從結構設計角度探析裂縫預防控制措施

李杰文

【摘要】由于混凝土材料特性以及設計施工的原因，現澆混凝土樓板開裂現象經常發生，直接影響到房屋建筑的正常使用以及結構安全性，已經成為房屋建筑工程施工迫切需要解決的質量通病。因此分析混凝土現澆樓板裂縫原因并提出預防處理措施，對于完善混凝土設計施工技術具有重要的意義。

【關鍵詞】建筑結構；現澆鋼筋混凝土樓板；裂縫

現澆鋼筋混凝土樓板在結構安全和使用功能方面比預制板優越得多，但是樓板裂縫不斷增加。大多數消費者對樓板裂縫缺乏必要常識，統視裂縫為有害，擔心樓板裂縫會引起建筑物倒塌，反應極為敏感，近年來成為投訴熱點。因此，本文針對現澆鋼筋混凝土樓板易出現裂縫的問題，從建筑結構設計方面對產生裂縫的各種因素進行了探討，并提出了在設計過程中進行裂縫控制的建議和方法。

1、從建筑結構設計角度分析現澆鋼筋混凝土樓板裂縫產生的原因

混凝土結構產生宏觀裂縫不外乎是由于混凝土原材料質量低劣、配合比選定不當；或是由于施工過程的施工方法有誤或工藝欠佳；或是由于設計有誤；或對溫度變化和混凝土收縮產生的拉應力估計不足：或混凝土已遭受腐蝕或重大損傷，結構存在嚴重薄弱環節，成為結構面臨破壞的前兆。所以必須采取各種措施預防或減少產生宏觀裂縫，一旦出現宏觀裂縫，就須分析其原因，并采取適當修補措施。

1.1混凝土收縮變形和溫度裂縫

混凝土作為由砂石集料、水泥以及水拌和而成的脆性材料，在施工技術后隨著水分的大量蒸發，混凝土體積勢必隨之收縮產生變形。但是由于現澆混凝土樓板受到梁、柱、墻等周邊支座的約束力，并不能自由收縮變形。當約束應力超過混凝土的極限承受能力時，就會造成現澆混凝土樓板的開裂。這樣的裂縫通常出現在板角等應力相對較為集中區域。

鋼筋混凝土樓板澆筑初凝過程中，由于水化熱的作用會導致鋼筋混凝土內部溫度較高，根據相關監測數據發現溫度差最高可達50℃以上。在養護期14d內，混凝土內外溫差一般處于較大水平。混凝土樓板表面由于具有較好的熱量散失條件溫度基本相對較低，現澆鋼筋混凝土樓板的內外溫差導致溫度應力的產生，當溫度應力超過混凝土的極限抗拉強度時，便會導致裂縫的產生。

1.2鋼筋混凝土施工工藝控制不完善

在現澆鋼筋混凝土樓板施工過程中，模板施工不滿足設計規范要求也是導致現澆混凝土樓板開裂的主要原因。支模過程中模板的間距過大，上下層之間的支撐不垂直，垂直支撐面與現澆樓板接觸位置松動等等都會造成模板支撐體系變形，使混凝土樓板內產生過大的應力變形，造成裂縫的發生。此外，拆除模板過早，由于現澆鋼筋混凝土尚未達到設計承載能力，在荷載的作用下樓板結構受荷超過承載能力也會造成樓板的開裂。

現階段現澆混凝土埋設的電暖等各類管線主要為PVC管，這在一定程度上導致了混凝土樓板內的有效截面減小，而且PVC管與混凝土兩種材料的線性膨脹系數差別較大，粘結力不強，造成現澆鋼筋混凝土的密實度不足，極易導致由于應力集中而造成的樓板開裂。

在房屋建筑工程施工過程中，現澆鋼筋混凝土一般采取泵送的方式，這就要求混凝土的坍落度在120～220之間，水泥用量以及水灰比均較大。同時為了緩解運輸過程中出現初凝，部分混凝土中還摻加了緩凝劑，極易導致在泵送以及澆搗過程中出現浮漿，造成澆筑混凝土的均勻性較差，表面收縮量增加，因而出現裂縫。

