工業地坪混凝土裂縫成因分析及控制

黃文嘉

摘要：在一些需嚴格控制地坪沉降、裂縫的項目設計時，混凝土結構地坪常成為不錯的選擇。混凝土結構地坪的設計需特別關注地坪裂縫的出現，本文重點從設計角度分析混凝土結構地坪裂縫出現的原因及相關控制措施，供各位設計人員參考。

關鍵詞：工業地坪;混凝土裂縫;拉應力

1概述

在進行工業項目設計時，地坪設計是需要重點關注的內容，尤其一些外資項目業主方常對地坪設計提出更高的要求，希望嚴格控制混凝土地坪的設計及施工質量，盡可能避免不均勻沉降、地坪開裂等問題。結構地坪因地坪剛度承載力可控、施工技術成熟、質量可靠成為不錯的選擇。在進行混凝土結構地坪設計時施工時，地坪裂縫的控制尤為關鍵，也是難點之一。本文從混凝土地坪裂縫成因分析入手，深入探討地坪裂縫的控制措施。

2工業地坪混凝土裂縫成因分析

混凝土結構地坪出現裂縫的原因有很多種，其最根本的原因是混凝土變形過程中所承受的拉應力超出了混凝土的抗拉強度，混凝土被拉裂，進而導致裂縫的產生[1]。在實際項目中發現，混凝土結構地坪出現裂縫的原因主要有以下幾種：a）由混凝土收縮及溫度變化導致的裂縫，這種裂縫也是結構地坪常見原因。地坪混凝土澆筑過程中，因地坪板厚度較大，在混凝土早起澆筑時會產生大量的水化熱，由于混凝土自身性質的不均勻性，大量的水化熱在內部聚集不易散發，進而導致混凝土內部溫度的升高、且大于地坪板外部的溫度，內外之間的溫度差導致溫度應力的出現，在混凝土凝固初期產生的溫度應力大于混凝土自身抗拉強度時，就導致混凝土地坪板被拉裂。混凝土收縮的裂縫主要有干燥性收縮和塑性收縮兩種。混凝土在凝結硬化過程中，由于內部水分的不斷蒸發，引起混凝土地坪板產生干燥性收縮變形。混凝土硬化過程后期，由于內部泌水的減少且蒸發掉的水分得不到及時補充，此時混凝土處于塑性臨界狀態，一點點的外部拉力就會導致裂縫的出現，而裂縫的產生會導致水分蒸發加快、裂縫也會進一步擴展。b）地坪實際承受的荷載超出原設計限值，導致結構出現因受力引起的裂縫;混凝土結構地坪設計時，實際允許承受的荷載大小已經是確定的。部分業主在確定荷載時，由于考慮并不充分或者對荷載情況認識不足，提供的荷載數據偏小，在使用時存在地坪超載的情況。如某項目在進行廠房設計時，業主要求一層結構地坪能允許3T的叉車正常運行，正常使用時地坪完好、未出現裂縫;后期業主因生產工藝調整，生產線升級后需要使用5T叉車，在未經過設計復核的情況下就批準5T的叉車在地坪上工作，后期發現混凝土地坪出現多處不規則的裂縫。c）混凝土地坪結構構造的不均勻性導致的裂縫。工業地坪經常會設置各種各項的設備基礎，一些設備基礎采用與現有地坪完全脫開的方案，也有采用與現有地坪連在一起的方案。無論何種方案，在設備基礎平面轉折處就會有各種“陰陽角”，設備基坑、地溝、排水坑等處也會出現應力集中，這些部位常由于設計不夠重視，未配置防裂鋼筋，混凝土收縮時導致地坪裂縫的出現。

