混凝土常见裂缝种类及分析示意图教材

2 混凝土结构中的非荷载裂缝

混凝土结构是我国工程结构中最常见、应用最广泛的结构形式之一。 但由于混凝土结构自身组成材料的弱点（抗拉强度较低），

在使用条件下容易出现裂缝，这里所说的裂缝是指肉眼可见的宏观裂缝，而不是微观裂缝，其宽度应在0.05mm以上。

混凝土结构中常见的裂缝可分为两类， 一类是由于结构承受荷载产生的裂缝， 这类裂缝是结构在荷载作用下在某些部位产生的

拉应力超过了材料的抗拉强度而引起的，又称为“荷载裂缝”；另一类是由于混凝土材料的收缩变形、 温度变化以及混凝土内钢筋锈蚀

等原因引起的裂缝，又称为“非荷载裂缝”。目前，国内外对因荷载作用引起的“荷载裂缝”进行了较深入地研究，建立了相关的理论和

控制标准，而对因其他原因引起的“非荷载裂缝”则主要是在设计和施工中规定了一些构造措施来防止和减轻， 尚未建立起有效的计算

理论和控制措施，因此，本文将混凝土结构中的“非荷载裂缝”作为主要的研究对象来加以分析。

2．1 非荷载裂缝的分类

2．1．1 混凝土硬化以前新拌混凝土的塑性裂缝

出现塑性裂缝的主要原因有：

a）新拌混凝土在可塑状态下凝结收缩而产生的塑性收缩裂缝；

b）可塑状态下新拌混凝土，其组成材料因受力下沉不均匀或下沉受阻而产生的塑性沉降裂缝；

c）可塑状态下的混凝土因模板变形、支架下沉或受到施工过程中的扰动、 移动等原因而产生的其他塑性裂缝。

2．1．2 硬化混凝土的早期收缩裂缝

硬化混凝土早期收缩裂缝主要包括干燥裂缝、自生收缩裂缝和温度收缩裂缝。

1）干燥收缩裂缝

干燥时收缩，受湿时膨胀，这是水泥基混凝土材料的固有特性， 其主要原因是混凝土内的固体水泥

浆体体积会随含水量而改变。 混凝土中骨料对水泥浆体积的变化起到了很大的约束作用， 使混凝土的体积变化远低于水泥浆体的体积变

化。 在硬化水泥浆体中，部分水存在于浆体的毛细孔隙内，而相当一部分水则存在于水泥硅酸钙凝胶体之中。 混凝土干燥时， 首先失

去的是较大孔径的毛细孔隙中的自由水份，但这几乎不会引起固体浆体体积的变化，只有很小孔径毛细孔隙水和凝胶体内的吸附水与胶体

的层间孔隙水减少时才会引起明显的收缩。

目前，混凝土干燥收缩的机理尚不完全清楚，一般认为是干燥时混凝土内的孔隙水拉力发生变化，胶凝体粒子的表面张力增加， 胶凝体

内的膨胀蒸汽压力减小和层间水称出的综合结果。

2） 自生收缩裂缝

自生收缩是水泥水化作用引起的收缩， 并不属于干燥收缩。水泥水化本身造成体积膨胀，但如将参与水化反应的水的体积加在一起， 则

水化前后水泥与水的总体积减少。在已硬化的水泥浆体中，未水化的水泥继续水化是产生自生收缩的主要原因。 自生收缩主要发生在混

凝土硬化的早期， 一般认为混凝土在开始硬结后的几天或几周内可完成自生收缩。

水灰比的变化对于干燥收缩和自生收缩的影响正相反，当水灰比降低时，混凝土的干燥收缩减小，而自生收缩增大。 如当水灰比大于0.5

时，其自生收缩与干缩相比小得可以忽略不计。但是当水灰比小于0.35时，混凝土内相对湿度很快降到80%以下，自生收缩与干缩则接近

各占一半；当水灰比低至0.17时，则自生收缩要占100%，而干缩为0，意味着即使在很干燥的环境中也没有水份向外蒸发，水灰比较小

的高性能混凝土自收缩过程开始于水化速度处于高潮阶段的头几天，湿度梯度首先引发表面裂缝，随后引发内部裂缝，若混凝土变形受到

约束，则进一步产生收缩裂缝， 这也是高强混凝土容易开裂的主要原因之一。

3）温度收缩裂缝

引起混凝土早期体积变化的主要原因是温度收缩，温度对早期混凝土的收缩开裂起着重要的作用。混凝土在凝结及早期过程中释放大量水

化热， 使混凝土升温， 当混凝土内部的温度与外部环境相差较大， 以致所形成的温度应力或温度变形超过混凝土当时的抗拉强度或极

限拉伸值时，就会形成裂缝。在工程实践中，尤其是大体积混凝土结构中，控制混凝土的温度收缩裂缝最为关键。

工程中常出现的“非荷载裂缝”主要是由于混凝土的干燥收缩*温度收缩引起的，其中也有许多裂缝

是由于混凝土的干燥收缩和温差变形的双重作用共同引起的。

2．1．3 工程中常见的收缩裂缝图

工程中因混凝土收缩开裂的例子很多， 经归纳总结，以下给出了工程中常见的收缩裂缝示意图（见图1），以助于对收缩裂缝的分析和判

断。

2. 混凝土梁裂缝种类及原因

2.1 梁侧面竖向裂缝

1)受力裂缝

裂缝特征：裂缝位于混凝土梁中段，一般跨中裂缝宽度最大，竖向裂缝下宽上窄，沿梁两侧面通透。见附图

1。

原因分析：在混凝土承受荷载时，下部受拉区钢筋与混凝土共同受力，受拉区边缘纤维应变大于混凝土受弯

极限拉应变时，出现受拉区混凝土开裂。该类裂缝由承载力引起，裂缝一旦出现，即具有一定的开展宽度，并沿梁高

上延至一定高度，所以多为下宽上窄。开裂后钢筋应力较裂前突然增加，会在跨中区段出现几条裂缝。

2)温度裂缝

裂缝特征：裂缝在梁长范围内基本呈等间距分布，各缝宽相似，竖向裂缝上宽下窄，沿梁两侧面通透。见附

图2。

原因分析：该类裂缝多出现在顶层上表面隔热不当，或施工时暴晒造成梁板上下表面温差大的部位。梁板上

表面温度高，混凝土膨胀变形大，下表面温度低，混凝土膨胀变形小，形成变形差。当变形产生的拉应力大于混凝土

抗拉强度时，在应力集中的梁上部区域出现竖向裂缝，以释放变形能。

3)混凝土收缩裂缝

裂缝特征：裂缝位于混凝土梁跨中或三分之一处，如为连续梁则裂缝沿全长基本呈等间距分布，间距因梁截

面大小及养护条件而异，各裂缝宽度只与混凝土该位置自身材料差异有关，当混凝土质量稳定时裂缝基本同宽。单条

竖向裂缝上下基本同宽，部分裂缝为中间宽两端窄，沿梁两侧面通透。见附图3。

原因分析：混凝土浇注后收缩变形主要集中在塑性收缩阶段，此时对水分的要求也较大，养护不当易造成混

凝土塑性收缩裂缝，裂缝位置受自身材料及连续梁长度影响。混凝土梁全截面收缩变形，隔一段会出现一个应力释放

面，即开裂面，裂缝贯通全截面。

4)箍筋表面混凝土收缩裂缝

裂缝特征：多为混凝土梁侧面及底面周圈裂缝，裂缝位置与梁内箍筋位置相对应，打开检查时发现裂缝仅存

在于箍筋混凝土保护层范围，各裂缝宽度基本相同。见附图4。

