現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫控制技術(shù)研究

于禮義 司金龍 郭曉紅 苑康文

（中國建筑第二工程局有限公司，遼寧 沈陽110001）

改革開放以來，伴隨著我國經(jīng)濟實力的增強，工程建設(shè)規(guī)模也得到迅猛發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)形式也日益多元。其中，現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)因其強度高，整體性好等優(yōu)點在民用住宅建筑中得到了廣泛應(yīng)用。近年來，由于社會各界對建筑工程質(zhì)量要求愈發(fā)提升，現(xiàn)澆樓面板裂縫問題作為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中較為普遍的質(zhì)量缺陷得到了廣泛關(guān)注。樓板裂縫不僅影響結(jié)構(gòu)美觀及舒適性，同時對結(jié)構(gòu)的承載力也存在一定影響，從而埋下安全隱患。為了解樓板裂縫的產(chǎn)生原因，本文根據(jù)多個在建小區(qū)住宅中發(fā)現(xiàn)的裂縫問題進行調(diào)研,供相關(guān)單位在今后的工程建設(shè)中進行參考。

1 現(xiàn)澆樓板裂縫概況

進行調(diào)研的小區(qū)住宅樓以高層建筑為主，同時配備地下停車場和商業(yè)設(shè)施。建筑結(jié)構(gòu)形式主要為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，其中，整理出現(xiàn)的樓板裂縫形式如下：

（1）對于地下室車庫頂板，裂縫通常出現(xiàn)在頂板跨中部位，裂縫較長并以非貫通裂縫為主，部分肉眼可見，裂長度約為0.5m-2.5m，如圖1 所示。（2）主樓大開間、大進深樓板，如客廳等部位，在板底跨中部出現(xiàn)沿開間方向較長的貫通裂縫，如圖2 所示。（3）主樓臥室等房間的墻板交界部位通常出現(xiàn)不均勻的樹狀裂縫，寬度通常為0.1mm-0.3mm，如圖3 所示。（4）板內(nèi)埋設(shè)線管處通常出現(xiàn)沿線管走向分布的裂縫。裂縫通常寬度較大，且貫通樓板。

2 裂縫原因分析

為判明裂縫出現(xiàn)的原因，結(jié)合工程中實際出現(xiàn)的狀況，施工單位對施工材料，施工工藝以及設(shè)計及管理等方面進行了細致分析。

2.1 施工材料及工藝因素

根據(jù)現(xiàn)場技術(shù)人員對施工過程的記錄, 混凝土原材料的檢測及對施工人員的調(diào)查, 發(fā)現(xiàn)以下若干問題。

圖1 地下車庫頂板裂縫

圖2 主樓客廳裂縫

圖3 板墻交界部位裂縫

（1）混凝土坍落度控制有偏差，混凝土配合比設(shè)計不合理，水灰比過大，摻加的粉煤灰過多。混凝土的水灰比過大，通常導致混凝土在拌合過程中產(chǎn)生離析以及泌水現(xiàn)象，影響混凝土質(zhì)量，而粉煤灰等礦物摻合料的摻量過高，容易降低混凝土早期強度，造成混凝土抗拉強度達不到設(shè)計要求。（2）混凝土養(yǎng)護不到位，早期表面干燥或混凝土內(nèi)外溫差較大而產(chǎn)生裂縫。混凝土澆筑后，未及時澆水養(yǎng)護，或養(yǎng)護時間未達標，也未采取其他有效措施，導致混凝土表面失水速度過快，混凝土表面的失水速率超過其內(nèi)部水分蒸發(fā)速率，引起混凝土的塑性收縮以及干燥收縮現(xiàn)象，造成了混凝土早期裂縫的產(chǎn)生[1-6]。（3）冬季施工也是裂縫產(chǎn)生的一大原因，冬季施工期間，混凝土澆筑過程中，由于材料內(nèi)部發(fā)生水化作用，產(chǎn)生水化熱，導致溫度升高，而混凝土外部環(huán)境氣溫低，溫度下降過快，導致混凝土內(nèi)外溫差較大，收縮速率相差較高，從而引起溫度裂縫。（4）機制砂的使用也會造成混凝土裂縫的產(chǎn)生，目前，由于天然砂資源愈發(fā)減少，采用機制砂代替天然河砂的現(xiàn)象也愈發(fā)普遍。機制砂相比河砂雖然含泥量相對較低，但其含有的石粉對混凝土材料的性能存在一定影響。研究表明隨著機制砂含量的增加，導致石粉過多，劣化了混凝土中的孔隙結(jié)構(gòu)，降低了混凝土的密實度，導致混凝土強度降低。同時，過多的石粉在混凝土內(nèi)部處于游離狀態(tài)，其存在于骨料和水化產(chǎn)物的過度界面會導致骨料和水化產(chǎn)物的粘結(jié)性能降低，造成混凝土強度下降[7]。（5）板墻交界位置混凝土標號不同，分開澆筑時，振搗工未對該部位充分振搗；另外交界位置不同標號混凝土存在澆筑時間間隙過長現(xiàn)象。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，高層建筑結(jié)構(gòu)橫向和豎向構(gòu)件節(jié)點設(shè)計比較復雜，根據(jù)荷載組合及內(nèi)力設(shè)計要求，同一樓層的豎向結(jié)構(gòu)柱、墻混凝土強度等級要高于水平結(jié)構(gòu)梁板。而高強混凝土的水泥用量多，產(chǎn)生的水化熱高，從而導致高低強度的混凝土的收縮性能有較大差異，造成在交界處易產(chǎn)生收縮裂縫。

