鋼筋混凝土框架結構的質量控制及其產生裂縫的原因和防治

汪　牧

[摘要]主要闡述鋼筋混凝土框架結構中質量控制措施，并且針對這個問題查找裂縫產生的原因，并提出一些具體的防治措施

[關鍵詞]鋼筋焊接接頭搭接柱箍筋拉結筋處理鋼筋混凝土板裂縫原因防治

中圖分類號：TU3文獻標識碼：A文章編號：1671—7597(2009)0620081—01

建筑的多層和高層的大量增加，促使框架結構的應用技術更加廣泛。如果認真同現(xiàn)行的各類結構和施工規(guī)范對照核檢，可以發(fā)現(xiàn)框架柱的鋼筋接頭和箍筋的設計施工以及填充墻工程中不被重視的一些質量問題，在一定程度上給工程留下隱患。

近年來，傳統(tǒng)的預制板逐漸被現(xiàn)澆板所取代，由于使用了現(xiàn)澆樓板，房屋的整體性、抗不均勻沉降性和結構安全性均有很大提高，但也伴隨產生了一些樓板裂縫的情況，不少住戶擔心這些裂縫起因房屋的基礎沉降而向有關部門投訴。

一、鋼筋混凝土框架結構的質量控制措施

(一)鋼筋焊接。對于多層建筑的框架柱縱向鋼筋長度不夠的連接較多，目前多采用焊接手段來完成。鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規(guī)程(JGJ3-91)第5，2.14條現(xiàn)澆框架柱縱向筋的接頭明確規(guī)定：“柱縱向受力鋼筋應在兩個水平面上搭接，搭接位置應在受力較小區(qū)域”，“以相鄰接頭間距，焊接不得<500mm，搭接不得<600mm。接頭最低點距柱端不宣小于柱截面長邊尺寸，且宜在樓板面以上750m處”。施工人員較少注意到這一要求，而是較習慣地把混凝土結構工程施工及驗收規(guī)范(GB50204—92)和混凝土結構設計規(guī)范(GBJIO-89)中對一般鋼筋混凝土柱受壓鋼筋接頭焊接可在同一截面的規(guī)定，不加分析的搬到多層框架柱中。這樣連接直接影響框架柱的抗剪承載和抗震性，存在著潛在的危險性。

(二)鋼筋接頭搭接。施工規(guī)程(JGJ3—9t)第5.2.14條同時規(guī)定：“鋼筋直徑>22衄的宜采用焊接接頭”。施工人員因無法焊接時，不得采用搭接形式的情況不少，當然對于一級框架柱、二、三級框架底層柱除外，一般也是允許的。關鍵在于施工中較多重視了搭接長度，而對搭接位置的接頭長度范圍內箍筋的間距要求多被忽視。

(三)柱箍筋。設計和施工人員不應把框架柱箍筋的應用隨便混用于一般鋼筋混凝土構造柱，忽略了兩者之間的受力差異。在框架柱塑性鉸區(qū)范圍內，箍筋應按需要進行加密，合理配置箍筋對柱截面核心區(qū)混凝土能起到約束作用，可顯著地提高混凝土極限壓應變區(qū)，從而改善柱的變形能力，防止受壓區(qū)鋼筋屈服，提高抗剪的整體能力。

而對有抗震要求的框架結構，施工規(guī)程要求柱子的加密區(qū)箍筋“每隔一根縱向鋼筋都應有兩個方向的約束”。對于此條規(guī)定設計人員也多有忽視。多數(shù)施工圖無明確表示和要求，也無文字說明，而施工時不可能考慮到這一要求，按常規(guī)照圖施工。根據(jù)許多工程施工實際，必需考慮當柱的縱向鋼筋每邊布4根或更多時，為保持更好的拉結效果，無論有無抗震設防要求，柱的縱向鋼筋還應每隔一根采用箍筋或增加拉結筋較好。拉筋應在兩端彎成135。鉤，平直部分大于10d，這對提高柱的變形和混凝土的約束效果更好。

