混凝土現澆樓板裂縫的控制方法綜述

(重慶大學土木工程學院,重慶 400045)

0 引言

混凝土作為最主要的建筑材料之一，在建筑行業的發展中扮演者至關重要的角色，然而混凝土的開裂問題也是建筑工程中十分棘手的問題，也嚴重影響混凝土建筑的質量[1]。由于裂縫在一定程度上可以反映工程質量，而且結構的破壞往往是從裂縫開始的，所以人們對建筑裂縫不理解，認為這是建筑破壞的征兆，因此對裂縫問題的研究十分重要，結合近代關于混凝土的細觀研究以及工程經驗來看，建筑工程中混凝土的裂縫問題是沒有辦法完全消除的。因此對裂縫的控制也要從合理的角度出發，不能盲目的提出“零裂縫”的控制要求，這種要求過于嚴苛，實現起來不僅難度大而且浪費材料，花費巨大；而是應該將裂縫控制在合理范圍之內。

1 常見的現澆樓板裂縫形式及成因分析

混凝土自問世以來，建筑業對其的應用十分廣泛，導致混凝土成為了工程建。20世紀80年代，我國推行大規模的基礎設施建設和住宅建設，導致了我國混凝土的產量急速上升，因此可以說我國混凝土技術的發展在當時是處在一個飛速發展的階段。然而，隨著混凝土的使用日益廣泛，混凝土的技術得到了很大的進步，過去在混凝土中不太突出的裂縫問題，近年來卻日益嚴重，甚至到了影響工程質量的地步，許多工程人員對此也感到十分不解，為什么混凝土技術相較于從前更加先進而裂縫卻更多了，對于這一問題，工程人員從施工方法入手，也取得了一定的效果，但只從施工技術入手并不能從根本上了解混凝土開裂原因，也不能從根本上將裂縫控制在合理范圍內[2]。

根據近年來的工程經驗以及研究發現[3-6]，鋼筋混凝土裂縫產生的原因有85%以上的裂縫是由于變形作用（如收縮變形、溫度變形及沉降變形等），只有不足15%的裂縫是由于荷載效應而引起的。并且在諸多變形裂縫中，又以混凝土早期收縮變形而產生的裂縫最多，并且逐年呈上升趨勢。其主要原因是當前建筑工程中常采用鋼筋混凝土材料作為其承重構件，因此當混凝土發生收縮是，混凝土會受到內部鋼筋等的約束，所以混凝土中會產生約束拉應力。當約束拉應力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土就會出現開裂。因此，從研究成果來看，混凝土產生裂縫并不代表結構的設計沒有滿足強度要求，也不能作為結構破壞的征兆，混凝土產生裂縫的原因是多樣的，不能將責任推到單一的施工方或者設計方，而應該從混凝土材料本身、設計和施工等多方面查找原因，以期更好地控制結構裂縫的出現和發展。

2 裂縫的控制方法

2.1 國內裂縫控制現狀

現階段國內的工程項目中，控制樓板產生的裂縫以獨立控制其單一參數的影響為主，相關流程和實際操作大致分為以下幾點：首先是制定對樓板裂縫進行預防的相關文件，然后是對實際施工過程中樓板裂縫的控制，最后是對樓板產生裂縫后的分析及相關改善措施。研究分析國內大量施工項目中裂縫情況，可以發現國內裂縫控制現狀分為以下三種[7]：

第一種是專業的施工隊，他們長時間接觸有特殊抗裂要求的混凝土項目或是大體積混凝土工程。由擁有大量技術經驗且絕大部分是專業裂縫控制技術員組成的專業施工隊，在整個項目的施工中十分注重裂縫發展情況，他們會采取嚴格的裂縫控制措施。在具體施工中，與裂縫控制相關的管理系統與組織系統也十分完善，裂縫控制情況佳，裂縫控制技術達國際水平。

第二種是由部分專業裂縫控制技術員組成的施工隊，他們經常從事普通的工業與民用建筑項目，來自于中等及以上施工單位，在整個項目的施工中比較注重裂縫發展情況。在具體的裂縫控制工作中，他們有比較完善的技術系統，然而因為工地的技術限制，不能完全實現對結構質量的有效監督與觀測，對裂縫的發展不能迅速分析其產生原因，從而導致相關措施工作的遲緩開展，這種情況在結構周圍環境突變和結構出現不可預料的質量問題時尤為突出。這在整個施工過程中是很難避免的，但幸而施工隊中的專業裂縫控制技術員可以詳細且系統的剖析裂縫情況，由此采取相關措施改善裂縫發展狀況，大大減少了裂縫造成的不利影響。

2.2 裂縫的控制措施

現澆樓蓋易產生有害裂縫，為了避免裂縫的產生，可從混凝土材料、設計、施工三方面進行預防。

2.2.1 混凝土材料方面

（1）結合工程實際，選擇合適的、質量可靠的水泥品種。現澆樓蓋厚度較小，產生裂縫的主要原因是混凝土的收縮變形，因此應優先選用收縮較小的水泥，如粉煤灰水泥或普通硅酸鹽水泥。（2）混凝土設計的前提是混凝土強度，在滿足此前提下，配制樓板混凝土時選擇標號較低的水泥以減少單方水泥用量。（3）粗細骨料的選擇應滿足級配良好，最大粒徑盡可能大的要求。泵送混凝土，應選擇石灰巖碎石，因其粒徑較大，還應選擇細度模數M=2.8～3.0左右的中砂，這樣可減少混凝土收縮、用水量和水泥用量。（4）控制水灰比，減少混凝土單位用水量。數據表明，水泥水化時需要的水量占水泥用量的25%，即水灰比為0.25；單位用水量增加0.5倍時，干燥收縮變形會增加一倍。因此，為了提高混凝土和易性，減少混凝土收縮，提高耐久性，可采用“雙摻技術”摻加高效減水劑和優質粉煤灰。（5）加入合適的外加劑。在有條件的情況下，將摻入外加劑的混凝土和未摻外加劑的普通混凝土進行對比試驗，應避免早強型外加劑的摻入。無特殊情況，不得為了減少收縮濫用膨脹劑。

