淺談房屋建筑中現(xiàn)澆樓裂縫的成因與防治

王有志　蔡磊

【摘要】全現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓屋面板的裂縫，是目前較難克服的質(zhì)量通病之一。文章分析了現(xiàn)澆樓板裂縫產(chǎn)生的原因，探討了樓板裂縫產(chǎn)生的危害，并提出對現(xiàn)澆樓板裂縫的控制措施。

【關(guān)鍵詞】混凝土；現(xiàn)澆樓板；裂縫原因；危害；彌補(bǔ)處理；預(yù)防措施

當(dāng)前，不論是框架結(jié)構(gòu)的工業(yè)建筑還是民用住宅樓中，現(xiàn)澆混凝土樓板的工程也是越來越多。長期以來，由于對混凝土裂縫問題認(rèn)識上的偏差，或重視程度不夠，混凝土產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象十分普遍。混凝土的裂縫問題乃是嚴(yán)重困擾著混凝土樓板施工質(zhì)量的首要問題。

1. 樓面裂縫的種類及其特征

1.1樓面裂縫的種類。

（1）結(jié)構(gòu)裂縫。雖然現(xiàn)澆樓板承載力能滿足設(shè)計(jì)要求，但由于預(yù)制多孔板改為現(xiàn)澆板后，墻體剛度相對增大，樓板剛度相對減弱。因此在一些薄弱部位和截面突變處，往往容易產(chǎn)生一些結(jié)構(gòu)性裂縫。例如：墻角應(yīng)力集中處的45°斜裂縫，板端負(fù)彎矩較大處的板面裂縫等。

（2）溫差裂縫。由于溫度變化，混凝土熱脹冷縮而形成的裂縫，此類裂縫一般集中在東西單元的房間以及屋面層和上部樓層的樓板。

（3）收縮裂縫。混凝土在塑性收縮、硬化收縮、碳化收縮、失水收縮過程中易形成各種收縮裂縫。

1.2樓面裂縫的特征。 裂縫的位置取決于兩個(gè)因素，一是約束，二是抗拉能力。對樓板來說，約束最大的位置在四個(gè)轉(zhuǎn)角處，因?yàn)檗D(zhuǎn)角處梁或墻的剛度最大，它對樓板形成的約束也最大。同時(shí)沿外墻轉(zhuǎn)角處因受外界氣溫影響，樓板成為收縮變形最大的部位。一般來說，樓板內(nèi)配筋都按平行于樓板的兩條相鄰邊而設(shè)置，也就是說，轉(zhuǎn)角處夾角平分線方向的抗拉能力最為薄弱。故大多數(shù)板上裂縫都出現(xiàn)在沿外墻轉(zhuǎn)角處，而且呈45°斜向放射狀。

2. 現(xiàn)澆樓板裂縫產(chǎn)生的原因

現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因是多方面的，概括起來主要有以下幾點(diǎn)：

2.1材料選用方面的因素。

（1）水泥品種。水泥的選擇是關(guān)系到收縮問題的關(guān)鍵。不同品種水泥的收縮值取決于C3A、SO3、石膏的含量及水泥細(xì)度等。而且，隨著高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用，水泥的標(biāo)號等級要求也就相應(yīng)提高，水泥用量也就會增加，產(chǎn)生的水化熱就越高，混凝土的收縮變形也越大。

（2）外加劑應(yīng)用不當(dāng)也會引起的裂縫。由于施工工期的需要，一般都會使用化學(xué)外加劑的，但外加劑應(yīng)用不當(dāng)會直接引起混凝土多種質(zhì)量問題，并且外加劑的使用也會增大混凝土收縮的變化率，如摻減水劑用于改變混凝土和易性。高效減水劑的減水作用隨時(shí)間延長而降低，這是坍落度損失的主要原因，由于高效減水劑吸附在水泥顆粒表面或早期水化物上，它或是被水化物包圍，或是與水化物反應(yīng)而被消耗掉，變得不能發(fā)揮分散能力，水泥顆粒間斥力減小，造成水泥顆粒凝聚，使混凝土坍落度減小，造成混凝土拌和物坍落度損失過大或短期內(nèi)完全喪失流動性，這類問題在混凝土生產(chǎn)行業(yè)中會經(jīng)常遇到，程度輕的會引起混凝土施工困難，混凝土表面會出現(xiàn)收縮裂縫。