框架結構柱也有采用每邊3根或大于3根縱向筋情況，多數(shù)未考慮設置復合箍筋。某辦公樓為六層框架結構但框架柱每邊縱向筋為4根，仍為“口”型箍筋，顯然未按設計規(guī)范(GBJ3—91)第7 3.4規(guī)定“當柱子每邊縱向鋼筋多于3根時，應設置復合箍筋”的要求，而施工規(guī)程對此也有要求。

(四)箍筋彎鈞。施工規(guī)程(JGJ3—91)第3.3.4條規(guī)定箍筋的“彎鉤平直部分的長度，對一般結構不宜小于箍筋直徑的5d-對于有抗震要求的結構，不應小于箍筋的10d”。同時要求箍筋未端應彎成135。鉤，而抗震設計規(guī)范也作了同樣要求。施工現(xiàn)場對箍筋的加工有相當部分達不到5d的直徑，彎鉤角度也控制不嚴，達不到箍筋的構造作用，必須引起重視。

(五)關于鋼筋代換。辦公樓規(guī)定使用鋼筋設計為II級，因供貨短缺部分用Ⅲ級筋按等強比較后進行代換，這種簡單代換從強度上達到了設計要求，更重要的是都忽視了抗拉強度(a b)同屈服強度(0 s)兩者比值的相關規(guī)定。施工規(guī)范(GBJ50204—92)第3.1.5條對此的具體要求是“對有抗震要求的框架，不宜以強度等級較高的鋼筋代替原設計中的鋼筋：當必需代換時，其代換的鋼筋檢驗所得的實際強度尚應符合第3.1.3條的要求”，也就是“對有抗震要求的框架結構縱向受力筋抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應小于1.25”。這樣作出規(guī)定是適宜的，并同設計規(guī)范，抗震規(guī)范的要求相似或一致，對鋼筋代換需作計算和檢驗謹慎處理是安全的。

(六)拉結筋處理。拉結筋的設置不論有無抗震設計要求或對填充體的抗側力，框架柱范圍的填充墻或隔墻均需與框架牢固較安全。使用要求框架柱與填充墻的交接處，從底部開始每隔500衄高設置26～8mm經加工的拉結筋砌在填充墻體中。多年的要求和返工使這一規(guī)定在施工企業(yè)基本上執(zhí)行了，但仍存在的是加工的鋼筋不規(guī)范和長度偏短，習慣為5D0叫長度左右，低于一、二級框架要求“宜沿墻全長設置”，三、四級框架“不應小于墻長的1／5或700mm”的較低要求。對無抗震設防要求與未作抗測要求的框架填充墻，一般只簡單作與框架柱有不完全的拉結，墻頂與粱底實際上是完全分離開的，設計中沒有作出規(guī)定和構造要求，欲達到連接牢固結合較安全是不現(xiàn)實的，還需對各類規(guī)范熟悉掌握。重視這些構造中容易忽視的一些問題。

二、鋼筋混凝土板裂縫的原因及防治

(一)現(xiàn)澆鋼筋混凝土扳出現(xiàn)裂縫產生的原因分析。目前，建筑工程中現(xiàn)澆鋼筋混凝土板出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象相當普遍，原因較多，可以從施工和設計二個方面進行分析。

1施工方面導致現(xiàn)澆板出現(xiàn)裂縫的主要原因

(1)板中正負受力鋼筋之間有效高度不夠，使受力鋼筋的抗拉強度不能有效發(fā)揮，反而加重了板上層混凝土的受壓應力。該原因產生的裂縫往往是穿透性的，主要出現(xiàn)在板邊及板中受力比較集中的位置，這類裂縫嚴重者將影響結構的使用安全，應采取穩(wěn)妥的補救措施。