原因分析：箍筋表面混凝土厚度较其它部位薄，当混凝土收缩时，易在该处应力集中，后期养护不当时在此

薄弱面出现沿箍筋位置的裂缝。该类裂缝仅存在于箍筋混凝土保护层范围，箍筋内部混凝土不受影响。

2.2梁侧面根部斜向受力裂缝

裂缝特征：裂缝位于混凝土梁根部受剪区或弯起筋外端部，为一条或多条梁根低、梁中方向高约45º角走向

的斜裂缝。见附图5。

原因分析：该类裂缝是由于混凝土梁受剪应力与压应力共同作用时，斜截面承载力不足造成的。首先在梁底

出现垂直裂缝，顶部变斜（斜向荷载作用点）形成斜裂缝，当荷载增加至一定程度时，在几条斜裂缝中形成一条主要

斜裂缝，即“临界斜裂缝”。当混凝土梁截面偏小，或抗剪筋配置不足时易发生该类损伤。同时要注意混凝土梁上有墙

体时是否形成墙梁构件，避免计算中将墙荷只传至本层梁，而实际底层混凝土墙梁承载上部多层荷载的受力模型错误

引起的损伤。

2.3沿钢筋方向的裂缝

裂缝特征：裂缝对应混凝土梁主筋位置，或对应箍筋位置，开裂较大处伴随混凝土保护层脱落、钢筋出现锈

皮。见附图6。

原因分析：混凝土梁内钢筋锈蚀后体积膨胀，造成混凝土保护层胀裂损伤，钢筋锈蚀与环境温湿度及干湿交

替情况、环境存在侵蚀性物质（气、液、固体）、及混凝土中氯离子含量有关。

3. 裂缝宽度的限值

混凝土梁类构件应从承载能力、构造以及不适于继续承载的位移(或变形)和裂缝等四个方面来确定结构安全

性，裂缝的性质及开裂大小是判断安全性的重要内容。

上述裂缝中，混凝土梁竖向受力裂缝及梁侧面根部斜向受力裂缝都属于受力裂缝，温度裂缝、混凝土收缩裂

缝、箍筋表面混凝土收缩裂缝属于非受力裂缝，应根据《民用建筑可靠性鉴定标准》GB 50292-1999第4.2.5条、

4.2.6条内容确定裂缝宽度的限值。

、骨料方面

（1）骨料中含泥 干燥收缩大，水泥与骨料的粘结不理想

（2）碱骨料反应 反应吸水，水化反应使骨料膨胀

3、混凝土下沉和泌水

混凝土浇筑后，在凝结过程中会产生下沉和泌水，下沉量约为浇筑高度的

1%

。当下沉受到钢筋或周围混凝土的约束也会产生裂缝。

二、施工原因

（1）混合材料不均匀：由于搅拌不均匀，材料的膨胀性和收缩的差异，引起局部的一些裂缝。

（2）长时间搅拌：混凝土运输时间过长，长时间搅拌突然停止后很快硬化产生的异常凝结，引起网状裂缝。

（3）浇筑速度过快：当构件高度较大，如一次快速浇筑混凝土，因下部混凝土尚未充分硬化，产生下沉，引起裂缝。

（4）交接缝：浇筑先后时差过长，先浇筑的混凝土已硬化，导致交接缝混凝土不连续，这是结构产生裂缝的起始位置，将成为结构承载

力和耐久性的缺陷。

三、荷载产生的裂缝

四、温度裂缝

五、收缩裂缝

六、不均匀沉降产生裂缝

七、钢筋锈蚀产生的裂缝

八、冻结溶解产生的裂缝

一、蜂窝

（1）配合比计量不准，砂石级配不好；

（2）搅拌不匀；

（3）模板漏浆；

（4）振捣不够或漏振；

（5）一次浇捣混土太厚，分层不清，混凝土交接不清，振捣质量无法掌握；

（6）自由倾落高度超过规定，混凝土离析、石子赶堆；

（7）振捣器损坏，或监时断电造成漏振；

（8）振捣时间不充分，气泡未排除。

1、防治措施为：

①严格控制配合比，严格计量，经常检查；

②混凝土搅拌要充分、均匀；

③下料高度超过2m要用串筒或溜槽；

④分层下料、分层捣固、防止漏振；

⑤堵严模板缝隙，浇筑中随时检查纠正漏浆情况；

2、处理措施为：

①对小蜂窝，洗刷干净后1：2水泥砂浆抹平压实；

②较大蜂窝，凿去薄弱松散颗粒，洗净后支模，用高一强度等级的细石混凝土仔细填塞捣实；

③较深蜂窝可在其内部埋压浆管和排气管，表面抹砂浆或浇筑混凝土封闭后进行水泥压浆处理。

二、麻面

（1）同“蜂窝”原因；

（2）模板清理不净，或拆模过早，模板粘连；

（3）脱模剂涂刷不匀或漏刷；

（4）木模未浇水湿润，混凝土表面脱水，起粉；

（5）浇注时间过长，模板上挂灰过多不及时清理，造成面层不密实；

（6）振捣时间不充分，气泡未排除。

1、防治措施为：

①模板要清理干净，浇筑混凝土前木模板要充分湿润，钢模板要均匀涂刷隔离剂；

②堵严板缝，浇筑中随时处理好漏浆；

③振捣应充分密实；

2、处理方法:

表面做粉刷的可不处理，表面不做粉刷的，应在麻面部位充分湿润后用水泥砂浆抹平压光。

三、孔洞

（1）同蜂窝原因；

（2）钢筋太密，混凝土骨料太粗，不易下灰，不易振捣；

（3）洞口、坑底模板无排气口，混凝土内有气囊。

①在钢筋密集处采用高一强度等级的细石混凝土，认真分层捣固或配以人工插捣；

②有预留孔洞处应从其两侧同时下料，认真振捣；

③及时清除落人混凝土中的杂物；

1、处理方法:凿除孔洞周围松散混凝土，用高压水冲洗干净，立模后用高一强度等级的细石混凝土仔细浇筑捣固。

四、露筋

（1）同“蜂窝”原因；

（2）钢筋骨架加工不准，顶贴模板；

（3）缺保护层垫块；

（4）钢筋过密；

（5）无钢筋定位措施、钢筋位移贴模。

1、防治措施为

①浇筑混凝土前应检查钢筋及保护层垫块位置正确，木模板应充分湿润；

②钢筋密集时粗集料应选用适当粒径的石子；

③保证混凝土配合比与和易性符合设计要求；

2、处理方法：表面露筋可洗净后在表面抹1：2水泥砂浆，露筋较深应处理好界面后用高一级细石混凝土填塞压实。

五、烂根

（1）模板根部缝隙堵塞不严漏浆；

（2）浇注前未下同混凝土配合比成份相同的无石子砂浆；

（3）混凝土和易性差，水灰比过大石子沉底；

（4）浇注高度过高，混凝土集中一处下料，混凝土高析或石子赶堆；

（5）振捣不实；

（6）模内清理不净、湿润不好。

对有些结构按其所处条件的不同，允许存在一定宽度的裂缝。但施工中仍尽可能采取有效的技术措施控制裂缝，使结

构尽量不出现裂缝，或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量。

裂缝按产生的原因有：由外荷载（包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载）引起的裂缝；由变形（包括温度、湿