2.2 設(shè)計及施工管理因素

（1）為節(jié)省工期，加之模板配備數(shù)量不足，出現(xiàn)非預期的早拆模現(xiàn)象。而拆模后混凝土強度未達到規(guī)范要求，導致樓板撓曲增大，引起裂縫。（2）施工澆筑混凝土時未采取一定防護措施，施工人員直接在鋼筋上踩踏，導致板內(nèi)負筋下陷，板負筋的保護層過厚，樓板有效高度h0減小，鋼筋應(yīng)力得不到發(fā)揮而使樓板開裂[8]。（3）施工過程中操作不規(guī)范導致混凝土保護層厚度不足同樣會引起混凝土樓板開裂。相關(guān)研究表明[9]：混凝土保護層厚度的增加對混凝土銹脹力的影響十分顯著，銹脹力是鋼筋發(fā)生銹蝕后接觸面混凝土對其產(chǎn)生的法向應(yīng)力，隨著鋼筋銹蝕程度加深,銹脹力越來越大。而混凝土保護層厚度的增加能夠提高銹脹力的峰值力，并延后其峰值出現(xiàn)的時間。（4）住宅客廳的開間與進深導致樓板跨度較大，整體樓板鋼筋含量低，澆筑完成后荷載過早施加導致混凝土裂縫產(chǎn)生。同時，全現(xiàn)澆混凝土板整體較長，結(jié)構(gòu)整體澆筑時陰角為受力薄弱部位，極易產(chǎn)生裂縫。

圖4 管控裂縫的施工措施

3 控制現(xiàn)澆樓板裂縫的有效措施

基于現(xiàn)澆樓板裂縫的存在形式以及針對其在施工材料及工藝、設(shè)計及管理因素等方面影響混凝土裂縫產(chǎn)生的分析結(jié)果，分別從施工和管理等角度提出控制樓板裂縫的有效措施。

3.1 施工方面

（1）與商品混凝土供應(yīng)商溝通，依據(jù)原材料的變化，調(diào)整混凝土配合比，控制混凝土水灰比及粉煤灰用量，粉煤灰的質(zhì)量需滿足要求，檢測混凝土入模的坍落度。現(xiàn)場嚴禁私自加水。（2）確保模板、支撐架體、U托等材料符合技術(shù)要求，立桿間距等結(jié)構(gòu)計算滿足規(guī)范要求；合理掌握拆模時間，拆模必須要有拆模令，拆模試塊送檢合格，嚴禁早拆；嚴格按結(jié)構(gòu)設(shè)計意圖完成鋼筋、預埋、預留等現(xiàn)場操作，做好相關(guān)工序的處理以及成品保護；加強養(yǎng)護措施，嚴格執(zhí)行養(yǎng)護要求。（3）板面線管集中部位增加雙層鋼絲網(wǎng)片；洞口部分開裂即確保附加筋不缺少，并注意隨時灑水養(yǎng)護。（4）建造過程中需在樓面堆載時，控制起吊和落吊速度，減少對樓板的沖力。（5）正確掌握混凝土補償收縮技術(shù)的運用方法。對膨脹劑應(yīng)充分考慮到不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效果，應(yīng)通過大量的試驗數(shù)據(jù)確定膨脹劑的最佳摻量。

圖4 顯示的是通過以上施工措施管控裂縫的具體操作。

3.2 管理方面

（1）頂板堆載嚴格按堆載方案控制，堆放點根據(jù)計算設(shè)置限載標識牌；頂板行車路線進行標識，非通行路線嚴禁通行。（2）嚴格控制混凝土澆筑和振搗質(zhì)量，混凝土的振搗需均勻，不得出現(xiàn)漏振和過振現(xiàn)象；對于不同強度等級混凝土澆筑時嚴格控制時間差和塌落度。（3）板墻交界等關(guān)鍵位置混凝土澆筑加強旁站執(zhí)行力，確保澆筑質(zhì)量；加強頂板養(yǎng)護措施及養(yǎng)護記錄落實；控制上層樓板施工時間和堆放荷載大小，不得過早拆除樓板支撐。（4）合理分配施工人員，盡量減少每道工序的施工時間，且應(yīng)采用草袋包裹對輸送泵管進行保溫；冬季施工時室內(nèi)需要提供供暖設(shè)施，進行室內(nèi)門窗封閉，保證風滲透不進室內(nèi)，保證室內(nèi)溫度達到10℃以上。

4 結(jié)論

通過工程調(diào)研和整理分析可以得出結(jié)論，作為工程中最為常見的樓板裂縫問題通常是不可避免的，且造成樓板開裂的原因也并非某單一因素，而是多種因素共同作用導致的。集中體現(xiàn)在工程材料質(zhì)量是否達標、施工工藝是否符合規(guī)范要求、構(gòu)造設(shè)計是否合理以及現(xiàn)場管理是否規(guī)范等。同時針對不同地域、不同季節(jié)以及不同結(jié)構(gòu)形式的建筑工程，影響裂縫開展的因素也不盡相同。因此，為了有效防止裂縫的產(chǎn)生，同時避免裂縫問題的進一步劣化，需針對所進行的建設(shè)項目特點，通過查詢相關(guān)文獻并借鑒類似建設(shè)項目出現(xiàn)的裂縫問題，相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)工程的具體設(shè)計、施工及材料，尋找出引起裂縫的主次原因，改善設(shè)計和完善施工工藝，避免裂縫產(chǎn)生。