2、 現澆鋼筋混凝土樓板裂縫預防措施

2.1嚴格按照相關規范進行其設計

在進行現澆鋼筋混凝土樓板結構構件設計時，對其承受的永久荷載和可變荷載應按相關的規定采用；施工過程中的臨時荷載，可按預期的最大值確定；機械運轉或運輸機具運轉時產生的動荷載，按特殊荷載確定。設計時應避免在設計使用年限內發生結構構件不應有的超載。

2.2控制好最大裂縫寬度的目標值

鋼筋混凝土結構構件的最大裂縫寬度限值是保證結構構件耐久性的設計目標值，在設計時，需要考慮防止漏水的最大裂縫寬度的目標值要根據可靠資料確定。在一類環境下，對鋼筋混凝土屋架、托架及需作疲勞驗算的吊車梁，其最大裂縫寬度限值應取為0.2mm；對鋼筋混凝土屋面梁和托梁，其最大裂縫寬度限值應取為0.3mm。對較長的建筑結構在設計時可采取分割措施（設置沉降縫、防震縫、伸縮縫等），將建筑物分割為長度較短的若干結構單元，以減少混凝土收縮、溫度變化或地基不均勻沉降產生的結構構件內部拉應力，也可采取加強結構構件剛度或增設除按通常承載力計算所需結構構件配筋量外的構造鋼筋或設置后澆帶或對地基進行處理等措施，見表1所示。

環境類別 一 二 三

最大裂縫寬度限值（mm） 0.3（0.4） 0.2 0.2

一類環境是指室內正常環境。

二類環境是指室內潮濕環境；非嚴寒和非寒冷地區的露天環境、與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環境；嚴寒和寒冷地區的露天環境：與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環境。

三類環境是指使用除冰鹽的環境；嚴寒和寒冷地區冬季水位變動的環境；濱海室外的環境。

面對上述出現的情況，應采取有效措施加強建筑物屋面、外墻或構件外露表面的保溫、隔熱性能，減少溫度變化和日照對混凝土結構構件產生的不利影響。

對跨度較大的混凝土受彎構件宜采用預加應力或其他有效措施，控制正截面、斜截面裂縫的開展并減小其寬度。

3 、現澆混凝土鋼板裂縫基本控制措施

3.1嚴格控制原材料混凝土質量

由于鋼筋混凝土現澆樓板大多使用商品混凝土，因此為避免由于混凝土材料原因出現裂縫，必須嚴格控制水泥、砂石等原材料的質量，嚴格按照設計以及規范要求進行配合比設計及計量。對于進場使用的混凝土，處進行坍落度等必要的試驗驗收外，仍需留置混凝土試塊，以確保用于澆筑施工的混凝土質量。

3.2 完善鋼筋混凝土現澆過程施工工藝。規范混凝土養護作業

對于模板支撐體系施工作業，首先應該根據工況及相關要求進行設計驗算，綜合考慮施工過程中吊裝等各種荷載對模板穩定性的影響。對于鋼筋的綁扎，應該確保保護層的厚度與設計要求一致，避免保護層過厚導致現澆板有效厚度降低而出現裂縫。電暖等管線的鋪設應盡可能的與鋼筋交叉布置或者與現澆板短跨方向平行鋪設。避免多層管線相互疊放造成應力集中，如不得已需要在各種管線集中位置增加鋼筋加強網或采取預埋線盒等保護措施。對于混凝土的澆筑搗實作業，應根據不同混凝土的初凝時間，確保初凝前完成搗實以及找平。在現澆混凝土終凝時間之前應完成板面的抹壓工作，以便于及時進行混凝土保濕養生。規范合理的混凝土養護措施，是提高鋼筋混凝土現澆板整體強度，預防裂縫發生的有效措施。養護作業的關鍵要點在于確保混凝土處于潮濕狀態下，避免混凝土表面水分的蒸發。通常情況下混凝土養護采用覆蓋塑料薄膜或者使用薄膜養生液，保濕養生時間不得低于一周，對于使用外摻劑的混凝土應適當延長養生時間。

4 、結束語

綜上所述，我國現澆鋼筋混凝土樓板已被廣泛的應用起來，但是其裂縫問題已成為建筑行業所面臨重大課題。不同的裂縫形成有不同的原因，因此，要有目的性的采取預防處理辦法，加強施工過程中的質量控制管理，完善施工監管及質量驗收手段，可以有效的緩解現澆鋼筋混凝土裂縫的發生。

參考文獻

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