度变形、不均匀沉降等）引起的裂缝；由施工操作（如制作、脱模、养护、堆放、运输、吊装等）引起的裂缝

按裂缝的方向、形状有：水平裂缝，垂直裂缝，横向裂缝，纵向裂缝，斜向裂缝以及放射状裂缝等。按裂缝深度

有：贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。

1、 塑性裂缝：

1） 现象：

裂缝在结构表面出现，形状很不规则且长短不一，互不连贯，类似干燥的泥浆面。大多在混凝土浇筑初期（一般

在浇筑后4小时左右），当混凝土本身与外界气温相差悬殊，或本身温度长时间过高（40℃以上），而气候很干燥的情

况下出现。塑性裂缝又称龟裂，属于干缩裂缝，出现普遍。

2） 原因分析：

a、 混凝土浇筑后，表面没有及时覆盖，受风吹日晒，表面游离水分蒸发过快，产生急剧的体积收缩，而此时混凝

土早期强度很低，不能抵抗这种变形应力而导致开裂。

b、 使用收缩率较大的水泥，水泥用量过多，或使用过量的粉砂。

c、 混凝土水灰比过大，模板过于干燥。

3） 预防措施：

a、 配制混凝土时，应严格控制水灰比和水泥用量，选择级配良好的石子，减小空隙率和砂率；同时，要振捣密实，

以减少收缩量，提高混凝土抗裂度。

b、 浇筑混凝土前，将基层和模板浇水湿润。

c、 混凝土浇筑后，对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖，认真养护。

d、 在气温高、湿度低或风速大的天气施工，混凝土浇筑后，应及早进行喷水养护，使其保持湿润；大面积混凝土

宜浇完一段，养护一段。此外，要加强表面的抹压和养护工作。

e、 混凝土养护可采用表面喷氯偏乳液养护剂，或覆盖湿草袋、塑料布等方法；当表面发现微细裂缝时，应及时抹

压，再覆盖养护。

f、 设挡风设施。

4） 治理方法：

a、 此类裂缝对结构强度影响不大，但传统使钢筋锈蚀，可在表面抹一层薄砂浆进行处理。对于预制构件，可在裂

缝表面涂环氧胶泥或粘贴环氧玻璃布进行封闭处理。

2、 干缩裂缝：

1） 现象：

裂缝为表面性，宽度较细。其走向纵横交错，没有规律。较薄的梁、板类构件（或桁架杆件），多沿短向分布；整

体性结构多发生在结构变截面处；平面裂缝多延伸到变截面部位或块体边缘，大体积混凝土在平面部位较为多见，但

侧面也常出现，并随湿度和温度变化而逐渐发展

2） 原因分析：

a、 混凝土成型后，养护不当，受到风吹日晒，表面水分散失快，体积收缩大，而内部湿度变化很小，收缩也小，

因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束，出现拉应力，引起混凝土表面开裂，或者构件水分蒸发，产生体积收缩受

到地基或垫层的约束，而出现干缩裂缝。

b、 混凝土构件长期露天堆放，表面湿度经常发生剧烈变化。

c、 采用含泥量大的粉砂配制混凝土。

d、 混凝土经过度振捣，表面形成水泥含量较多的砂浆层。

e、 后张法预应力构件露天生产后长久为张拉等。

3） 预防措施：

a、 混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能过大；严格控制砂石含泥量，避免使用过量粉砂；混凝土应振捣密实，并

注意对板面进行抹压，可在混凝土初凝后、终凝前进行二次抹压，以提高混凝土抗拉强度，减少收缩量。

b、 加强混凝土早期养护，并适当延长养护时间。长期露天堆放的预制构件，可覆盖草帘、草袋，避免曝晒，并定

期适当洒水，保持湿润。薄壁构件则应在阴凉地方堆放并覆盖，避免发生过大湿度变化。

3、 干缩裂缝：

1） 现象：

表面温度裂缝走向无一定规律性；梁板式或长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；大面积结构裂缝常纵横交

错。深进的和贯穿的温度裂缝，一般与短边方向平行或接近于平行，裂缝沿全长分段出现，中间较密。裂缝宽度大小

不一，一般在0.5mm以下。裂缝宽度沿全长没有太大的变化。温度裂缝多发生在施工期间，缝宽受温度变化影响较明

显，冬季较宽，夏季较细。沿断面高度，裂缝大多呈上宽下窗状，但个别也有下宽上窄情况，遇上下边缘区配筋较多

的结构，在时也出现中间宽两端窄的梭形裂缝。

2） 原因分析：

a、 表面温度裂缝，多由于温度较大。混凝土结构，特别是大体积混凝土基础浇筑后，在硬化期间放出大量水化热，

内部温度不断上升，使混凝土表面和内部温差很大。当温度产生非均匀的降温时（如施工中注意不够，过早拆除模板；

冬季施工，过早除掉保温层，或受到寒潮袭击），将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩，此时表面

胺到内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力（内部降温慢，受自约束而产生压应力），而混凝土早期抗拉强度和弹性