（3）混凝土配合比。在原料一定的條件下，水灰比對混凝土收縮有很大的影響。混凝土收縮主要取決于單位用水量和水泥用量，而用水量的影響比水泥用量大；在用水量一定內(nèi)條件下，混凝土收縮隨水泥用量的增大而加大，反之增大的幅度較小；在水灰比一定條件下，混凝土收縮率隨水灰比的增加而明顯增大；在水灰比相同條件下，混凝土干縮隨砂率增大而加大，但增大的幅度較小。影響砼的收縮而產(chǎn)生裂縫原因包括單位用水量、單位水泥用量、水灰比、砂率等控制參數(shù)。

2.2施工方面的因素。

2.2.1配筋、樓板厚度、施工工藝不合標(biāo)準(zhǔn)。部分施工單位在施工中，為了節(jié)省施工的材料成本和節(jié)省人工費(fèi)，在施工過程中往往是沒能按照設(shè)計(jì)要求及有關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工，鋼筋安放位置不正確、鋼筋間距偏大、樓板澆筑時(shí)厚度控制不符合設(shè)計(jì)要求、澆筑震搗不密實(shí)等原因也容易導(dǎo)致樓板產(chǎn)生裂縫。

2.2.2施工時(shí)模板的處理。模板施工因素對產(chǎn)生的影響主要是由于以下幾方面產(chǎn)生的：

（1）由于樓板模板支撐剛度不夠，梁板支撐剛度差異或模板撓度過大，造成模板支撐下沉變形過大。

（2）如果模板支撐的穩(wěn)定性不夠，在施工期間過度震動使支撐剛度變異部位出現(xiàn)多次瞬間相對位移，這樣也會引起樓板的裂縫。

（3）拆模過早，在混凝土沒有完全硬化的時(shí)候就進(jìn)行拆模板，混凝土硬化前過早承載或受到振動，很容易產(chǎn)生裂縫。

2.2.3鋼筋保護(hù)層偏大。施工澆注混凝土?xí)r為鋪設(shè)架板，施工人員在鋼筋上踩踏，致使板面負(fù)筋下沉混凝土保護(hù)層厚度偏大，引起板面開裂。特別是負(fù)彎矩鋼筋沒有通長配置時(shí)，裂縫往往會出現(xiàn)在負(fù)彎矩鋼筋的端部，沿板邊緣近似成直線發(fā)展。

2.2.4保護(hù)措施不到位。混凝土澆注后，沒有按規(guī)定的要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，導(dǎo)致樓板收縮開裂。

（1）養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，使混凝土養(yǎng)護(hù)初期過早脫水，使混凝土出現(xiàn)干縮。

（2）混凝土養(yǎng)護(hù)初期受凍。

（3）樓板施工完成后，混凝土終凝初期，施工機(jī)具和材料集中，或過早進(jìn)人下道工序施工，造成較大施工荷載和震動，使其產(chǎn)生裂縫。

2.3氣溫、空氣等環(huán)境因素導(dǎo)致樓板裂縫。 現(xiàn)在樓板在周圍氣溫、空氣等環(huán)境因素的影響下，也會產(chǎn)生裂縫的。

（1）空氣的相對濕度越低，混凝土收縮越大。

（2）空氣溫度升高，混凝土的收縮隨之增大。

（3）長期風(fēng)吹、日曬也會使混凝土收縮增大。

3. 樓板裂縫產(chǎn)生的危害

混凝土是多組分復(fù)合材料，在溫度和濕度變化的條件下，硬化并產(chǎn)生體積變形。由于各種材料變形不一致，互相約束而產(chǎn)生初始應(yīng)力，造成骨料與水泥粘結(jié)面或水泥本身之間出現(xiàn)肉眼看不見的微細(xì)裂縫，我們一般稱微裂。這種微細(xì)裂縫的分布是不規(guī)則的，互不連貫，但在荷載作用下或進(jìn)一步產(chǎn)生溫度變化，養(yǎng)護(hù)不到位失水干縮的情況下，裂縫開始擴(kuò)展，并逐漸互相連通，從而出現(xiàn)較大的肉眼可見裂縫，成為宏觀裂縫，嚴(yán)重的形成樓板上下貫通縫，這就成為有害裂縫。這樣的裂縫將對結(jié)構(gòu)的承載力，防火性、抗?jié)B性、抗鋼筋銹蝕性、抗化學(xué)侵蝕性等耐久性能產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。endprint

