工程中常见的变形缝、结构缝

工程中的变形缝、结构缝

一、按功能，可分为以下十种类型：

1.膨胀缝（伸缝）：能够有效消解超静定结构中膨胀（伸长）变形的结构缝；

2.收缩缝（缩缝）：能够有效消解超静定结构中收缩（变短）变形的结构缝；

3.沉降缝：能够有效消解超静定结构中由于基础不均匀沉降而引起变形差的结构缝;

4.抗震缝：结构在地震作用下发生强迫移位时，能够消解、缓和结构不同部分碰撞损坏的结构缝；

5.体型缝：结构形状或体量发生突变时,将结构在体型突变处分割为不同部分而设置的结构缝；

6.局部缝：在结构形状突变的部位，为缓和应力集中影响而设置的局部结构缝；

7.控制缝：在结构容易发生裂缝的部位，通过预先设置薄弱截面或其它措施，主动引导裂缝出现并加以控制的缝；

8.拼接缝：预制构件装配连接时，拼接处所形成的缝；

9.施工缝：混凝土浇筑体量较大时，按预定位置划分不同的施工浇筑区域，接槎出所形成的缝；

10.界面缝：不同结构形式，不同建筑构件，不同建筑材料之间在界面上所形成的缝。

二、按做法，可分为以下七种类型：

1.全部断开的缝：将结构分割成完全独立的若干部分；

2.上部断开的缝：基础部分相连而上部结构断开所形成的缝；

3.局部断开的缝：结构局部在一定范围内，分割所形成的缝；

4.钢筋断开、混凝土接槎形成的缝：不考虑传递内力的预制构件之间的拼接缝；

5.钢筋后连接、混凝土接槎形成的缝：施工阶段不考虑传力，后用搭接，机械连接或焊接实现钢筋连接形成整体而可以传递内力的缝；

6.钢筋连通、混凝土接槎形成的缝：从受力上按整体考虑，但在施工时混凝土在此接槎而形成的施工缝；

7.钢筋和混凝土连续、后期引导出现的缝：通过在预定部位削弱截面或采取其他措施引导产生并加以控制的缝。

（常见的几种）

1、伸缩缝：伸缩缝也叫温度缝，是考虑温度变化时对建筑物的影响而设置的。气候的冷热变化会使建筑材料和构配件产生胀缩变形，太长和太宽的建筑物都会由于这种胀缩而出现墙体开裂甚至破坏。因此，把太长和太宽的建筑物设置伸缩缝分割成若干个区段，保证各段自由胀缩，从而避免墙体的开裂。伸缩缝缝宽20~30mm，内填弹性保温材料。

在桥涵混凝土防撞护栏设计中因钢筋混凝土浇筑长度不一会隔比例适当的地方设计一条或几条伸缩缝以防止钢筋混凝土防撞护栏因自然、外界、钢筋混凝土本身的力学条件产生不均匀的断裂或缝隙。

2、沉降缝：沉降缝是考虑房屋有可能会在某些部位出现不均匀沉降而设置的。当建筑物相邻部分的高差、荷载、结构形式以及地基承载力等有较大差异或建筑物的平面形状复杂或相连建筑物分期建造时，相邻部位就有可能出现不均匀沉降，从而导致整个建筑物的开裂、倾斜甚至倒塌。因此，设置沉降缝把建筑物分割成若干个独立单元，保证每个单元各自沉降，彼此不受制约。沉降缝的宽度一般为30~120mm。

3、防震缝：防震缝是考虑地震对建筑的破坏而设置的。对于地震设防地区的多层砌体房屋，当房屋的立面高差在6米以上时，或房屋有错层，且楼板高差较大时，或房屋各部分结构刚度、质量截然不同时，地震中，房屋的相邻部分有可能相互碰撞而造成破坏，所以，需要设计防震缝把建筑物分割成若干个形体简单、结构刚度均匀的独立单元，以避免震害。防震缝的宽度一般为50~100mm。