模量很低，因而出现裂缝（这种裂缝又称为内约束裂缝）。但这种温差仅在表面处较大，离开表面就很快减弱。因此，

裂缝只在接近表面较浅的范围出现，表面层以下结构仍保持完整。

b、 深进的和贯穿 的浊裂缝多由于结构降温差较大，受到外界的约束而引起的。当大体积混凝土基础、墙体浇灌在坚

硬地基（特别是岩石地基）或厚大的老混凝土垫层上时，没有采取隔离层等放松约束的措施，如果混凝土浇灌时温度

很高，加上水泥水化热的混凝土冷却收缩，全部或部分地受到地基、混凝土垫层或其他外部结构的约束，将传统在混

凝土浇筑后2-3个月或更长时间出现，裂缝较深，有时是贯穿性的，将破坏结构的整体性。基础工程长期不回填，受

风吹日晒或寒潮袭击作用；框架结构的梁、墙板、基础梁，由于与刚度较大的柱、基础连接，或预制构件浇筑在台座

伸缩缝处，因温度变形受到约束，降温时也常出现这类裂缝。采用蒸气养护的预制构件，混凝土降温制度控制不严，

降温过速，或养生窑坑急剧揭盖，使混凝土表面剧烈降温，而受到肋部或胎模的约束，常导致构件表面或肋部出现裂

缝。

3） 预防措施：

a、 尽量选用低热或中热水泥（如矿渣水泥、粉煤灰水泥）配制混凝土；或混凝土中掺适量粉煤灰；或利用混凝土

的后期强度，降低水泥用量，以减少水化热量。

b、 选用良好级配的骨料，并严格控制砂、石子含泥量，降低水灰比，加强振捣，以提高混凝土的密实性和抗拉强

度。

c、 在混凝土中掺加缓凝剂，减缓浇筑速度，以利于散热，或掺木钙、减水剂，以改善和易性，减少水泥用量。

d、 避开炎热天气浇筑大体积混凝土；必须在热天浇筑时，可采用冰水或深井凉水拌制混凝土，或设置简易遮阳装

置，并对骨料进行喷水预冷却，以降低混凝土搅拌和浇筑的温度。

e、 分层浇筑混凝土，每层厚度不大于30厘米，以加快热量散发，并使温度分布均匀，同时也便于振捣密实。

f、 大体积混凝土适当预留一些孔道，采取通冷水或冷气降温。

g、 大型设备基础采取分块分层间隔浇筑（间隔时间5~7天）分块厚度1~1.5m，以利水化热散发和减少约束作用；

或每隔20~30m留一条0.5~1.0m宽的临时间断缝，40天后再用干硬性细石混凝土浇筑，以减少温度收缩应力。

h、 浇筑混凝土后，表面应及时用草袋、锯末、砂等覆盖，并洒水养生。深搞基础可采取灌水养护（或在混凝土表

面四周砌一皮砖进行灌水养护。

）。夏季应适当延长养护时间，使之缓慢降温。在寒冷季节，混凝土表面应采取保温措施，以防寒潮袭击。拆模时，

块体中部和表面温差不宜大于20℃，以防止急剧冷却造成表面裂缝。基础混凝土拆模后要及时回填。

i、 在岩石地基或较厚大的混凝土垫层上浇筑大体积混凝土时，可在岩石地基或混凝土垫层上浇沥青胶并撒铺5mm

厚或铺二层沥青油毡纸，以消除或减少约束作用。

j、 蒸汽养护构件时，控制升温速度不大于25℃/小时，降温速度不大于20℃/小时，并缓慢揭盖，及时脱模，避免

引起过大的温度应力。

4） 治理方法：

a、 温度裂缝对钢筋锈蚀、碳化、抗冻融（有抗冻要求的结构）、抗疲劳（对受动荷载构件）等方面有影响，故应

采取措施治理。可以采用涂两遍环氧胶泥或贴环氧玻璃布，以及抹、喷水泥砂浆等方法进行表面封闭处理，对有防水、

抗渗要求的结构，缝宽大于0.1mm的深进或贯穿性裂缝，应根据裂缝可灌程度，采用灌水泥浆或化学浆液（环氧、甲

凝或丙凝浆液）方法进行裂缝修补，或者灌浆与表面封闭同进采用。宽度不大于0.1mm的裂缝，由于后期水泥生成氢

氧化钙、硫酸铝钙等类物质，能使裂缝自行愈合，可不处理或只进行表面处理即可。

一、关于混凝土裂缝

裂缝是混凝土工程中最常见的一种缺陷，分为宏观裂缝和微观裂缝。一般肉眼可见裂缝宽度为

0.03-0.05mm，因此，将肉眼可见裂缝称为宏观裂缝，不可见的裂缝宽度＜0.05mm的称为微观裂缝。

混凝土的微观裂缝一般为混凝土固有。其原因为：混凝土是由水泥浆体水化硬化后的水泥石与砂、

石骨料组成，它们的物理力学性能不一致，是一种非均质的组合物。水泥浆体硬化后的干缩值较大，而

混凝土中的骨料则限制了水泥浆体的自由收缩，这种约束等作用使混凝土内部从硬化开始就有骨料与水

泥石的粘结面上产生了微裂缝。也就是说，即使没有外荷载作用（不管是其外荷载的种类是自重、荷载、

体积变化而引起的内应力等）或者即使混凝土发生体积变化是没有受到外部的约束，混凝土内部已经有

了微裂缝。这种微裂缝在不大的外力或变形作用下是稳定的。

混凝土是一种抗压能力远大于抗拉能力的建筑材料（抗拉强度为抗压强度的1/8-1/10），当因荷载

作用使混凝土内部产生较大的拉应力，或者因混凝土体积变化时受到约束，混凝土内部产生较大的拉应

力，或者早期急剧失水引起体积变化时，若此时的抗拉能力不能抵抗所产生的拉应力，混凝土即开裂以

消除应力。开裂首先是从有微裂缝的粘结面开始，当外力或变形作用较大时，这些粘结面上的微裂缝就

会发展，并扩展穿过硬化的水泥石，逐渐发展为可见的宏观裂缝。

见下图-1：混凝土中的早期塑性收缩裂缝。

二、混凝土的泌水与沉降

混凝土拌合物浇筑后到开始凝结前，固体颗粒下沉，水上升，并在表面析出水的现象，称为泌水。

泌水后因水分的流失会造成混凝土发生沉降收缩，若沉降收缩不采取措施予以消除，将会产生沉降收缩

裂缝。泌水通常是由新拌合水所引起的，少许泌水对优质的混凝土来说是正常的。它导致在整个表面上

出现少量的均衡的渗出物，对混凝土内部来说，水分少量的渗出，会降低内部混凝土的水灰比，使混凝

土强度得以提高。另一方面，泌水后混凝土上层变成富含水的水泥浆，这一区域有过高的W/C。导致混

凝土表面强度不够，多孔，缺乏耐久性。因此，在混凝土泌水结束后进行的二次抹面，将会破坏这一富

水层，使混凝土表面再一次趋于水灰比一致，从而降低上述质量隐患的可能。

同时泌水后聚积在混凝土表面的泌水层，对混凝土的养护起到良好的作用，这就象一层“水被子”盖

在混凝土的表面，使因失水造成的塑性收缩裂缝极大的降低，但是，当外界温度、湿度及风速条件较恶

劣，渗出水蒸发的速度比泌水速度快时，很容易出现塑性收缩裂缝。这时，在渗出水量不能形成良好的

养护环境时，就必须人为地创造这个良好的环境，则补充水分，形成较高的湿度就必须进行。

表面塑性收缩裂缝在混凝土未完全终凝前就已经发生，因此，补充水分进行湿养护的时间必须提前，

当混凝土表面泌水后出现的水而光泽消失时，（一般在混凝土浇筑后一至三小时）即应立即开始采取包

括二次振捣抹面及洒水养护等技术措施，应注意覆盖物必须予以湿润或覆盖后立即浇水使覆盖物完全湿

润。

预拌混凝土使用高效减水剂，每方混凝土中用水量较不掺用减水剂的现场拌制要少,且胶结料较多,

泌水量较常规浇筑方法少，这两个原因都会加速早期塑性裂缝的形成，需特别注意。采用泵送混凝土时，

施工速度较快，一次性浇筑到模板内的含量大，因此，应安排足够的人员对处于危险的混凝土及时采取

技术措施。

塑性收缩裂缝常出现在：楼板、地面、大梁的侧面

塑性沉降裂缝常出现在：板梁结合部，板墙结合部、梁墙结合部，表面布有钢筋的基础部分，对较

厚的底板，较深的梁和剪力墙位置，易出现沉降裂缝。

三、关于早期混凝土裂缝的分类及成因

早期混凝土裂缝一般出现在混凝土初凝前混凝土仍在塑性状态时出现的裂缝，工地一般因混凝土浇

筑后施工人员即离开，在第二天早上开始浇水时会发现。在天气炎热干燥季节,有时在梁板上面,浇筑在

模板内的混凝土一、二个小时后即会出现甚至在未进行二次抹面收光前裂缝即清晰可见。一般称为塑性

裂缝，分为：塑性收缩缝、塑性沉降缝。这种裂缝的开裂机制简明，可通过相应措施予以避免或消除。

塑性收缩裂缝和塑性沉降裂缝均发生在混凝土尚处于塑性阶段，其产生的主要原因为水分蒸发。混

凝土浇筑后最初几个小时，混凝土尚处于塑性阶段，在干燥或炎热气候条件下，当蒸发速率超过了泌水

达到表面速率时，混凝土表面失去水分，原来水分所占体积随着蒸发而失去，造成混凝土体积收缩，在

混凝土受钢筋等约束的情况下，抵抗不了收缩所造成的拉应力，导致混凝土从表面开始出现裂缝，若蒸

发持续进行，而无水分补充时（未进行有效养护时），裂缝会随着失水逐步向混凝土内部延伸，直到整

个截面贯穿。混凝土处于可塑状态时，水分从混凝土表面迅速蒸发，同时，由于混凝土产生泌水，水分

也从混凝土的内部向表面泌出。混凝土表面水分蒸发与泌水水分上升，在混凝土表面发生干燥收缩（因

失水而使体积收缩），体积缩小，从而使表面产生开裂，细小裂缝密布于混凝土表面。（图-2）

图-2 塑性收缩开裂的发生

塑性收缩缝与塑性沉降缝一般出现在混凝土（或浆体）处于塑性状态期间，其持续的时间较短，大

约1~2小时，开始于混凝土表面光泽消时（泌水收水结束）。裂缝走向不规则，长度从几厘米到几米不

等，中间较宽，两端较细，深度可能局限于表面较浅区域，但当外界气温高、风速大，气候干燥情况下

出现较多，若不采取相应措施，任由裂缝发展，则有可能贯穿。但经试验，即使贯穿，对混凝土结构物

承载也无影响。

塑性收缩缝多发生于地板、楼板等的裸露面上，板面越薄越容易出现，当气温较高特别是又较为干

燥且强风吹时，混凝土表面极易蒸发脱水（下边的泌水来不及上浮补充）。于是会使混凝土由表面向内

部形成湿度梯度（内外湿度不一致，呈阶梯状分布）。过高的湿度梯度造成混凝土表面剧烈收缩，此时，

混凝土基本上无抗拉能力，导致混凝土表面首先开裂，形成塑性裂缝。在未进行有效的养护情况下，塑

性裂缝会随着失水逐步向混凝土内部延伸，直到整个截面贯穿。

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混凝土凝结硬化过程中，由于自重原因会导致比重大的组分下沉，比重较小的水分上升，即产生泌