3.1影響結(jié)構(gòu)承載力和使用安全性。 對于受彎構(gòu)件的樓板，盡管受彎區(qū)允許有寬度在一定范圍內(nèi)的裂縫存在，但是裂縫對結(jié)構(gòu)承載力的影響是不可忽視的，尤其是一些使用者在裝修時(shí)又給地面增加了很多設(shè)計(jì)者沒有考慮的荷載時(shí)。

3.2影響結(jié)構(gòu)的防水性。 樓板產(chǎn)生裂縫，除了影響結(jié)構(gòu)安全性外，對使用者所帶來的最直接的問題是滲漏水的危害，尤其是在沒有做防水的房間表現(xiàn)突出。

3.3嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的耐久性和使用壽命。 化學(xué)侵蝕、凍融循環(huán)、碳化、鋼筋銹蝕、堿集料反應(yīng)等，都會對混凝土結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生破壞作用。這些破壞作用的發(fā)生或進(jìn)行的快慢，除了受混凝土自身材料性質(zhì)的影響外，裂縫就是一個(gè)重要的影響因素。一般從結(jié)構(gòu)拆模到裝修完成，要經(jīng)過2～3個(gè)月的時(shí)間，有的大型工程還要跨年施工。這時(shí)空氣中的CO2、SO2氣體及雨水等就會順著裂縫進(jìn)入混凝土內(nèi)部，促成鋼筋銹蝕的加快；堿集料反應(yīng)及碳化速度的加快進(jìn)行；從而引起耐久性的下降和縮短建筑物的使用壽命。

4. 施工中應(yīng)采取的主要技術(shù)措施

樓面裂縫的發(fā)生除以陽角45度斜角裂縫為主外，其他還有較常見的兩類：一類是預(yù)理線管及線管集散處，另一類為施工中周轉(zhuǎn)材料臨時(shí)較集中和較頻繁的吊裝卸料堆放區(qū)域。現(xiàn)從施工角度進(jìn)行綜合分析，并分類采取以下幾項(xiàng)主要技術(shù)措施：

4.1重點(diǎn)加強(qiáng)樓面上層鋼筋網(wǎng)的有效保護(hù)措施鋼筋在樓面砼板中的抗拉受力，起著抵抗外荷載所產(chǎn)生的彎矩和防止砼收縮和溫差裂縫發(fā)生的雙重作用，而這一雙重作用均需鋼筋處在上下合理的保護(hù)層前提下才能確保有效。在實(shí)際施工中，樓面下層的鋼筋網(wǎng)在受到砼墊塊及模板的依托下保護(hù)層比較容易正確控制。但當(dāng)墊塊間距放大到1.5m時(shí)，鋼筋網(wǎng)的合理保護(hù)層厚度就無法保障，所以縱橫向的墊塊間距限制在lm左右。與此相反，樓面上層鋼筋網(wǎng)的有效保護(hù)，一直是施工中的較難解決的問題。其原因?yàn)椋?/p>

（1）板的上層鋼筋一般較細(xì)較軟，受到人員踩踏后就立即彎曲、變形、下墜。

（2）鋼筋離樓層模板的高度較大，無法受到模板的依托保護(hù)。

（3）各工種交叉作業(yè)，造成施工人員眾多、行走十分頻繁，無處落腳后難免被大量踩踏。

（4）上層鋼筋網(wǎng)的鋼筋小撐馬設(shè)置間距過大，甚至不設(shè)（僅依靠樓面梁上部鋼筋擱置和離式配筋的拐腳支撐）。上述四種原因中，后二種原因在施工中必須大大加以改進(jìn)，對于最后一個(gè)原因，根據(jù)大量的施工實(shí)踐，建議樓面雙層雙向鋼筋 （包括分離式配置的負(fù)彎矩短筋）必須設(shè)置鋼筋小撐馬，其縱橫向間距不應(yīng)大于700mm（即每平方米不得少于2只），特別是對于8一類細(xì)小鋼筋，小撐馬的間距應(yīng)控制在600mm以內(nèi) （即每平方米不得少于3只），才能取得較好的效果。對于第3條原因，可采取下列綜合措施加以解決：