(2)施工單位為趕進度，在現(xiàn)澆混凝土未達到設計強度時即拆模，或板上施工堆載過重，也導致板開裂，出現(xiàn)穿透性裂縫。

(3)澆搗混凝土前，板底鋼筋無保護層墊塊或保護層墊塊分布太稀，也易使板出現(xiàn)裂縫、裂縫性質同(2)條。

(4)混凝土實際強度等級低于設計強度等級，導致混凝土受壓強度不夠而開裂。

2設計方面引起現(xiàn)澆板出現(xiàn)裂縫的主要原因

(1)由于結構計算的疏忽，設計板件偏薄，配筋偏少，該原因產生的板縫影響到結構安全。

(2)設計中未充分估足裝修荷載、使用荷載(即設計活荷載偏小)，以致設計受力小于實際受力，板因此開裂。

(3)屋面板的溫度應力不可忽視，尤其是無可靠保溫隔熱層的屋面板受溫度影響較大，若設計中未加以考慮，板往往開裂。

(二)現(xiàn)澆鋼筋混凝土板出現(xiàn)裂縫的防治措施。上述裂縫雖屬非結構

受力因素所引起的，但現(xiàn)澆板裂縫既影響美觀，又容易使住戶產生心理上的不安，而且裂縫不僅會影響抗?jié)B效果，也易造成水分侵蝕鋼筋，影響使用耐久性。因此，針對上述裂縫產生的原因，提出了一些防治措施。

1加強現(xiàn)澆板澆搗后的養(yǎng)護。混凝土養(yǎng)護是整個施工過程中必不可少的一個環(huán)節(jié)，忽視對混凝土的養(yǎng)護，既會降低混凝土的強度，又易使其在硬化過程中失水得不到及時補償而產生裂縫，尤其在高溫下施工，更應經常澆水養(yǎng)護，這樣既可減少溫度產生的裂縫，也可降低由于混凝土的收縮而產生的約束應力，有效控制裂縫。同時，對水泥砂漿地面，也要嚴格按施工順序操作，并加強養(yǎng)護，經常使地面處于濕潤狀態(tài)，也能有效地抑制地面裂縫的產生。

2嚴格控制砂的粒徑及含泥量。混凝土用砂應采用中粗砂，如砂粒過細，砂的含泥量超過標準，不僅降低強度，也會使混凝土產生裂縫，這是因為泥的膨脹性大于水泥膨脹性的緣故。

3在板角增加輻射筋。現(xiàn)澆板的四周在設計上都已配置負筋，但針對絕大多數(shù)裂縫產生于板角這一現(xiàn)象，在板角四周增設輻射筋，使產生裂縫的應力作用方向與輻射筋相一致，能有效地抑制裂縫，此外配筋較多時，相對來說也能明顯改善裂縫的產生或擴展，根據(jù)裂縫距板角的距離，輻射筋長度為1.5m左右。

4嚴格控制材料進場情況，材料進入現(xiàn)場后要及時取樣檢測，對于含泥量超標的砂子，石粉含量超標的石子，安定性不好的水泥等要禁止使用：

5嚴格控制混凝土施工配合比。根據(jù)混凝土強度等級和混凝土和易性的要求確定配合比。嚴格控制好水灰比。選擇級配良好的石子，減小空隙率和砂率以減少收縮量，提高混凝土抗裂強度。

6模板及其支撐系統(tǒng)要有足夠的剛度。樓板模板支撐的間距要適宜，使樓板模板剛度與梁模板剛度不至于相差太大。施工機具和材料不要集中堆放在一塊樓板上，避免造成較大的荷載使還未達到強度的混凝土樓板產生裂縫。

7在混凝土澆搗前，應先將基層和模板澆水濕透，避免過多吸收水分，澆搗過程中應盡量做到既振搗充分又避免過度。

8在混凝土澆搗過程中要安排鋼筋工對踩亂的鋼筋及時調整，保證板筋的間距及保護層厚度。

9施工中盡量不要留置施工縫，對不可避免的施工縫在繼續(xù)施工時要按施工規(guī)范要求進行處理。

10針對各種預埋線管處產生的裂縫的防治措施。對于預埋較粗的管線或多根線管的集散處，應要求重新增設垂直于線管的短鋼筋網(wǎng)加強。線管在敷設時應盡量避免立體交叉穿越，交叉布線處可采用線盒進行換接，同時在多根線管的集散處宜采用放射形分布，盡量避免緊密平行排列，以確保線管底部的混凝土灌注順利和振搗密實。

11施工后澆帶時應制定施工方案，杜絕在后澆帶處出現(xiàn)混凝土不密實、不按圖紙要求留企口縫，以及施工中鋼筋被踩彎等現(xiàn)象。同時更要杜絕在未澆注混凝土前就將部分模板，支撐拆除而導致梁板形成懸臂。造成變形。