水。泌水的结果会使混凝土结构更加致密，同时会降低混凝土在高度方向的尺寸（沉缩）。在梁与板的

变接处，梁与柱的交接处，板与墙交接处等部位，因其在高度方向的尺寸不同，各自发生的沉缩量不同，

就会导致高度大的部位沉缩大，厚度小的部位沉缩小，在交接处会发生裂缝。见图-3。

图-3 沉降裂缝剖面图

a)梁板结构 b) 基础底板

混凝土在浇筑成型后，混凝土中比重大的成分下沉，当受到钢筋、拉杆、预埋件等约束，遂发生

沉降裂缝，梁板上面的混凝土，由于沉降开裂，裂缝沿着钢筋的正上方，而柱、墙侧面的混凝土，裂缝

沿着水平钢筋的方向裂缝是从混凝土表面到达钢筋的上表面。见图-4。

a)沿着钢筋上表面发生裂缝 b) 沿着侧面钢筋而发生裂缝

水分蒸发速率是一个表征单位时间单位面积沙锅内所蒸发水分的数量，其物理意义很明确，就是说

在单位时间单位面积内，若水分蒸发的数量超过某个值，蒸发速率超过了泌水到达表面的速率时，混凝

土极有可能会出现表面裂缝。1.0kg/m3/h是蒸发速率临界值（ACI305R-96）是指在水蒸发速率超过此值

时，混凝土产生表面裂缝，为防止出现塑性裂缝，就需要采取其他措施在混凝土表面补充水分，降低蒸

发速率。对商品混凝土来说，因其掺有高效减水剂和其它掺合料，泌水总量较常规混凝土要少，此临界

值需要降低，方可保证不产生表面裂缝。一般来说，0.6kg/m3/h可作为商品混凝土的蒸发速率临界值。

塑性混凝土水分蒸发量计算见图表1，

施工单位应根据地区气象部门的观测数据，（施工单位应自备简易温湿度测定仪），在混凝土施工

当天的外界最高温度，最低相对湿度，最大风速，从附表中查出水分蒸发量，如果超过0.6kg/m

3

/h时，

可以推定混凝土产生塑性开裂的可能性很大，必须采取措施进行预防。应注意，当水分蒸发量超过上述

值时，只要混凝土浇筑到模板内，不管在什么时间，都有可能出现开裂，应防止有人认为的“开裂应在

混凝土硬化后才出现”的观点，随时根据天气情况采取技术措施。对表中温度、湿度的数值，宜按当时

具体情况予以实际测量，风速可采用附表的《风力等级与风速对照表》进行判断，同时，应注意具体施

工位置是否在山上、风口或高层，这些位置的风速与地面风速有较大差距，而预报风速一般是指地面风

速。应以判断出的现象进行查表确定风速。

蒸发后的水汽在没有风的情况下，会在混凝土表面形成湿度较大的保护层，一定程度地降低开裂，

但在有风的情况下，此保护层被迅速吹走，使混凝土表面直接裸露在高温和干燥空气中，导致失水加剧。

水的蒸发量与大气温度成正比，与相对湿度成反比，并受当时的风速和气压日照情况等因素影响，在酷

暑期所浇筑混凝土构件表面的水分蒸发量，比常温要增加多倍，如以水的饱和蒸汽压力为例，在10℃时

为9.21、20℃为17.53、40℃时为55.32（mm汞柱），即温度每升高10℃时水的饱和蒸汽压力增加近一

倍。再从与蒸发量相关的粘度值来看，10℃时为13.10，20℃时为10.21，30℃时为8.00，40℃时为6.54

（mη），即温度每升高10℃，水的粘度值降低20-30%。这两类数值都表示，气温越高，越促进水分从

混凝土表面蒸发，所以在高温季节更应注意水蒸发造成的塑性裂缝。比较而言，相对湿度在混凝土塑性

收

缩的影响更大，有资料显示，气温和混凝土温度为32℃，相对湿度为10%，风速为11m/s(约为六级

风)时，水分蒸发速率是气温和混凝土表面温度为21℃，相对湿度为70%时的50倍，极易产生塑性裂缝。

如果混凝土温度比气温高（因阳光暴晒或其它原因，比如搅拌车到现场后，混凝土长时间不能浇灌

入模，水化已经开始），即使气温凉爽且相对湿度为100%的饱和条件下，水分从混凝土表面蒸发的速

率也相当可观，因此，在凉爽、潮湿的气候下混凝土也可能出现塑性裂缝。

由于模板支撑安放不当，特别是在地基上支撑模板，很容易引起支柱下沉，使模板鼓胀，不仅使混

凝土结构精度不良，也成为混凝土开裂的原因。见图-5

图-5 由于模板安放不当造成的开裂

a)模板支撑下沉引起的开裂 b）模板支撑底部承载力差引起的下沉

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由于模板支撑底部承载能力差，引起支撑下沉，造成梁板交界处上表面开裂，这种裂缝一般是在模