2.2.2 施工方面

（1）設計規范對樓板厚度、樓板找平層厚度、混凝土強度、鋼筋直徑、鋼筋錨固長度、下層鋼筋的保護層厚度及上下層鋼筋間的有效高度有要求，需要滿足規范要求。不設找平層時，可在混凝土澆筑后，一次性壓平磨光。（2）結構設計圖紙需仔細審查，復合圖紙中的信息，如板的厚度，鋼筋等。由于溫度應力的存在，屋面板的配筋要適當放大。（3）鋼筋工程隱蔽驗收加強。鋼筋直徑、間距、上下層鋼筋間的有效高度、鋼筋錨固長度、下層鋼筋的保護層墊板厚度及分布都是檢查的重點，應著重檢查是否符合要求。（4）為了避免出現上層負筋被踩壓而出現下沉的情況，需要安排專門的護筋人員在混凝土澆搗時保護鋼筋。（5）預埋線管應從板件中部穿越，并保證鋪設的線管有可靠合理的固定措施。同一位置不能布設多條管線，混凝土達到設計強度之后才能拆模，確保混凝土強度達到要求。板上的施工堆載不能太大，應做到均勻堆載。（6）模板不僅要有足夠的強度，還要有可靠的支撐，底層模板支撐地基要夯實處理。（7）混凝土布料、振搗要均勻，漏振或過振都是不允許出現的。澆筑泵送混凝土1-1.5小時后，為了避免出現早期塑性沉降裂縫，應進行復振處理。若出現裂縫，要采取相應措施，采用木板拍打、抹平、搓毛處理。（8）加強樓板濕養護。在混凝土澆筑完成后，應采用適當方法進行養護，可采取覆蓋澆水養護，要注意避免太陽暴曬和大風襲擊。規范對保濕養護的時間有明確規定，一般最少養護時間為7天。混凝土養護可減少早期收縮，避免早期裂縫出現和開展，但是不能影響最終收縮量。在天氣劇烈變化不利于施工的情況下，如刮風、下雨、降溫，混凝土樓板的施工應暫停。（9）樓板在達到設計強度要求前，不得堆放雜物，不得上人；拆模時間必須嚴格依照相關規范確定。（10）嚴格禁止商品混凝土在泵送時加水。具體原因是此時加入的水基本上是不會參與混凝土水化反應的，依舊是游離狀的，反而會造成混凝土水灰比過大，而水灰比過大是混凝土收縮乃至產生裂縫的重要因素之一。

2.2.3 設計方面

（1）除了增強圖紙設計相關工作者的安全意識，在結構設計中一定要優先考慮安全性，即結構上合理，必須遵照相關規范，以及改進以往有缺陷的圖紙復審流程外，最突出的，一定要讓建筑結構設計人員糾正以往非結構性裂縫(特別是混凝土樓蓋產生的)與設計因素無關的概念。（2）在確定樓板厚度時，不能只想著降低成本，因此選擇盡可能薄的樓板，必須意識到，樓板在管線鋪設中，同樣不能產生裂縫，還要降低管線對溫度的敏感性，因此，樓板厚度不宜低于100mm。（3）設計時選用混凝土強度等級，一是不能一味選高，二是不能只圖施工方方便，與梁柱等級一致。除此之外，以外只對施工時混凝土提出強度等級這一要求的做法也不合理，最好為考慮到混凝土收縮，對其他混凝土參數，如配合比，外加劑摻量等也應提出要求，以提醒施工相關單位，引起重視。（4）由于增加樓板的邊界約束，為盡量避免裂縫開展問題，一定要考慮構造鋼筋。可供參考的做法是：可以適當設置放射狀的鋼筋，位置選擇在樓板外邊角上下層，選取鋼筋長度不宜過短，至少應超過樓板一邊長的三分之一，達到有效防止樓板邊角產生斜裂縫，尤其是超出限定寬度的45°斜裂縫。（5）設計屋面樓蓋時，要考慮到保溫隔熱，選取合理的保溫層、隔熱層材料與厚度；必要時，考慮采用設置溫度縫的方法。

3 結語

在當前的諸多建筑材料中，混凝土是目前世界上應用最為廣泛的人造建筑材料，工程技術人員關注的裂縫問題就是圍繞這一材料進行的，由于混凝土的裂縫問題是影響混凝土耐久性的重要因素，因此有引起了許多工程技術人員和學者的關注，也進行了大量的研究。然而，當前主要的研究方向主要是從混凝土裂縫產生的單一因素（如收縮、堿骨料反應等）進行的研究，并未從多因素的角度去考慮混凝土裂縫產生的原因，而當前的混凝土組成越來越復雜，導致混凝土產生的原因也更加難以研究，例如各種化學外加劑的加入就會導致混凝土裂縫產生原因更加復雜，因此僅憑借現有的單一因素研究來控制混凝土開裂還遠遠不能達到指導施工的要求。因此，本文通過對建筑工程中最為常見的混凝土現澆樓板裂縫成因進行分析，隨后提出從材料、設計、施工等三個方面入手進行控制，盡量避免裂縫的產生。