商品混凝土現澆樓板裂縫控制措施

高 俊

(太原市城市建設拆遷中心，山西太原 030009)

商品混凝土現澆樓板出現裂縫是混凝土工程中常見的質量通病。結合工程實踐經驗，描述了樓板裂縫發生的部位、形狀及主要特征。造成這一質量通病的原因是多方面的，且這些因素相互影響、相互制約，但其主要原因有以下幾個方面:

1)商品混凝土自身原因，包括泵送商品混凝土由于流動性大，早期沉縮比較大，原材料質量不合格或配合比設計不合理等;

2)設計原因，包括伸縮縫設置間距過大，板的有效高度不夠，配筋不足等;

3)施工原因，包括模板支撐不足，堆載過早、過大，鋼筋錯位，振搗不密實，養護不及時等;

4)其他方面的原因，例如預埋管線對混凝土截面的削弱等。

針對商品混凝土現澆樓板裂縫的形態特征及產生原因，總結提出了在商品混凝土材料選擇、設計和施工方面如何進行裂縫控制的一些建議、方法和措施。即:

1)降低用水量及適當降低水灰比，控制好水泥細度模數和水泥用量指標，合理使用外加劑，選用級配良好的骨料并控制雜質含量;

2)充分考慮簡化計算模型與實際受力情況的差異，適當提高樓板端角及管線密集部位等可能產生應力集中的區域的構造配筋率等;

3)加強施工管理，采取二次振搗、二次抹壓等措施。

1 裂縫類型及特征

現澆樓板裂縫主要出現在以下幾個部位:單向板下皮跨中沿長跨方向;雙向板下皮四角45°折線方向;連續板上皮支座負彎矩位置;后澆帶界面(上皮或下皮，有時貫通);板上皮端角部位斜裂縫;沿預埋管線方向;以及不均勻的龜裂。

裂縫出現的時間主要集中在混凝土澆筑完成后6個月內，裂縫寬度一般在0．1 mm～0．5 mm之間，隨時間推移，裂縫數量增多，但裂縫寬度改變不大，裂縫的發展情況與堆載、環境(是否暴露在大氣中)等條件有關。

2 裂縫產生的原因

2．1 商品混凝土材料

混凝土材料由于其不均勻性及抗拉強度低這一特點，在恒荷載、活荷載、溫度、變形等廣義荷載作用下必然會產生裂縫。混凝土的開裂按其發生時期為順序，可分為:早期沉縮及塑性收縮開裂;溫度變形開裂和干燥收縮開裂。

1)早期沉縮及塑性收縮變形。混凝土澆筑成型后初凝前，由于重力作用，骨料及水泥顆粒比重大，產生沉降;水分比重小，上浮于混凝土表面，產生泌水。水泥凈漿浮至混凝土表面產生外分層;水泥凈漿浮至粗骨料下方，產生內分層。混凝土的沉縮與流動性有關，高流動性混凝土的沉縮大于中、低流動性混凝土。尤其目前普遍使用的泵送商品混凝土，其流動性遠大于普通混凝土。現澆混凝土樓板的早期塑性裂縫是其裂縫的主要來源之一。這些裂縫出現在混凝土表面，不規則，細而密，多不連貫。但這些原始的微裂縫是混凝土后期裂縫進一步擴展的主要原因之一。

2)溫度變形裂縫。一方面由于混凝土內外溫差較大而使內外混凝土變化不均，另一方面混凝土樓板由于晝夜溫差過大導致較大的體積變形，混凝土都可能被拉裂而產生裂縫。溫度變形是大尺寸樓板產生裂縫的主要原因之一。

3)干燥收縮。混凝土干燥收縮開裂，主要是由于毛細管壓力造成的。混凝土中的毛細管孔隙，在混凝土干燥過程中逐步失水，毛細管也逐步變形，產生很大的毛細管張力，混凝土產生體積收縮。混凝土發生收縮變形時，由于周圍存在約束，內部產生應力，這個應力超過混凝土材料抗拉強度，就會發生收縮開裂。

2．2 設計原因

設計人員缺乏施工現場的了解，計算簡化模型與結構實際受力情況不符，建筑、結構、水電等各專業設計不協調等情況都有可能導致樓板裂縫。

1)設計規范考慮因素不全面。

現行鋼筋混凝土結構設計規范采用極限承載力作為設計指標，沒有綜合考慮溫差、混凝土收縮變形等因素。

2)簡化計算模型不合理。

沒有綜合考慮板、梁、墻的剛度比，簡單地將板的支座簡化為鉸支座，導致跨中下鐵配筋過大，而支座實際承受負彎矩處鋼筋過少;或簡單地將板的支座簡化為固端支座，導致跨中下鐵配筋過少等。

3)設計不滿足規范要求。

未按規范要求選取合適的板厚、伸縮縫間距和配置構造配筋。GB 50010-2002混凝土設計規范9．1．1條規定，現澆剪力墻結構露天環境下不宜大于30 m，框架結構不宜大于35 m;10．1．9條規定，在溫度收縮應力較大的區域內，鋼筋間距宜取150 mm～200 mm，并應在板的未配筋表面布置溫度收縮鋼筋。板上、下表面沿縱、橫兩個方向的配筋率不宜小于0．1%。JGJ 3-2002高層建筑混凝土結構技術規程4．5．5條規定，頂層樓板厚度不宜小于120 mm，宜雙層雙向配筋等等。