4、断缝：包括角隅处断缝、较直断缝、斜度较小断缝、斜度较大断缝，断缝的成因：水泥路面比较常见

1)由于基层某部位碾压不实,或基底软基处理不当,在行车荷载作用下,基层下沉,面板被压断。

2) 因切缝不及时,砼在干缩作用下产生断缝。

3) 由于刮大风,水析出速度过快,或天气变化突然降温,使拉应力迅速增加,在未到切缝时间时,产生断缝。

4) 配料不注意造成局部砼强度偏低,或施工之际间断时间太长,

在内外力作用下,易产生断缝。

5) 由于基层施工时标高超高,为了使面板达到厚度,而将基层下刨,使基层凸凹不平,摩阻力增大,易产生断缝

5、施工缝：因施工组织需要而在各施工单元分区间留设的缝。施工缝并不是一种真实存在的“缝”，它只是因后浇注混凝土超过初凝时间，而与先浇注的混凝土之间存在一个结合面，该结合面就称之为施工缝。

施工缝的位置应设置在结构受剪力较小和便于施工的部位，且应符合下列规定：柱应留水平缝，梁、板、墙应留垂直缝。

1) 施工缝应留置在基础的顶面、梁或吊车梁牛腿的下面、吊车梁的上面、无梁楼板柱帽的下面。

2) 和楼板连成整体的大断面梁，施工缝应留置在板底面以下20mm～30mm处。当板下有梁托时，留置在梁托下部。

3) 对于长宽比大于二比一的单向板，施工缝应留置在平行于板的短边的任何位置，同时施工缝应垂直留置，不能做成斜槎。

4) 有主次梁的楼板，宜顺着次梁方向浇筑，施工缝应留置在次梁跨度中间1/3 的范围内。

5) 墙上的施工缝应留置在门洞口过梁跨中1/3 范围内，也可留在纵横墙的交接处。

6) 楼梯上的施工缝应留在踏步板的1/3 处。楼梯的混凝土宜连续浇注。若为多层楼梯，且上一层为现浇楼板而又未浇注时，可留置施工缝；应留置在楼梯段中间的1/3部位，但要注意接缝面应斜向垂直于楼梯轴线方向。（施工中存在争执原因是旧规范规定了楼梯施工缝必

须留置在中间1/3区段，传统施工留置在向上、下3步处，留置在梯段中间时，理论上是剪力较小，但施工时施工缝质量不好控制，二次支模时容易产生已浇筑部位形成短时“悬挑”，反而不利于构件的质量控制。）

7) 水池池壁的施工缝宜留在高出底板表面200mm～500 mm的竖壁上。

8) 双向受力楼板、大体积混凝土、拱、壳、仓、设备基础、多层刚架及其他复杂结构，施工缝位置应按设计要求留设。

常出现问题的现象

施工缝处混凝土骨料集中, 混凝土酥松, 新旧混凝土接茬明显, 沿缝隙处渗漏水

沥青路面横纵向接缝

介绍了沥青路面接缝的几种处理方法,即纵向接缝和横向接缝。

沥青路面接缝处理的好坏,往往能反映一个施工队伍的施工水平。对行车的舒适性具有重要影响。

纵向接缝

两条摊铺带相接处,必须有一部分搭接,才能保证该处与其他部分具有相同的厚度。搭接的宽度应前后一致。搭接施工有冷接茬和热接茬两种。

(1) 冷接茬施工是指新铺层与经过压实后的已铺层进行搭接。半幅施工不能采用热接缝时宜加设挡板或采用切刀切齐。铺另半幅前必须将缝边缘清扫干净,并涂洒少量粘层沥青。摊铺时应重叠在已铺层上5～

10 cm ,摊铺后用人工将摊铺在前半幅上面的混合料铲走,然后再进行碾压。应注意新摊铺带必须与前一条摊铺带的松铺厚度相同。(2) 热接茬施工一般是在使用两台以上摊铺机梯队作业时采用的。此时两条毗邻摊铺带的混合料都还处于压实前的热状态,所以纵向接茬易于处理,且连接强度较好。施工时应将已铺混合料部分留下10～20 cm 宽,暂不碾压,作为后摊铺部分的高程基准面,待后摊铺部分完成后,一起碾压(跨缝碾压) 。不管采用冷接法或热接法,摊铺带的边缘都必须齐整,这就要求机械在直线上或弯道上行驶始终保持正确位置。为此可沿摊铺带一侧敷设一根导向线,并在机械上安置一根带链条的悬杆,驾驶员只要注视所悬链条对准导向线行驶即可。

