如何检测混凝土裂缝？

水工混凝土结构的裂缝是最普遍的病害之一。某些裂缝反映结构构件承载能力不足，甚至是结构破坏的先兆；某些裂缝反映结构构件的刚度偏小，会产生较大的挠度或引起渗漏；某些裂缝会加速混凝土碳化、腐蚀、钢筋锈蚀和保护层脱落，降低结构的耐久性；某些裂缝仅影响外观或给人以不安全感。

一般来讲，裂缝具有直观性，易被发现。但如水下结构或高空结构（渡槽底部等）的裂缝有时都不易被发现。在建筑物的定期检查和维修养护中，只要认真检查和注意观察渗漏情况，对裂缝的出现总是可以发现的。

（一）检测内容

裂缝的检测应包括以下内容：

（1）裂缝的部位、数量、和分布状态。

（2）裂缝的宽度、长度和深度。

（3）表面裂缝还是贯穿裂缝。

（4）裂缝的形状，上宽下窄、下宽上窄、中间宽两头窄（枣核形）、对角线形、斜线形、八字形、网状形等。

（5）裂缝的走向，纵向、横向、斜向、沿主筋向还是垂直于主筋向。

（6）裂缝周围混凝土的颜色及其变化情况，有无析出物，有无保护层脱落、粉层空鼓，有无渗漏迹象，有无爆裂现象。

（7）裂缝的活动特性，是指裂缝宽度的发展情况以及受某些因素（如时间、荷载、季节等）影响的变化情况，裂缝的宽度和长度是否已稳定、是否周期性、是否有自愈闭合性。

（二）测量方法

1.常规方法

（1）裂缝宽度。裂缝的宽度一般是指裂缝最大宽度与最小宽度的平均值。此处的裂缝最大宽度和最小宽度分别指该裂缝长度的10%～15%范围内较宽区段及较窄区段的平均宽度。裂缝宽度的测量，一般可用混凝土裂缝测定卡、刻度放大镜（20 倍）、量隙尺（塞尺）等测定；也可贴跨缝应变片，根据应变测值了解裂缝在短时间内宽度的微小变化及其活动性质。

（2）裂缝长度。裂缝开度的增大，一般都伴随有裂缝的延伸，是裂缝危害性可能增大的征兆。裂缝长度可用钢板尺、钢卷尺等测定，也可以在裂缝末端附近垂直裂缝尖端粘贴应变片，根据应变测值的变化即能获知裂缝是否延伸以及延伸速度等情况。

（3）裂缝深度。裂缝的深度系指表面裂缝口到裂缝闭合处的深度。裂缝深度可用不同直径的细钢丝或塞尺探测；也可用注射器向缝中注射有色液体，待干燥后沿缝凿开混凝土，由液体渗入深度判定裂缝深度；还可以用取芯法或超声脉冲法测定。

2.超声脉冲法

（1）测垂直裂缝深度。如图2-20 所示，当混凝土裂缝中充满空气而无固体介质时，声波主要由A 点绕缝端D 点达到B，由声波在混凝土中传播的距离、速度，便可计算垂直裂缝的深度。

图2-20　超声检测混凝土垂直裂缝

首先应测定在混凝土中的传播速度。将发射、接收换能器置于裂缝附近（无裂缝处）、质量均匀的混凝土表面，两换能器边缘间距l0=100、150、200、250、300mm，分别测读超声波穿过的时间t0i，由此可求得超声波通过混凝土的速度v（也可不求）。(www.xing528.com)

再将发、收换能器分别置于混凝土表面裂缝的两侧（图2-20），以裂缝为轴线对称，即换能器中心连线与裂缝走向垂直。改变换能器的间距（中心距）li=100、150、200、250、300mm等，读取相应的超声波传播时间ti，并由声速计算出声波传播的距离Li。通过几何关系可得垂直裂缝的深度hi（mm）的计算式

式中：li 换能器中心间的直线播距离，mm；ti 为过缝平测时的声时值，μs；t0i为无缝平测时的声时值，μs。

按式（2-40）可算出一组hi 值，若hi 大于相应的Li 值时，应舍去，再取余下hi 值的均值作为裂缝深度判定值。如余下的hi 值少于2个时，需增加测试的次数。

混凝土中声波会受钢筋的干扰，当有钢筋穿过裂缝时，发、收换能器的布置应使换能器连线离开钢筋轴线，离开的最短距离粗略估计约为计算裂缝深度的1.5 倍。若钢筋太密，无法避开，则不能用超声法检测裂缝深度。

本方法适用于深度在600mm以内的结构混凝土裂缝检测。

（2）测斜裂缝深度。先在无缝处测定混凝土中的超声传播声速v，然后按以下方法判断裂缝的倾斜方向。

如图2-21 所示，将发、收换能器分别置于裂缝两侧的A、B1（B1 处应靠近裂缝）处，测出传播时间。而后把B1 处的换能器向外稍许移动至C1 处，如传播时间减小，则裂缝向换能器移动方向倾斜。然后再固定C1 点，移动A 点，重复测试一次，以便确认裂缝倾斜方向。

裂缝深度的检测步骤如下，将发、收换能器分别对称置于裂缝的两侧（图2- 21）A、B两点，读得声时t1；然后移动B 至C，读得声时t2；可得

图2-21　斜向裂缝检测

l1、l2 为测点的直线距离。联立求解上述方程可得D 点至A、B、C 各点的距离，即可得斜裂缝的倾斜方向和深度。

（3）测深裂缝深度。在大体积混凝土中裂缝深度大于600mm时，可先在裂缝两侧对称地钻两个垂直于混凝土表面、且连线垂直于裂缝走向的孔，孔径以能自由地放入换能器为宜。钻孔冲洗净后注满清水，再将发、收径向振动式换能器分别徐徐置入两孔中，且使二者同高［图2-22（a）］。上下移动换能器并进行测量，直至换能器达到某一深度、波幅达到最大值，且再向下测量而波幅变化不大时，此刻孔中换能器的深度即为裂缝深度。

图2-22　混凝土深裂缝检测

（a）观测示意图；（b）裂缝深度— 波幅坐标图

为便于判断，可绘制孔深与波幅的曲线图［图2-22（b）］。

若两换能器在两孔中不等高度进行交叉斜测，根据波幅发生突变的两次测试连线的交点，可判定倾斜深裂缝末端所在位置和深度。

（4）注意事项。超声脉冲法测裂缝时应注意以下几点：①平测时换能器的间距l 应由和对测法对比试验确定，不一定等于探头中心间距或内边缘间距。②探头至裂缝的距离，以与裂缝深度相近（约l =2h）为宜，太近或太远均会造成测量错误或精度下降。③为避免受平行两探头连线、且穿过裂缝的钢筋影响，声径应避开钢筋。一般情况下，探头与钢筋轴线的距离应为裂缝深度的1.5 倍左右。④裂缝中应无积水或其他能够传声的夹杂物；⑤深裂缝、大体积基础裂缝和桩基裂缝等宜采用钻孔对测法测定，探头采用增压式径向探头。