故报道，当无梁楼盖出现沿柱边或柱帽边斜截面冲切破坏的过程，与前文井盖裂损及破路机破路的过程有共通之处。当然无梁楼盖的破坏不仅仅只有冲切破坏一种类型，“土木吧”等公众号有多篇关于无梁楼盖坍塌的事故的介绍及原因分析，文末的留言同样精彩，闪光处常引人思考。
本处未就具体原因作分析，请允许我们暂且通过粗糙地回忆印象中几类事故出现频率，看看结构抗超载能力还与什么因素关系密切。
a、悬挑阳台、雨棚坍塌事故偶有报道
b、无梁楼盖坍塌事故偶有报道
c、普通两端支承梁垮塌事故少有报道
d、四边支承板块垮塌的事例鲜有报道，此类板块出现问题的可不少，但不至于坍塌，出现问题多为板面四周开裂、板底十字交叉裂缝。试想即使混凝土均掉落，在钢筋锚固、配筋率得当的情况，按照类似悬链线考虑（例如悬索桥），悬挂钢筋仍然可以承担一定荷载。
e、另外我们曾调查过一个梁+大板结构地下车库，顶板实际覆土“严重超载”，达到设计覆土4-5倍。于地下室内一侧观测，仅出现构件开裂，梁最大裂缝出现在斜裂缝处（最大缝宽约1.5mm），板底最大裂缝出现在跨中（最大缝宽约为0.5mm），可见此类结构抗超载能力颇强。看到此处，可能有朋友要问，此时如果换作无梁楼盖是否会坍塌？要回答这个问题，是否要专门设计一组由承载力而非构造控制的设计上具有承担同等覆土厚度的梁板式以及无梁楼盖式的结构，通过加载对比最后破坏时各自承担的实际覆土厚度。只是实验一时做不了，那就先做个对比吧，收集网络上无梁楼盖坍塌的事例，计算破坏时覆土厚度与设计覆土厚度的比值，该范围从0.8-5.8不等(详表1)，可见无梁楼盖的表现不太稳定，既有表现不佳的，但其中也不乏具备较好抗超载能力的，而且事后问责也未见针对此类设计的，也是对这些设计人员谨慎的肯定。可见不好全面否定无梁楼盖。

表1 实际覆土和设计覆土超载比计算

 补遗小结：无梁楼盖也有不俗的表现，为什么近来受伤的总是它们呢？搁置设计和施工的原因暂且不谈，还有什么因素影响结构安全度？正如大家担忧装配式混凝土结构节点的约束效果是否足够可靠，悬挑构件、无梁楼盖边界则缺少多余约束条件，冗余度不足，抵抗意外能力会逊色一些。打个比方，用4根筷子支撑一块硬纸板，当硬纸板上作用有向下的力，纸板可能被戳出窟窿；当筷子顶端再用4根筷子拉结，此时与纸板接触的就不仅仅只有4个点，而是4条边（N个点），即纸板具有更多的边界约束，冗余度更多，当同样的向下力作用下，纸板更不容易破坏。悬挑构件、无梁楼盖等冗余度不足的结构，有必要除了“自身”需要加强，同时“外在”施工或使用阶段荷载等要注明限制条件。