横向接缝

相邻两幅及上下层的横向接缝均应错位1 m 以上。横向接缝有斜接缝和平接缝两种。高速公路、一级公路的中、下层的横向接缝可采用斜接缝。铺筑接缝时,可在已压实部分上面铺一些热混合料使之预热软化,以加强新旧混合料的粘结。但在开始碾压前应将预热用的混合料铲除。斜接缝的搭接长度与层厚有关,一般为014～018 m。搭接处应清扫干净并洒粘层油。当搭接处混合料中的粗集料颗粒超过压实层厚时应予剔除,并补上细料。斜接缝应充分压实并搭接平整。平整缝应做到紧密粘结、充分压实、连接平顺,施工可采用下列方法。(1) 在施工结束时,摊铺机在接近端部前约1 m处将熨平板稍抬起驶离现场,用人工将端部混合料铲齐后再予碾压,然后用3 m 直尺检查平整度,趁混合料尚未冷透时垂直刨除端部层厚不足的部分,使下次施工

时直角连接。

(2) 在预定的摊铺段的末端先撒一薄层砂带,摊铺混合料后摊铺层上挖一道缝隙,缝隙位于撒砂的交界处,在缝中嵌入一块与压实层厚等厚的木板或型钢,待压实后铲除撒砂的部分,扫尽砂子,撤去木板或型钢,在端部洒粘层沥青接着摊铺。

(3) 在预定的摊铺段末端先铺上一层麻袋或牛皮纸,摊铺碾压成斜坡,下次施工时将铺麻袋或牛皮纸的部分用人工刨除,在端部洒粘层沥青接着摊铺。

（4）在预定摊铺段的末端先撒一薄层砂带,再摊铺混合料,待混合料稍冷却后用切割机将撒砂的部分要切割整齐后取走,用干拖布吸走多余的冷却水,待完全干燥后在端部洒粘层沥青接着摊铺,不得在接头有水或潮湿的情况下铺混合料。对于横向接缝,对于接缝处起继续摊铺混合料前,用3 m 直尺检查已铺路面端部平整度,不符合要求时应予清除。在摊铺新混合料时应调整好预留高度,接缝摊铺层施工结束后再用3 m 直尺检查平整度,当有不符合要求者应趁混合料尚未冷却时立即处理,以保证横向接缝处的路面平整度。

7、混凝土路面施工中的平缝、假缝和真缝

路面的接缝主要有：纵缝和横缝。

纵缝分为纵向缩缝和纵向施工缝，板的纵缝与道路中线平行。纵向缩缝间距即板的宽度，当一次铺筑宽度大于4.5m时，应设置纵向缩缝。纵向缩缝采用假缝形式，并且在板厚中央设置拉杆。当一次铺筑宽度小于路面宽度时，应设置纵向施工缝。纵向施工缝可分为平缝和企口

缝。纵缝内宜加设拉杆。横缝可分为胀缝、横向缩缝和横向施工缝。横缝应与纵缝垂直布置，且相邻板块的横缝应对齐，不得错缝。设置胀缝的目的是为混凝土面层的膨胀提供伸长的余地，从而避免产生过大的热压应力。在膨胀处混凝土板完全断开，故称为真缝。从施工和使用上考虑，胀缝宜尽量少设或不设。膨胀处设置滑动传力杆，传力杆平行于板面及路中心线。在临近桥梁或其他固定构筑物或与其他道路相交处设置胀缝。横向缩缝间距即板的长度，板长应根据当地气候条件、板厚、路基稳定状况和经验确定。一般认为，板长应是板厚的25倍左右，故板长一般为4~5m，最大不得超过6m.而且板的宽长比以1：1.3为宜。缩缝采用假缝形式，缝宽3~8mm缝深1/5~1/4板厚，板下部混凝土仍连在一起。横向缩缝处一般不设传力杆。每日施工终了或遇浇筑混凝土过程中因故中断时，必须设置横向施工缝。所以，平缝是针对企口缝讲的。真缝是针对假缝讲的。

8、诱导缝：诱导缝是考虑结构变形和沉降而在结构设计时必须设置的缝隙,诱导缝隙兼做伸缩缝和沉降缝的作用,在地下工程中诱导缝处钢筋不但要特殊配置而且还要加中埋和外贴式止水带。通过适当减少钢筋对混凝土的约束等方法在混凝上结构中设置的易开裂的部位。说的是通过削弱截面达到主动控制裂缝产生区域。