4)預埋管線。

樓板設計時，為了節約樓層空間，提高空間利用效率，往往將照明、有線電視、通訊等管線直接敷設于現澆樓板中，這些管線直徑多為20 mm～30 mm，而且有時7根～8根管線集中敷設于一塊板中，造成樓板的有效截面減少，引起應力集中，成為抵抗裂縫的薄弱部位。

2．3 施工原因

施工原因是導致混凝土樓板產生裂縫的主要原因，包括施工方法不合理、模板剛度小，養護不合格，拆模過早，堆載過早等。

1)混凝土澆筑、振搗質量不合格。振搗不密實導致混凝土內部孔隙、空洞增多，混凝土有效截面減小，承載力大大削弱。

2)模板支撐剛度不夠，堆載過早、過大。因為混凝土自重較大，因此無論是模板自身強度還是支撐的變形，都會導致混凝土在凝結硬化過程中產生變形，并產生較大的拉應力，而混凝土凝結硬化初期強度低，因此會引起混凝土開裂。另外在樓板上堆載過早、過大會給混凝土帶來局部較大變形，當變形帶來的壓力超過混凝土抗拉強度極限值時，也會引起樓板開裂。

3)施工組織不合理，盲目搶工。盲目搶工必然導致多工序交叉作業、各工序交接檢環節缺失，質量控制措施形同虛設。同時，影響混凝土質量的三大工序——鋼筋、模板、混凝土質量均無法保證，施工縫留設位置比較隨意，鋼筋踩踏變形、移位，這些因素都為混凝土產生裂縫埋下了禍根。

3 裂縫控制措施

3．1 材料控制

對商品混凝土進行抽檢實驗，嚴格控制好商品混凝土原材料質量，要求商品混凝土供應商選擇合理的水泥品種(水化熱低、收縮小、耐久性好的礦渣水泥，控制好水泥細度和水泥用量指標)，砂宜選用細度模數M=2．8～3．0的中砂，并控制含泥量不大于2%;石子宜選用級配良好的碎石，并控制含泥量不大于1%。

3．2 設計控制

1)適當提高配筋率。現澆混凝土樓板的厚度盡可能取規定的上限值，混凝土強度標號取規定的下限值，鋼筋宜選用HPB235級鋼筋，使其能夠抵抗板內管線對截面的削弱，降低水泥標號或減少水泥用量，提高配筋率從而提高鋼筋對混凝土收縮變形的約束作用。

2)計算簡化模型。計算模型應盡量與實際情況吻合，適當提高支座負彎矩處、板端角處構造鋼筋配筋率。按規范要求，現澆混凝土樓板轉角部位設置放射鋼筋，長度宜大于1．5 m;連續板的支座負彎矩處鋼筋應拉通。

3)管線集中處處理措施。管線布置比較集中的位置宜設置φ6@150雙層雙向鋼筋網片，鋼筋從管道外邊緣外伸長度不小于受拉鋼筋錨固長度la，且不小于300 mm。

3．3 施工控制

1)模板工程質量控制。在施工過程中應保證支撐現澆混凝土樓板的模板及其支架具有足夠的承載力(強度、剛度和穩定性)。在與施工井架相接或施工運輸工具頻繁經過的樓板中間要適當加強模板支撐系統。拆模時間要滿足規范要求。

2)鋼筋工程質量控制。板上鐵(負彎矩鋼筋、板端角放射筋、分布筋)綁扎位置正確，有馬凳作為上鐵的支撐，澆筑過程中應搭設腳手板，防止踩踏變形、移位。按規定放置保護層墊塊，保證保護層厚度。

3)混凝土澆筑質量控制。a．嚴格按設計和規范要求控制樓板厚度。b．必須在規定的坍落度條件下施工，嚴禁任意加水，以防混凝土離析過大影響強度。c．振搗要符合要求，既不能過分振搗也不能不到位，一般控制在不再有氣泡溢出為止。過分振搗將使骨料沉落擠出水分、空氣，表面泌水而形成體積縮小沉陷，造成比下層混凝土伸縮性大的表層砂漿層，水分蒸發后極易形成收縮裂縫。d．必要時，在混凝土初凝前進行二次振搗，減少因泌水在粗骨料、鋼筋下部產生的空隙，提高混凝土與鋼筋的握裹力，增加混凝土密實度，從而提高抗裂性能。另外，二次抹壓處理也有利于減少混凝土早期塑性裂縫。e．混凝土澆筑完畢后及時進行養護。特別是大風、干燥、烈日暴曬等天氣，要在二次振搗、二次抹壓后及時采取薄膜覆蓋，不易覆蓋的地方要及時涂刷養護劑，避免出現早期塑性和干縮裂縫。養護期間，混凝土強度小于1．2 MPa時，不得進行后續工序施工，不得在樓面平臺上堆放材料。

4)施工管理措施。建筑工程施工不是建筑材料的簡單的堆砌，是一個有規律有程序的復雜的系統工程。違背工程規律，盲目搶工必然損害工程質量。現澆樓板各工序間要有適當的時間間隔，保證混凝土強度的充分發展，減少裂縫產生。a．合理設置施工縫。b．落實技術、質量管理制度，做好對操作人員的技術交底工作。c．合理確定結構工期，既要保證施工流水的延續性，又要保證前期施工結構的剛度、強度達到規范要求后才能繼續下一層施工。d．應將控制混凝土裂縫的措施編入施工組織設計，并督促項目部認真執行。