板硬化初期时就发生，因此，在支模时，必须注意支柱下面的地层是否坚固，有足够的承载力。由于模

板支撑系统松弛，混凝土引起模板胀鼓，从而引起混凝土开裂。

图-6 模板侧向变化引起的开裂 图-7 混凝土浅表面的龟裂

如果混凝土坍落度较大，振捣时过振，在混凝土表面会有一个富浆层，若在抹面时不进行处理，则

会出现浅表龟裂。见图-7

四、控制裂缝需采取的技术措施

1、当外界温度高且风力很大时，混凝土在浇筑过程中或者刚浇筑完以后，水分从混凝土表面而迅

速蒸发，在风力的作用下，水分被风从混凝土表面吹走，如果进一步发展，混凝土会变成表面干燥状态，

产生开裂，因此，希望尽可能避免在夏季日光直射的白天浇筑混凝土（在夏季高温，阳光直射的情况下，

混凝土有时还会在表面形成一层硬皮，此时，在表层下的混凝土内部仍然是塑性，因作业上人，混凝土

导致混凝土表面留下不可消除的脚印等，脚印的周围会因沉陷导致开裂）。在不可能中断浇筑的情况下，

在浇筑一层以上的混凝土时，利用外部脚手架铺上毡布，即可以防风和防止一段时间日晒。在楼板可再

装修的上表面，浇筑完混凝土后，铺上保湿的土工布麻袋、草帘、栅网等，尽量防止水分蒸发。图-8 养

护。

图-8 施工时采用篷布挡风 图-9 施工后采用外挂麻袋

2、沉降裂缝一般沿着水平钢筋上表面发生，如沿着板和梁的上部分水平钢筋的上表面，或者沿着

梁板交界处产生。沿着水平钢筋的开裂，裂缝深度多达到钢筋表面，会使粘结力降低，日后，还会发生

锈蚀，这种沉降裂缝发生于泌水过程中，在夏季是浇筑成型后0.5-1.5h，春秋季为1-2h，冬季为3-6h，

根据不同的施工时期和当时环境中温度、湿度、风速等条件，仔细观察混凝土表面，如出现裂缝时及时

进行二次振捣处理。如果二次振捣时间过早，振实后还继续下沉，裂缝仍会出现，没起到相应作用。如

果二次振捣太迟，由于混凝土硬化，振捣困难，也起不到消除沉降裂缝的作用。

二次振捣的时间应根据泌水量减少情况来判定，当混凝土表面所泌水分基本结束，表面水光亮基本

消除时，即可安排二次振捣，此时用手按混凝土表面，应有痕迹。

3 控制上荷载时间

《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）的7.4.1条规定，“混凝土强度达到1.2Mpa

之前，不可在其上踩踏和安装模板、支架”预拌混凝土都采用了缓凝技术，一般初凝时间控制在6-8h，

大体积混凝土在10-12h，有特殊要求的甚至可能达到16h以上，混凝土的初凝与终凝之间的间隔时间较

短，约在1-2h左右，终凝后的混凝土强度开始增长，达到1.2Mpa需要一定的时间，这个时间因混凝土

强度等级和环境条件（主要是气温）的差异而有所不同，为稳妥起见，日平均气温在25℃以上时在12-16h，

低于25℃时，一般应按浇筑后24h后方可上人。

在终凝后上人作业（浇筑完毕刚踩不出脚印），或往工作面上吊运材料，人员和材料的重量通过本

身还需要模板支撑的混凝土传到模板上，不但搅动了浇筑的混凝土，而模板和模板支撑特别是板的模板

支撑在集中的、不均匀的、过大的施工荷载作用下，混凝土会因刚度不足而发生挠曲，特别是吊运材料

时产生集中的冲击荷载，更会使刚度不足的模板产生振动，即使轻微的振动也会对初凝前后的混凝土产

生严重的影响，引起肉眼可见的裂缝，也必然会引起肉眼不可见的细小裂缝，使结构受到损伤。

同时，施工验收规范（GB50204-2002）在4.2.1条规定：“安装现浇结构的上层模板及其支架时，下

层楼板应具有承受上层荷载的承载能力或加设支架，上、下层支架的立柱应对准，并铺设垫板。第4.3.5

条规定“模板拆除时，不应对楼层形成冲击荷载，拆除时模板和支架宜分散堆放并及时清运。”如果不按

上述条文操作，会导致如图-10所示裂缝，这种裂缝具有板底裂缝较宽，由一点向外发散，贯通时板面

裂缝较细小或未贯通但在板面上浇水时，板底发现湿痕或水滴的特征，这种因不当的施工荷载引起的裂

缝在结构进入使用阶段时，可能会进一步发展，轻则造成明显的功能缺陷，严重时会降低结构的承载能

力而影响结构的使用安全和耐久性，需严加防范。

图-10 施工荷载引起的楼板底裂缝

4 梁板结构浇筑时的二次振捣和保湿养护：

梁板结构表面积大，水分容易蒸发，水化容易散失，温升不高，因此，水分散失和二次振捣压实抹

平不足是导致梁板结构早期裂缝的重要因素，随着混凝土龄期的增长和环境的变化，会加剧早期裂缝的

扩展，有可能成为有害的贯穿裂缝。下图-11、图-12所示试验充分说明，水分蒸发对裂缝发生和扩展的

影响，也说明了保湿养护，二次振捣和压抹对裂缝控制的有效作用。

图-11 用平板测试法进行混凝土抗裂性能试验

图-12 不同保湿条件下混凝土试件的裂缝情况

左图：同一环境中不同保湿条件下的试件； 右图：未覆盖的试件裂缝开展情况（实测描绘）

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试验用混凝土按初凝8h配制，初始坍落度/扩展度=245/650mm，无离折、泌水、板结情况，和易性

