對某地下車庫頂板開裂的原因分析及處理措施

沙曉東 朱鳳奎

摘 要：本文以某無粘結預應力鋼筋混凝土無梁樓蓋地下車庫頂板的實際開裂為例，從設計、施工、材料、環境等因素分析了其開裂的原因，并提出了相應的處理措施，最后對于類似問題提出了預防為主的原則并從“人、機、料、法、環”各因素上注意協調應對，為同類工程設計、施工提供借鑒。

關鍵詞：地下車庫;無粘結預應力;無梁樓蓋;后澆帶;徐變;間接裂縫;環氧樹脂漿液壓力注漿

地下車庫的建造已經是現代城市地產開發中不可避免的一個環節，幾乎每個住宅項目都配建地下車庫，城中村改造中也同樣。

本項目地下車庫位于石家莊某城中村改造回遷項目中，位于幾棟高層建筑之間，與主樓地下室外墻相連。綜合考慮造價，車庫頂板采用了無粘結預應力混凝土無梁樓蓋體系，板厚350mm，頂板覆土厚度1.5m，柱距8.1m×8.1m。主樓與周邊車庫留設了沉降后澆帶，待主樓封頂后封閉后澆帶，同時開始張拉預應力鋼絞線。由于張拉預應力過程中有些墻體未拆除模板，造成沒有及時張拉，工地也一直處于停工狀態，直至當年11月份才陸續張拉完成。隨后天氣突變，遇降雪，雪融化后車庫頂板出現滲水現象。

車庫頂板采用無粘結預應力技術，其通過施加在混凝土上的預加壓力，使得頂板產生一定的反拱，從而增大鋼筋混凝土樓板的剛度，減小大跨度樓板的撓度并減小裂縫，板厚也可以減小，況且本工程的預應力筋還可取代一部分普通鋼筋的作用，參與受力，綜合降低了整個工程的造價。原本是可以減小裂縫出現的技術反而由此出現問題，這樣的開裂還是值得分析思考的。

通過對現場勘驗發現車庫頂板裂縫滲水出現在車庫總長度中間位置，呈上下貫通狀態。根據設計圖紙及裂縫出現的位置、形態和環境狀況可知：這種裂縫很大程度上是由于溫度及混凝土收縮綜合作用的結果且出現在預應力筋張拉之前。由于設計采用的普通鋼筋占比在30%以上，而荷載設計取值為：板自重+1.5m厚覆土+活荷載，即荷載設計值Q=1.2×（25×0.35+20×1.5）+1.4×5=53.5kN/m2，目前拆模后僅有板自重，其荷載為q=1.2×25×0.35=10.5kN/m2，占比約20%，即普通鋼筋完全可以承受目前的板自重，甚至加上2kN/m2均布活荷載也在其包絡范圍之內。所以其呈現出的裂縫狀態也是非受力裂縫，或者叫做“間接裂縫”。如果是承載力不足造成的板面開裂，一般來說，其出現在各跨跨中且為板下皮開裂，對應上皮因處于受壓區，一般不會開裂。如果按施工組織計劃具備了張拉預應力筋的條件及時張拉，這種情況肯定會有改觀。

那么產生這種裂縫的原因是什么呢？通過分析可知，本工程采用商品混凝土，為了適應泵送的條件，混凝土粗骨料的含量和粒徑大幅度降低，骨料減少及粉劑含量的相對增加，會加大混凝土的收縮。尤其是板較厚且為大面積的情況，還會增加水化熱，這對減少開裂都是不利的。另外本工程使用的是C40混凝土，水泥含量較大，引起的膠凝干縮和水化熱散失伴隨的冷縮也會使混凝土的收縮值顯著增大;高強混凝土彈性模量的增加引起約束應力加大，但其抗拉強度卻增長很小，所以對高強混凝土而言，其硬化過程中更易形成收縮開裂。但混凝土的收縮變形并不均衡發展，基本集中在膠凝硬化的早期，其發展規律是先快后慢，逐漸收斂。所以本工程即使在后澆帶封閉后，其收縮變形也還沒有完全停止。當然最初頂板澆筑時的養護及混凝土表面長期裸露對開裂也有很大的影響，再加上11月份的驟然降溫也加劇了收縮裂縫的形成。

其實絕大多數混凝土在澆筑成型后本身就已存在缺陷，其中由于收縮產生的部分拉應力會隨著混凝土的“徐變”而消解，另一部分則在固態的水泥石中產生內裂縫。當混凝土結構遭受各種作用（如本工程中的溫度驟降等）時，由于產生的拉應力超過了混凝土的抗拉強度或相應的變形超過了其極限變形時，才會發展到混凝土表面形成可見的裂縫。

因此，混凝土結構都有裂縫（無論是內部裂縫還是發展到表面的裂縫），只是是否被觀察到而已。工程中出現的裂縫絕大多數都是非受力裂縫（即前述的“間接裂縫”），對結構安全影響并不大，但這些裂縫影響美觀，產生滲漏，對結構的耐久性造成不利影響。

對于該車庫頂板的裂縫，因為還未覆土，所以處理起來相對容易。找到裂縫位置后，采用環氧樹脂漿液壓力注漿法修補;其大致步驟如下：

（1）進行壓力注漿前應騎縫或斜向鉆孔至裂縫深處，并埋設注漿管，對貫穿性深裂縫應增設注漿管;

（2）使用專用封縫膠封縫，并與注漿嘴連接密封;

（3）使用壓縮空氣試壓，確保注漿通道通暢、密封;

（4）注漿按由寬到細的順序進行。

壓力注漿加固后，板頂應盡快做防水并覆土，使其達到一定的保溫隔熱作用。在上述措施到位后，一些寬度不大的裂縫和灌漿修補并經預應力加壓后變小的微裂縫，在適量無壓水浸潤的情況下還可以“自愈”閉合。

通過對該項目問題的分析和總結，希望能對類似工程提供一點借鑒作用：

建筑工程裂縫的控制與防治的原則為“預防為主、綜合采取措施”。

所謂預防為主，就是要提高對控制與防治裂縫的認識，要重視設計規范對荷載裂縫控制的規定，還要重視非荷載效應引起裂縫的問題，同時對建筑材料質量、工程施工的質量，混凝土的振搗和養護等嚴格把關。

另外，監理工程師及建設單位的項目工程師，對各工序的銜接配合都應切實起到監督作用，形成良性有序的管理協調機制，減少上述類似問題的發生。

參考文獻：

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[2]房屋裂縫檢測與處理技術規程：CECS293：2011[S].北京：中國計劃出版社，2011.

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[4]何星華，高小旺.建筑工程裂縫防治指南[M].北京：中國建筑工業出版社，2005.

作者簡介：沙曉東（1969-），男，石家莊市建筑設計院副總工程師，一級注冊結構工程師。