诱导缝与施工缝的区别是，

在设计的诱导缝位置上埋设止水带和裂缝诱导物；减少30~50%的纵向配筋，施工时保持混凝土连续浇筑。诱导缝与施工缝可以在功能上重合为一，此时新老混凝土面不需要进行凿毛处理（视为裂缝诱导措

施）。当纵向拉应力大到一定程度时，此缝拉开而释放混凝土结构纵向内应力，免于在其他部位开裂。但诱导缝的设置要保证整个车站具有足够的强度和刚度。

诱导缝与变形缝，

在功能上有相一致之处。但从防水施工上分析，诱导缝处的混凝土可以连续浇筑；变形缝处则必须支撑模板，中止混凝土浇筑，待混凝土硬化后，拆除模板，方可继续结构混凝土施工。变形缝的设置要比诱导缝复杂，工程造价高。诱导缝的设置，可以减少变形缝条数，对整个工程来说，降低了成本。

诱导缝和伸缩缝的区别：

伸缩缝，仅用于解决建筑物水平的变形问题，且规范要求，在地面以上必须将主体沿缝断开，地面以下可视情况决定其断与连的问题。诱导缝，不仅可以用于解决建筑物水平的变形问题，而且可以用与解决建筑竖向变形不均问题。它并不要求主体结构必需沿缝断开，也就是说，它可以用于解决局部的水平向及竖向变形差异问题。所以其嵌材要求也与伸缩缝不同。

9、混凝土裂缝

水泥混凝土由于水泥本身的性质和混凝土在硬化过程中或硬化后在其他外界不利因素的影响下，极易产生裂缝。从裂缝的大小上来分，可分为允许的裂缝（称为微裂）和不允许的裂缝（称为宏观裂缝）。微缝一般裂缝宽度在0.03mm以内，用肉眼是看不见的，这种细小裂缝的分布是不规则、不连贯的，这种裂缝是由于水泥砼本身的收缩引

起的。凡用水泥做粘结料所形成的砼，这种收缩是不可避免的，由于裂缝宽度较小，对砼结构无多大影响，大量实践已证明了这一点。宏观裂缝一般裂缝宽度大于0.03mm，用肉眼可以看到，产生这种裂缝，一般是在微裂的基础上，由于受到外荷载作用，较大的温差变化，施工管理和施工方法不当等因素的影响，使裂缝逐渐增大，把不连贯的裂缝互相连在一起，形成宽长的裂缝，此种裂缝对结构影响很大，应尽量避免出现。为控制砼产生裂缝，尤其是宏观裂缝，有必要找出裂缝的原因，采取有效的措施，避免裂缝的发生。

混凝土裂缝的原因

砼裂缝可归纳为三类：一类是外力（包括突发性的外力和结构静、动载）引起的裂缝；二类是砼本身存在不均匀收缩变形加上约束作用引起的裂缝，简称收缩裂缝；三类是施工管理、施工方法不当等人为因素引起的裂缝。

1）外力引起的裂缝

外力引起的裂缝其危害最大，直接决定着结构的承载能力。如某地下工程穿越一段20m长的塌方段，设计时采用离壁衬砌。砼衬砌厚度没考虑塌方的影响，结果由于此段石质松散，在地下水作用下造成了塌方，大块岩石砸压在拱顶上，拱顶和侧墙多处裂缝，严重影响了结构的承载能力，不得不进行二次衬砌加固。目前，高速公路上超载运营较普遍，对桥梁影响很大。由于超载的原因，桥梁结构某些薄弱部位有可能出现裂缝。这种裂缝会随时间而逐渐扩大，最后使砼结构造成破坏，应引起足够的重视。