良好、成型后用塑料膜严密覆盖的试件，入模4h还具有塑性且未见任何肉眼可见裂缝。暴露试件入模

1.5h开始出现塑性收缩裂缝，在混凝土入模2h时，对该试件左半边进行拍实，压抹使裂缝闭合，右半

边未压抹的 部分裂缝继续发展增多，变长、变宽（≈1.5mm），压抹过的半边上随后又出现了细裂缝。

中间的温度湿度计显示：从混凝土入模起4h试验期间，温度32-39℃，湿度40-60%，一周后检查，二

次压抹的半块板上最大裂缝宽度0.3 mm，总长220 mm，未二次抹压的半边最大宽度1.5 mm，总长1850

mm，塑料薄膜覆盖的板无裂缝出现。

5 加强抹面工作：

抹面可以有效的降低混凝土表面的裂缝，在混凝土表面泌水结束，混凝土即将开始初凝时，对混凝

土表面及时进行搓毛和抹压，可有效防止湿度梯度的形成，弥合已形成的裂缝，降低终凝后的混凝土表

面裂缝。终抹的时机：开始初凝前，混凝土泌水结束，指按有浅痕。抹面后注意表面有无小裂缝，在终

凝前再适时进行有选择地搓抹。

a) 二次抹面（振捣）无效的裂缝； b)、c) 二次抹面（振捣）消除和减小了的裂缝

预拌混凝土在浇灌入模后，可终抹的时机较短，往往是大面积的混凝土表面需抹面。这就需安排足

够的人员对混凝土进行及时抹面，防止因抹压不及时造成局部无法及时抹面，使混凝土表面形成较多裂

缝。

如图-13示，某工地梁板结构的裂缝情况，当时天干风大，浇筑后未及时覆盖，混凝土表面迅速失

水开裂，当时混凝土并未初凝，但用压抹的方法已无法使裂缝闭合，操作人员采用木榔头敲砸的方法企

图使裂缝闭合，出现了图示三种情况。由此可以看出，早期塑性裂缝在发现及时、处理得当的情况下，

是可以避免的。

6、养护：养护是混凝土强度正常增长及防止混凝土产生裂缝最有效的措施，必须充分重视，并制

定养护方案，派专人负责养护工作。

混凝土浇筑完毕后，应及时对混凝土构造物保持足够的温度和湿度，从而保障混凝土后期各种预期

性能的形成和增长。当构筑物周围自然条件不能满足养护要求的温度和湿度时，就要人为创造相应的温

度和湿度条件，即创造合理温度和合理湿度，尽量避免急剧干燥、温度急剧变化、振动以及外力的扰动，

保证混凝土各项指标的正常发展。

混凝土各项指标正常发展需要有合理的湿度。合理湿度是指浇筑过程中，会保留一定的水分供养护

之用，但由于构筑物周围环境干燥，混凝土包含的用于水化以外的水分会被蒸发 逸出，从而导致混凝

土养护所需的水分不足，并引起混凝土后期性能发展减缓甚至中断。因此对构筑物外部补充加水是十分

必要的。

混凝土各项指标正常发展需要有合理的温度。合理温度是指水泥的水化速度随温度上升而加快，在

<10℃条件下，水化速度慢，在0℃及负温条件下，水化速度几乎停止而没有进展。就后期强度而言，在

较低温度下养护比较高温度养护更为有利。混凝土早期水化时的温度取决于环境温度，太阳照射温度，

水泥水化释放的热量以及砂石材料等原有的温度。蒸发减少和在混凝土构筑面上洒水会明显降低温度，

也会有利于后期强度的增长。在养护过程，特别是对大体积混凝土而言，保持较低的合理温度是适宜的，

即不宜温度过高。

养护的原则是保持浇注后的混凝土的合理的水分和温度。为了使混凝土能够正常的水化、硬化，在

混凝土成型后一定时间里进行养护，使周围环境有一定的温度湿度，以保证混凝土的强度、耐久性。

自然养护是目前现浇混凝土工程中常用的养护方式，是指在自然条件允许情况下，不采用过多的措

施就能维持一定的潮湿环境进行混凝土的养护。但自然养护在外界环境发生变化时，易出现裂缝，并对

早期裂缝的控制效果极差，在易发生早期裂缝的季节，不得用自然养护代替正常养护。

常用的养护方法除自然养护外，有在混凝土构筑物表面蓄水、喷雾、洒水，喷水蒸汽或用水饱和的

覆盖层麻布、棉毛毯、砂土、木屑、稻草浸水覆盖，或在混凝土构筑物表面敷盖纸、塑料膜或隔水涂料

防止水分的蒸发。

蓄水是养护水平表面的一种周到的方法，包括用泥土或砂来维护表面有一层水分，当水分充足并且

排水不成问题时，借助喷雾（用软管）也是保持混凝土湿润的好方法。这种方法在垂直和水平表面都能

使用。理想的喷雾应当是连续的，但是如果它是间断的，就应仔细查看两次喷雾间隙混凝土是否过分干

燥。喷雾压力不应太大，否则混凝土表面会被冲刷。

利用覆盖是另一种水养方法，它不仅可以保有大量水分，还可以防止水分蒸发。麻袋和其他吸水材

料在覆盖保湿中被广泛应用，并且其对水平或垂直而都适用。有时，潮湿的泥土、砂、草袋、草栅、锯

屑在水平表面也可以作为良好的措施，在冬季，这些材料在浇筑后的混凝土表面进行覆盖，还可以起到

保温层的作用。但表面覆盖后的保湿层需要定期洒水。因为它们易于干燥，而且在初次铺在混凝土表面

时要预先湿润，防止其吸收混凝土表面水分导致混凝土缺水。塑料薄膜也是一种良好的保温、保湿材料，

在不要求表面光洁的情况下，浇筑后立即在表面覆盖塑料薄膜，既起到防止水分蒸发的作用，又能起到

混凝土保湿的作用。同时，不同颜色的薄膜也对混凝土保温和防止发阳光照射有较好的作用：白色的用

在夏季高温 季节可以反射阳光的热量，防止混凝土升温过高，而黑色的则可以在冬季较弱的阳光照射

下仍能给混凝土表面带来较多的热量，为混凝土在冬季起到良好的保护作用。

木模板和竹胶板也是一种养护材料，对垂直方向的结构可以起到一定的防护作用，但竹胶板吸水能

力差，起到的防护作用较松木等木模板要差一些。木模板的比热较小，在寒冷的冬季，混凝土结构物在

周围包上木模板（不拆模的垂直结构）就像给混凝土穿上一层衣服一样防止混凝土冻伤或强度上升慢。

但是，因为木模板有较大的吸水能力，在进行混凝土浇筑前，必须将模板用水浇透，以防止浇筑时吸水

使混凝土脱水。

对于水灰比较小的竖向结构，为防止早期表面的塑性收缩裂缝，需要对木模板进行定期的浇水养护，

对竹胶板模板，则应在能够脱模时，松开模板拉杆，使模板与混凝土面保持1cm以内的距离，同时，向

竖向结构顶面浇水，使水分沿缝隙湿润混凝土表面，同时，松开的模板还可以防止外界热量干燥的环境

对竖向结构的破坏。

7、开始养护的时间

不管采用哪种方法，应在初凝前大约1小时，即混凝土表面泌水即将蒸发完毕，经过二次振捣二次

抹面后的混凝土。此时的混凝土尚能进行强力振捣或在较大力气的拍打下，混凝土仍能泛浆。虽然混凝

土未完全凝结硬化，但此时已经可以上人，养护所浇在混凝土表面的水分，也基本上不会将混凝土中水

泥浆带出来。开始养护时间与环境中温度、湿度、风速等有较大关系（见前述）。在恶劣的天气下，应

随时关注混凝土表面情况，若表面发现渗出水分完全消失，有细小的收缩裂缝出现，即表示已到开始养

护的时间，应立即给予水分的补充并在出现细小裂缝的部位进行二次搓抹、拍打，以消除出现的微小裂

缝。

摘 要：提高混凝土桥梁的耐久性，控制结构的裂缝，是桥梁建设工程的一个重点和难点。本文阐述了混凝土裂缝产生

原因，并从工程设计、材料、施工、养护等方面提出了裂缝控制的措施与方法。对既有桥梁的裂缝，根据不同情况，

采取的有针对性的治理方案进行治理，保障了结构的安全运营。

关键词：桥梁；裂缝；控制；治理；保护

中图分类号：TG17；U445 文献标识码：B 文章编号：

引 言

桥梁在建造和使用过程中，会受到环境影响、有害化学物质的侵蚀，并承受车辆、风、雨雪、地震、人为因素等外力

作用，同时由于采用的材料的自身性能也会不断退化，从而导致结构各部分不同程度地损伤和劣化。更要指出的是，

有些桥梁在设计时存在一些构造上的缺陷，以及施工中的质量问题，加速了这些病害的形成和发展，病害的主要体现

之一就是混凝土裂缝的发生与发展。

1 混凝土裂缝的产生

裂缝是钢筋混凝土桥梁及污工拱桥中普遍存在的一种缺陷和主要的病害。一般裂缝有两种类型，一种是由于桥梁结构

的承载力或刚度不足，在荷载作用下产生的裂缝。通常有纵向裂缝和横向裂缝两种。另—种是施工时由于质量缺陷而

出现的裂缝，这类裂缝通常产生在钢筋混凝土桥梁中及石拱桥的灰缝部位

[1]