3工業地坪混凝土裂縫控制措施

針對工業混凝土結構地坪裂縫出現的特點，常規需從以下幾個方面考慮控制措施：

3.1選擇合適的材料、注重養護

在進行混凝土結構地坪設計時，由于混凝土地坪厚度一般較大，伸縮縫區格面積較大，強度等級高的混凝土水化熱和收縮量都相對較大，體積穩定性差，宜選用強度等級較低的混凝土，常規建議采用強度等級為C25～C35混凝土在選擇混凝土材料時，在不影響水泥活性的前提下，可適當降低水泥的細度并降低用量，并摻加適量粉煤灰可減少水泥用量，從而達到降低水化熱的目的。為了提高水泥的水化率，有效的增大澆筑混凝土的流動性，以達到減少水化熱、降低溫度應力的目的，混凝土配合比設計時可添加適量的減水劑。粗骨料可選用級配良好、質量優異、粒徑相對較大的骨料;細骨料可選用平均粒徑相對較大的中粗砂，嚴格控制其中的含泥量，進而減輕混凝土干縮性變形[2]。混凝土澆筑以后，需要注重混凝土的養護工作，地坪板表面可覆蓋一層薄膜或者草席，指派專人進行澆水養護，以降混凝土表面水分的蒸發，及時補充混凝土硬化過程中的需要的水分。

3.2合理確定結構地坪板荷載

在進行混凝土結構地坪板設計時，需要向業主明確說明結構地坪板與傳統建筑地坪板的區別，使業主從根本上認識超出地坪荷載的嚴重性。加強與業主方前期的溝通，特別是使用方技術人員的溝通，明確正常使用期間地坪上荷載的種類、數量、大小及使用頻率，并了解后期升級改造的可能性及可能引起地坪荷載變化，從專業角度、經濟又合理的協助幫助業主確定地坪使用荷載大小。

3.3重視混凝土后澆帶、伸縮縫的設置

在混凝土凝結硬化過程中，會不可避免的產生收縮和溫度變化，為此需要合理的設置后澆帶或者伸縮縫。對于要求地坪完整、不允許設置伸縮縫的地坪，可設置混凝土后澆帶或者膨脹加強帶[3]。對于允許設置伸縮縫的結構地坪，伸縮縫間距控制可參考《混凝土結構設計規范》第8.1.1條規定，控制間距為

30～50m之間，建議按30m控制。伸縮縫和后澆帶的設置同時需要考慮現場實際混凝土澆筑情況，避免混凝土伸縮縫區格過大，導致混凝土地坪不能連續澆筑，進而出現混凝土施工縫，影響地坪美觀且帶來開裂風險。

3.4構造措施進行加強

對于設備基礎與現有地坪整體連接、未完全脫開的方案，地坪板需設置有效的放坡面，以便地坪板厚度圓滑過渡;若設備基礎均攤荷載大于周邊結構地坪板，設備基礎下方可單獨設置基礎或者基礎加強，避免基礎與地坪交界面被拉斷。對于設備基礎與現有地坪完全脫開的方案，若設備基礎與地坪的均布荷載相差較大，地坪與設備基礎之前可設置單獨的伸縮縫或者沉降縫，縫內填筑柔性材料，使兩者的混凝土板可以自由伸縮變形。對于結構地坪上部的各種“陰陽角”、設備基坑、地溝、排水溝周邊的轉角角，容易出現沿轉角部位45度延伸的裂縫，可在此處設置地坪板上部設置防裂鋼筋網片，或者設置垂直裂縫開展方向的、均勻布置的鋼筋，以抵抗此處的集中應力。

4結語

工業混凝土結構地坪設計的好壞，不僅會影響地坪的美觀，同時也會影響結構地坪的受力、耐久性等。地坪設計需要充分認清裂縫出現的原因，選擇合適的材料、注重養護，合理確定結構地坪板荷載、避免超載使用，重視混凝土后澆帶、伸縮縫的設置，進行構造措施地坪板加強，以求盡可能的減少地坪開裂風險。

參考文獻

[1]JGJ.T317-2014《建筑工程裂縫防治技術規程》[S].

[2]阮建鑫，工業廠房混凝土地坪裂縫控制的探討[J]，山西建筑，2009（35）：33

[3]王振國，大型工業廠房地坪裂縫整體解決方案[J]，工程建設與設計，2018-0006-05