2）收缩裂缝

由于水泥本身性质所决定的水泥砼产生收缩裂缝是不可避免的，对于这种裂缝目前尚无一个精确的计算方法。设计时只能根据规范和经验采取相应的措施，严格控制施工质量，把裂缝控制在允许的范围之内，砼收缩裂缝有以下几种：

a 干燥收缩裂缝

由于砼内的水分蒸发，表面水分蒸发快，收缩也大，内部水分蒸发慢，收缩也小，形成内外收缩差，当其差值较大，加上表面收缩变形受到内部砼的约束作用而出现拉应力，当拉应力达到一定值时，引起砼表面开裂。

b 自生收缩裂缝

水泥水化体积变小，引起自生收缩。由于收缩是不均匀的，收缩大的部位受到收缩小的部位砼的约束作用而产生裂缝。

c 碳化收缩裂缝

空气中的二氧化碳与水泥水化生成物如氢氧化钙等作用生成碳酸钙、铝胶、硅胶和游离水，引起表面体积收缩。表面收缩受到结构内部未碳化砼的约束而产生表面龟裂。在干燥环境、振捣过度表面形成砂浆层的情况下更为严重。

d 降温收缩裂缝

水泥水化放出热量，砼温度升高，水化反应完成，放热也终止。放热过程表面降温快，产生较大的降温收缩。内部降温慢，收缩小。由于砼内、外部产生温差，表面收缩又受到内部砼的约束产生拉应力，当

拉应力达到一定值时，砼就会出现裂缝。

以上这几种因砼收缩引起的裂缝，在没有其他不利因素的影响下，仅发生微裂，对结构没有什么大的影响，是允许的。但在其他各种不利因素的影响下，微裂可转化为不允许出现的宏观裂缝。如何使裂缝控制在用肉眼看不见的允许范围之内，是我们重点要解决的课题。

3) 人为因素引起的裂缝

a由于水灰比、砂率过大、石子级配不好、振捣过度、养生不到位等原因引起粗骨料过度沉落，形成竖向体积缩小，沉落过程中受到钢筋、模板等约束而产生沉降收缩裂缝。

b由于地基不均匀下沉，模板变形或过早拆除模板等因素，引起不均匀沉陷裂缝。

c 砼没达到规定强度放张（先张法）或张拉（后张法），引起反拱值偏大，或放张方法不当，都会引起张拉、放张裂缝。对先张法砼空心板、梁、芯模上浮，后张法箱梁模板移位、内模上浮，使顶板砼产生裂缝。

d 砼内掺有氯化物外加剂或以海砂作骨料、海水拌制砼，使钢筋生锈，铁锈膨胀把砼涨裂；砼保护层过薄，碳化深度超过保护层，在水的作用下，使钢筋生锈膨胀导致裂缝；水泥中含铝酸三钙过多，和含有硫酸盐或镁盐的水反应生成难溶的体积增大的反应物，使砼体积膨胀而裂缝；砼骨料中含活性氧化硅与高碱水泥中碱反应生成碱硅酸凝胶，吸水后体积膨胀使砼崩裂（称碱骨料反应）；水泥中含游离氧化钙过多，在砼硬化后继续水化，体积膨胀使砼崩裂。以上这些裂缝统称为

化学反应裂缝，只有加强试验室检测工作，才能避免产生这些裂缝。

e 冬季施工没采取防冻措施，使砼受冻而产生裂缝，可称为冻胀裂缝。

f 由于施工安排不当，砼墙身和基础施工间隙时间过长，先浇筑的砼基础收缩已基本完成，而后浇筑的砼收缩刚开始，墙身收缩受到基础的约束，再加上伸缩缝间距偏大，墙身配筋偏少等原因，导致墙身产生裂缝，如薄壁桥台常出现此种裂缝；对大体积砼浇筑在岩石地基或厚大老砼垫层上时，没采取隔离层措施，由于约束作用产生裂缝，此类裂缝可称为人为因素的约束裂缝。

g 其他因素引起的裂缝。木模没浇水湿透、拆模方法不当或受到剧烈振动；构件运输、堆放时支撑垫木位置不当或运输过程中受到较大的振动；吊点位置不当、安装时下放速度过快，产生撞击；安装错误使构件放反等都会产生裂缝。

预防措施

1）材料选择上

a 应选择干缩率较小的水泥。常用水泥中矿渣水泥干缩率较大，普通水泥次之，粉煤灰水泥干缩率较小。一般来说，建筑工程和桥梁工程采用普通水泥即可。干缩率小其抗裂性不一定好，这里要考虑水泥的徐变。如普通水泥虽然干缩率较大，但徐变更大，致使干缩应力大为减少。粉煤灰水泥有利于砼的抗裂性，但粉煤灰必须经过磨细，掺入水泥中才能降低水泥的干缩率。由于大多数水泥水化引起的砼自生体积变形，表现为收缩，因此，可用低热膨胀水泥拌制砼，使其在硬化过程中产生微膨胀，在约束条件下产生压应力，可以抵消由于收缩产