。由于裂缝是桥梁上的重大病害之一，因此

不管是哪一种裂缝，只要裂缝的宽度和数量超出规范允许的范围和限度，都会导致结构恶化，影响到桥梁的承载能力

和使用寿命，应该引起高度的重视，及时进行修补。

1.1 原材料引起的裂缝

水泥用量过大或水泥品质有问题，将在混凝土浇注后产生不规则裂缝（龟裂）。如图l所示。

图1 水泥质量问题引起的裂缝 图 2骨料问题引起的裂缝

当骨料含泥量过大时，将随着混凝土干燥、收缩，出现不规则花纹状裂缝。当骨料是碱骨料或风化骨料时，在混凝土

硬化后将出现裂缝，裂缝往往以骨料为中心，在骨料周围出现，有时也有带圆锥形剥离的。如图2所示。

1.2施工质量问题

1）混凝土搅拌时间过长，运输时间过长，将会使混凝土凝固速度加快，在整个结构上产生细裂缝。

2）模板移动或鼓出，将会使混凝土在浇筑后不久产生与模板移动方向平行的裂缝。如图3所示。

图3 模板问题

3）支架下沉、脱模过早、不均匀下沉，也将会使混凝土在浇筑后不久产生裂缝，见图4。裂缝宽度比较大，有的达1-2mm。

这类裂缝往往在支点等处容易产生。

图4 支架下沉、脱模过早不均匀下沉引起的裂缝

4）接头部位处理得不好，将造成预制混凝土构件装配时的施工接缝和现浇混凝土时的新旧混凝土施工缝变为成型缝(图

5所示)。由于安装时支座设置工作粗糙，使支点处与桥轴垂直方向上形成倾斜扭裂。

图5 接头部位处理不好产生的裂缝 图6 养生不好产生的塑性收缩裂缝

5）养生不好，塑性收缩状态将会在混凝土表面发生方向不定的收缩缝。这类型经常出现在混凝土刚浇筑之后，裂缝深

度较浅，约为钢筋保护层厚度，特别是在风大的天气，空气干燥时浇筑的混凝土更容易产生。如图6所示。

6）在振捣不充分，或析水多的混凝土，断面高度急变的部位，以及钢筋、导管等的保护层小的时候，常因混凝土的沉

降，导致在混凝土刚浇筑之后产生深度较浅的裂缝，通常裂缝沿钢筋或导管方向产生。由于钢筋沉降小，周围混凝土

沉降大，所以在钢筋下面形成空隙。如图7所示。

图7 混凝土沉降产生的裂缝

7）大体积混凝土、使用了早强水泥的混凝土，由于技术措施不当，常因混凝土的水化热作用，在浇筑后2—3天导致

混凝土结构中产生裂缝，裂缝经常以直线等间距出现。如图的8所示。

在新旧混凝土接头等处，沿着与接缝面的垂直方向产生裂缝。即使按垂直方向，作平面接头面时，也同样产生裂缝。

图8 混凝土水化热引起的裂缝

8）水灰比大的混凝土，由于干燥收缩，在龄期2—3个月内容易产生裂缝，大体积

混凝土也有在6—8个月内产生。

这类裂缝往往在开口、角网等部位容易产生，特别是当浇筑断面很薄，硬化后经过较长一段时间，更容易产生由于约

束引起的收缩裂缝。对钢架结构等，如受梁约束之后浇筑桥面板，也容易产生水平方向的裂缝。收缩裂缝多为贯通裂

缝。如图9所示。

图9 干燥、收缩产生的裂缝裂缝

1.3设计原因导致产生裂缝

1）当设计的混凝土抗压强度不够时，在承压应力大的部位，由于出现局部拉应力，常常导致产生裂缝。如图10所示。

图10 混凝土抗压强度不够引起的裂缝

2）当外力(包括冲击力)超过设计要求时，由于受拉区域布筋不够，“裂缝在粱和板等的受拉边，垂直地向中性轴发展；

或者由于主拉应力方向钢筋不足，在梁两端(剪切)、支座等处容易产生裂缝，裂缝方向大致接近45°，最大宽度在中性

抽上，如图ll所示。

图11 超过设计外力引起的裂缝

1.4外界环境的变化

1）由于混凝土表面温度变化，常常导致构件在垂直于受弯方向产生裂缝，或在悬臂梁最大负弯矩处产生裂缝。

2）火灾常常导致混凝土表面产生细裂缝和质量恶化。

3）钢筋锈蚀将沿钢筋方向产生裂缝。

4）盐或化学作用，使混凝土表面产生细裂纹和质量恶化，或表面砂浆脱落。

5）基础不均匀下沉，将使结构产生向下沉方向倾斜方向的裂缝。

6）出于通行超过设计荷载的重型车辆，在梁的受拉边产生裂缝。

2 混凝土裂缝的预防

混凝土裂缝是不可避免的，但是可以控制的。控制裂缝，主要从设计、原材料的选择、混凝土配合比和施工工艺等方

面入手。

2.1结构的设计措施

1）结构的主要作用在于支承荷载，并把它传递到地基。因此，结构设计的主要任务之一就是考虑如何使传力路径尽可

能短，越是简捷，效率越高，混凝土材料尽可能受压，同时应尽量避免结构断面突变带来的应力集中，可最大限度避

免裂缝的产生。

2）要充分考虑足够的保护层厚度以保护钢筋，但是因种种原因受到限制又不能满足保护层厚度时，可以通过涂刷防碳

化涂料来弥补保护层的不足，但选材是一定要注意涂层本身一定要抗碱和紫外线。

3）对地处北方地区的桥梁应有完善的防冻设计。寒冷地区冬季处于十分恶劣的冻融环境，雪后融雪使用盐水，形成盐

冻融更为严重。所以设计必须对防冻设计提出严格的要求，施工时对混凝土的配比设计严格控制，应采用引气工艺混

凝土，达到防冻要求。

4）结构的外形构造要尽量避免雨水、水汽和有害物质在混凝土表面上的积聚直接侵袭主体结构。过去的桥梁设计对此

考虑的不周，雨水通过栏杆外侧流向边梁，所以边梁外侧病害最严重。

5）要有良好的防排水系统。桥面防水非常重要，但最关键的是雨水泄水口，伸缩缝，伸缩缝处的梁端部位以及帽梁顶

面，下部结构水位浮动处等，都要特殊处理。收水口的设计必须保证不但能排桥面水，而且能排沥青铺装的层间水。

6）采取预防性的保护措施

[2]

。一些重要结构，一旦发生损伤，检测、维修、加固将变得非常困难，而在设计时考虑预

防性的保护，在施工阶段进行，将是最经济有效的办法。比如斜拉桥的桥塔，借助施工期间的脚手架进行保护十分容

易，而一旦投入使用，再进行修补几乎不可能。再如，伸缩缝下的盖梁，一旦伸缩缝防水失效（几乎无缝不漏），将

处于非常恶劣的环境，冻融、盐腐蚀、结晶腐蚀都要发生，此时若要治理，难上加难，而设计之处就应考虑。

2.2应用高性能混凝土

高性能混凝土以其良好的工作性，优异的耐久性得到人们的普遍认可。高性能混凝土并不是混凝土的一种，而是具备

某些性能的混凝土，是在普通混凝土的基础上合理掺用矿物掺合料、外加剂而获得。目前关于混凝土耐久性设计的规

范已经出台，混凝土的粗放设计已经转变为精细化的定量设计，从精选原材料、控制水胶比、胶凝材料用量等实现混

凝土的低氯离子扩散系数、高抗冻指数的目的，通过内掺阻锈剂、防腐剂等实现对钢筋的保护。

在任何情况下，混凝土本体的密实性是保障结构耐久性的根本，但很多时候，只靠混凝土本身是远远不够的，必须进

行强化防腐蚀措施，如涂覆高渗透改型环氧树脂、硅树脂等。

2.3施工工艺与养护的控制

混凝土在运输过程中，严禁添加计量外用水，当有必要调整混凝土的塌落度时，必须在专职技术人员指导下，在卸料

前加入外加剂，加入后快速搅拌，外加剂加入量与搅拌时间应经试验确定。在浇筑前，混凝土的温度应维持10℃至30℃

之间，浇筑混凝土前，应针对工程特点、施工环境条件与施工条件事先设计浇筑方案，包括浇筑起点、浇筑进展方向

和浇筑厚度等；混凝土浇筑过程中，不得无故更改事先确定的浇筑方案。混凝土的浇筑应连续进行，如因故必须间断，

间断时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间。混凝土的运输、浇筑及间歇的全部时间不得超过120 min。所

有混凝土，一经浇筑应立即进行全面的捣实，使之形成密实、均匀的整体，对引气混凝土，振捣棒脉冲的频率应不大

于6000Hz。

高性能混凝土用水量小，早期养护很重要，应避免混凝土失水引起早期裂缝，影响质量。混凝土浇注完毕后应立即用

塑料布或草帘子覆盖，并在终凝后立即进行洒水养护；立面墙施工时可在浇注24-48小时后略微松开模板，并浇水养

护。保持混凝土表面湿润，养护期不少于14d。高性能混凝土的胶凝材料用量较大，应注意采取养护措施防止混凝土因

温度变化而引起的开裂。养护期间应控制混凝土内部最高温度不超过75 °C；应采取措施缩小混凝土的内部温差；还应

防止混凝土表面温度受环境因素影响（如曝晒、气温聚降等）而发生剧烈变化。混凝土表面不便浇水时，应涂刷保护

层，如薄膜养生液等。

3 裂缝的处理

造成桥梁病害的原因是各种各样的，这就需要我们在实际工作中针对桥梁的具体缺陷和病害进行具体分析，确定该桥

存在的缺陷和病害产生的原因，找出影响耐久性的各方面因素，为今后延长桥梁的使用寿命奠定良好的基础。对于桥

梁的裂缝而言，要判明裂缝的种类，并进行有针对性的处理。

1） 表面细小裂缝

混凝土表面的细小裂缝（小于0.2mm）多是由于温度裂缝、水化收缩裂缝以及由于碳化引起的收缩裂缝。这一类裂缝

对混凝土的承载力不构成影响，短时间内不会影响其安全性。但对结构的耐久性却构成危害，可以通过涂装保护法来

达到保护目的的。涂装材料有有机类材料，如丙烯酸类涂料等和无机类材料，如水泥基涂料等。这些涂装材料可以起

到防水、防有害气体以及腐蚀性化学物质的作用。也可采用高弹涂膜保护法。高弹涂膜的作用除了防止水、二氧化碳、

氯离子、腐蚀性化学物质侵蚀外，还可以防止基层裂缝的产生与发展，防止基层裂缝对涂层的破坏。高弹涂膜保护法

与涂装保护法不同之处在于高弹涂层可以抵抗基层的可移动裂缝而保证涂层不受破坏。

2）结构裂缝

这一类裂缝是由于结构受力引起，直接影响结构的安全性和耐久性。在结构计算的基础上，选用适当的加固方法。

a化学灌浆法

此法可使结构重新结合为整体、阻断空气和水分进入梁体，避免腐蚀钢筋。

对静止裂缝的修补，裂缝开展已基本稳定的情况，一般以环氧树脂等化学材料并施加低压灌注至混凝土裂缝中。

对活动裂缝的修补，处于继续开展而未稳定的裂缝，应在分析并控制裂缝开展使其稳定后，方可进行修补加固。

b粘贴材料法。

可采用钢板，钢筋，钢纤维、芳纶纤维织物等与构件混凝土粘接或焊接成一体，对结构进行补强。

c预应力法。

施加体外预应力，提高结构的承载能力。

d改变结构体系法。

有简支变连续、简支变刚构、单一结构变组合结构、轻型材料结构替换等方法。

4 结论

混凝土产生裂缝是不可避免的，但其有害程度是可以有效控制的，裂缝的控制与防治应从设计与施工养护等多方面进

行。

在实践中，不断总结经验，用科学系统的方法研究混凝土工程裂缝，才能得到控制混凝土裂缝有效的最优方法。对已

经产生的裂缝，根据其不同特点采用相应的治理方法，使裂缝对构件或结构的危害降到最小。