4.1.1盡可能合理和科學(xué)地安排好各工種交叉作業(yè)時(shí)間，在板底鋼筋綁扎后，線管予埋和模板封鑲收頭應(yīng)及時(shí)穿插并爭取全面完成，做到不留或少留尾巴，以有效減少板面鋼筋綁扎后的作業(yè)人員數(shù)量；在樓梯、通道等頻繁和必須的通行處應(yīng)搭設(shè) （或鋪設(shè)）臨時(shí)的簡易通道，以供必要的施工人員通行。

4.1.2加強(qiáng)教育和管理，使全體操作人員充分重視保護(hù)板面上層負(fù)筋的正確位置，必須行走時(shí)，應(yīng)自覺沿鋼筋小馬撐支撐點(diǎn)通行，不得隨意踩踏中間架空部位鋼筋。

4.1.3安排足夠數(shù)量的鋼筋工 （一般應(yīng)不少于3～4人或以上）在砼澆筑前及澆筑中跟蹤及時(shí)進(jìn)行整修，特別是支座端部受力最大處以及樓面裂縫最容易發(fā)生處 （四周陽角處、預(yù)埋線管處以及大跨度房間處）應(yīng)重點(diǎn)整修。

4.1.4砼工在澆筑時(shí)對裂縫的易發(fā)生部位和負(fù)彎矩筋受力最大區(qū)域，應(yīng)鋪設(shè)臨時(shí)性活動挑板，擴(kuò)大接觸面，分散應(yīng)力，盡力避免上層鋼筋受到重新踩踏變形。

4.2預(yù)埋線管處的裂縫防治。 預(yù)埋線管，特別是多根線管的集散處是截面砼受到較多削弱，從而引起應(yīng)力集中，容易導(dǎo)致裂縫發(fā)生的薄弱部位。當(dāng)預(yù)理線管的直徑較小，并且房屋的開間寬度也較小，同時(shí)線管的敷設(shè)走向又不重于 （即垂直于）砼的收縮和受拉方向時(shí)，一般不會發(fā)生樓面裂縫。反之，當(dāng)預(yù)埋線管的直徑較大，開間寬度也較大，并且線管的敷設(shè)走向又重合于 （即垂直于）砼的收縮和受拉力向時(shí)，就很容易發(fā)生樓面裂縫。因此對于較粗的管線或多根線管的集散處，應(yīng)按技術(shù)導(dǎo)則3的第4條要求增設(shè)垂直于線管的短鋼筋網(wǎng)加強(qiáng)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，增設(shè)的抗裂短鋼筋采用6～8，間距≤150，兩端的錨固長度應(yīng)不小于300mm。線管在敷設(shè)時(shí)應(yīng)盡量避免立體交叉穿越，交叉布線處可按技術(shù)導(dǎo)則3的第4條采用線盒，同時(shí)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，以確保線管底部的砼灌筑順利和振搗密實(shí)。并且當(dāng)線管數(shù)量眾多，使集散口的砼截面大量削弱時(shí)，宜按予留孔洞構(gòu)造要求在四周增設(shè)上下各212的井字形抗裂構(gòu)造鋼筋。

4.3材料吊卸區(qū)域的樓面裂縫防治 目前在主體結(jié)構(gòu)的施工過程中，普遍存在著質(zhì)量與工期之間的較大矛盾。一般主體結(jié)構(gòu)的樓層施工速度平均為5～7d左右一層，最快時(shí)甚至不足5d一層。因此當(dāng)樓層砼澆筑完畢后不足24h的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，就忙著進(jìn)行鋼筋綁扎、材料吊運(yùn)等施工活動，這就給大開間部位的房間雪上加霜。除了大開間的砼總收縮值較小開間要大的不利因素外，更容易在強(qiáng)度不足的情況下受材料吊卸沖擊振動荷載的作用而引起不規(guī)則的受力裂縫。并且這些裂縫一旦形成，就難于閉合，形成水久性裂縫，這種情況在高層住宅主體快速施工時(shí)較常見。對這類裂縫的綜合防治措施如下：

（1）主體結(jié)構(gòu)的施工速度不能強(qiáng)求過快，樓層砼澆筑完后的必要養(yǎng)護(hù) （一般不宜≤24h）必須獲得保證。主體結(jié)構(gòu)階段的樓層施工速度宜控制在6～7d一層為宜，以確保樓面砼獲得最起碼的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。endprint