生的拉应力，达到防止开裂的目的。

采用含铝酸三钙少的水泥，以减轻水中硫酸盐或镁盐对水泥的作用；采用低碱水泥，降低碱骨料反应；采用正规厂家生产的含游离氧化钙少的水泥以防止砼出现崩裂。

b 选择骨料时，应选用碎石、粗砂，尽量不用砾石、细砂，因前者比后者干缩率小。也不能用海砂，避免钢筋锈蚀膨胀裂缝的发生。

c 严禁采用含硫酸盐或镁盐的水或海水搅拌砼，以避免与水泥中铝酸三钙反应，造成体积膨胀裂缝或钢筋锈蚀膨胀裂缝。

d 尽量不采用含有氯化物的外加剂，防止钢筋锈蚀，产生膨胀裂缝。

2) 合理确定砼配合比

砼配合比对干缩率影响很大，单位用水量、水泥用量和含砂率越大，砼干缩率也越大。其中单位用水量影响最大。据有关资料介绍，水灰比由0.4增加到0.7时，砼干缩率增加50%。

3) 级配方案

选定骨料最佳级配方案，减少空隙率，使砼获得最密实的体积。依靠砼本身的密实性达到提高砼的抗拉强度、减小收缩裂缝的目的。

4) 原材料管理

加强原材料管理，严格控制砂、石含泥量。试验证明，当含泥量为7%时，其抗拉强度与不含泥相比，降低30%左右。应严格按规范规定的砂含泥量应小于3%、石含泥量应小于1%的要求办。

5) 养生

养生不好不仅对砼强度影响很大，还极易产生裂缝。养生的方法很多，

不管采用哪种方法，能使砼保持湿养，散发水分越慢越好。笔者认为，采用塑料薄膜进行封闭式的养生方法较为理想，即简单、养生效果好、又便宜，并能充分利用施工余水进行养生。凡是砼工程都存在施工余水散发的问题。因为在配制砼时，为了使砼有好的和易性及保证水泥能充分水化，砼拌和水量远远超过水泥完成水化反应所需的水量。多余的水分在砼硬化过程中继续向外散发，这部分水称施工余水。据测定，仅20%左右的水成为化合水，80%呈游离水散发出来。采用塑料薄膜进行封闭式养生法，由于塑料透水率很低，又能保温，不仅充分利用了施工余水进行养生，而且对减少收缩裂缝起着重要作用，应尽量采用这种养生方法。

蒸汽养护结构构件时，升温速度不大于15OC/h，降温速度不大于10 OC/h，并缓慢揭开养护棚布。

6) 施工方法方面

a 对于截面尺寸相差较大的砼构筑物，可先浇筑较深部位的砼，静停一段时间（不能超过初凝期），待沉降稳定后再与上部薄截面砼同时浇筑，以避免沉降过大导致裂缝。

b 对小型砼预制件可在砼初凝后、终凝前进行二次抹压，以提高抗拉强度，减少收缩量。

7) 试验室检测方面

加强试验室检测工作，把好原材料质量关，这点非常重要，应引起足够重视。

8) 其他方面

a 对软硬地基，设计时应采取必要的防沉降措施，以避免出现沉降裂缝。

b预应力放张（先张法）或张拉（后张法）时，砼必须达到规定的强度，控制应力应准确，要缓慢放张预应力筋。建议采用有效的、经济的、安全的千斤顶放张方法。

c 冬季施工注意防冻，基础部分要及时回填、保温，防止冻胀裂缝。d拆模时防止受到剧烈冲击、振动，钢模采用有效的隔离剂。

e 平缓起吊，防止构件受力不均或受扭。

f 预制构件堆放场地应平整，垫块设置要合理，避免预制构件放反。g运输时防止构件晃动、碰撞。

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，由于它的出现会降低建筑物的抗渗能力和承载能力，因此对混凝土的各类裂缝要区别对待、认真研究，并在施工中采取各种有效的措施来预防裂缝的出现和扩大，保证建筑物和构件安全、稳定地使用。