框架結構大跨度現澆樓板不均勻裂縫的類型及控制措施

張 兵 白 宇 徐錫剛 張添龍 張利猛

隨著現代建筑技術的不斷發展，框架結構在大跨度建筑中的應用越來越廣泛。但是，框架結構大跨度現澆樓板經常會出現不均勻裂縫，不僅影響了建筑物的美觀，還可能對其結構安全性和穩定性產生不利影響。因此，研究框架結構大跨度現澆樓板不均勻裂縫的控制措施具有重要的意義。本文結合實際工程案例，主要分析了框架結構大跨度現澆樓板不均勻裂縫的控制措施。

1 框架結構大跨度現澆樓板不均勻裂縫的類型

1.1 混凝土收縮裂縫

混凝土收縮裂縫的產生主要是由于混凝土在凝固和干燥過程中發生體積變化而導致。當水泥與水發生反應形成硬化水泥石后，混凝土開始固化，在這個過程中水分會逐漸蒸發。由于水分蒸發，混凝土的體積會縮小，從而產生收縮應力。如果這種收縮受到限制，就會導致混凝土產生內部的拉應力，最終產生裂縫。

混凝土的收縮主要與以下4 個因素有關：第1，水分蒸發。混凝土中的水分在凝固后會逐漸蒸發，這會導致混凝土體積縮小。水的蒸發速度取決于環境條件，如溫度、濕度和風速。高溫和低濕度環境，以及強風會加速水分的蒸發，增加混凝土的收縮程度。第2，水膠比。水膠比是指混凝土中水的用量與水泥膠凝物質的用量之比。較高的水膠比會導致混凝土中的水分含量較高，從而增加混凝土的收縮變形。因此，適當控制水膠比可減少混凝土的收縮裂縫產生。第3，粉砂比。粉砂比是指混凝土中水泥的用量與細集料的用量之比。較低的粉砂比會使混凝土中的顆粒填充較好，減少了水泥漿液的運移，從而減小了收縮變形。第4，溫度變化。溫度變化也是影響混凝土收縮裂縫的重要因素。混凝土凝固和干燥過程中的溫度變化會導致混凝土體積的發生變化。高溫和干燥環境會加速混凝土中水分的蒸發，使得收縮的程度更明顯[1]。

1.2 溫度應力裂縫

溫度應力裂縫是混凝土結構中常見的裂縫類型之一，其成因主要與混凝土內部溫度變化以及熱脹冷縮引起的應力有關。

首先，混凝土的熱脹冷縮是由溫度變化引起的。在混凝土結構中，當外界溫度發生變化時，混凝土也會跟隨溫度變化而膨脹或收縮。具體而言，當溫度升高時，混凝土會膨脹；當溫度降低時，混凝土則會收縮。這種熱脹冷縮會導致混凝土內部產生應力。其次，混凝土的熱脹冷縮引起的應力可以分為自由收縮和受限收縮。自由收縮是指混凝土在沒有任何約束下的收縮，而受限收縮則是指混凝土在受到約束或限制的情況下的收縮。自由收縮主要受混凝土配合比、水膠比、水泥類型等因素的影響，而受限收縮則受到結構約束和約束條件的影響。最后，當混凝土的熱脹冷縮引起的應力超過其抗拉強度時，就會產生溫度應力裂縫。這是因為混凝土的抗拉強度較低，相對于其抗壓強度而言較為脆弱。在溫度變化引起的應力作用下，混凝土容易發生拉伸破壞，從而形成裂縫。

1.3 施工不當裂縫

施工不當裂縫是當前建筑物施工中常見的問題之一，如模板支撐不牢固、混凝土澆筑不均勻、鋼筋定位不準確等因素，均會導致現澆樓板產生裂縫。這些裂縫不僅會影響建筑物的外觀，還可能對建筑物的結構和安全產生負面影響。

首先，模板支撐不牢固是導致施工裂縫的主要原因之一。在施工過程中，模板是混凝土澆筑的重要支撐，如果模板支撐不牢固，就會導致樓板產生裂縫。因此，施工時必須確保模板支撐牢固，以保證混凝土澆筑的質量和安全。其次，混凝土澆筑不均勻也是導致施工裂縫的重要原因。在施工過程中，混凝土的澆筑必須均勻，如果澆筑不均勻，就會導致樓板產生裂縫。因此，施工時必須控制好混凝土的澆筑速度和澆筑量，以保證混凝土澆筑的質量和安全性。最后，鋼筋定位不準確也是導致施工裂縫的原因之一。在施工過程中，鋼筋是混凝土結構的重要組成部分，如果鋼筋定位不準確，就會導致樓板產生裂縫。因此，施工時必須確保鋼筋定位準確，以保證混凝土結構的質量和安全性[2]。

2 框架結構大跨度現澆樓板不均勻裂縫的控制措施

2.1 優化混凝土配合比

優化混凝土配合比是確保建筑物質量和延長建筑物使用壽命的重要手段之一。混凝土作為建筑物的基本材料，配合比對建筑物的質量和壽命有著至關重要的影響。施工過程中，必須嚴格控制混凝土的配合比，以減少裂縫的產生，提高混凝土的強度和硬度，增加建筑物的使用年限。

優化混凝土配合比可以通過以下措施實現：第1，可以降低水灰比，即減少水的用量。水灰比是混凝土中水和水泥的比例，如果水灰比過高，會導致混凝土的收縮性增加，從而容易產生裂縫。因此，降低水灰比可以有效降低混凝土的收縮性和溫升速度，從而減少裂縫的產生。第2，可以減少水泥的用量。水泥是混凝土中的主要膠凝材料，但是過多的水泥用量會導致混凝土的收縮性增加，從而產生裂縫。因此，減少水泥用量可以降低混凝土的收縮性和溫升速度，從而減少裂縫的產生。第3，可以增加石子用量。石子是混凝土中的骨料，增加石子用量可以增加混凝土的密度和強度，從而減少裂縫的產生。同時，增加石子用量還可以降低混凝土的溫升速度，從而減少裂縫的產生。

除了以上措施，還有其他可行的措施，如添加外加劑、改變混凝土的配合比等。這些措施都可在不同程度上降低混凝土的收縮性和溫升速度，從而減少裂縫的產生。需要注意的是，優化混凝土配合比需要嚴格控制各種原材料的用量，需要考慮混凝土的季節性變化和氣候影響，需要定期檢測混凝土的質量，并采取相應的調整措施。只有這樣，才能確保混凝土配合比的合理性和有效性，從而延長建筑物的使用壽命[3]。

總之，優化混凝土配合比是減少裂縫的重要手段，可以提高混凝土的強度和硬度，增加建筑物的使用年限。需要在設計和施工過程中綜合考慮各種因素，確保混凝土配合比的合理性和有效性。

2.2 設置抗裂鋼筋

在現澆樓板中設置抗裂鋼筋是一項重要的措施，能夠有效提高混凝土的抗裂能力。抗裂鋼筋應采用小直徑、小間距的方式布置，最大程度限制混凝土的裂紋擴展，如圖1 所示。

圖1 抗裂鋼筋結構（來源：網絡）

在設計抗裂鋼筋時，需要遵循的基本原則為：首先，一般采用直徑為12 或14 mm 的鋼筋，這樣能夠更好地適應混凝土的收縮和膨脹。其次，抗裂鋼筋的間距應該選擇較小的值，一般控制在100 ～150 mm，這樣能夠保證在樓板跨度較大時，有足夠的鋼筋來限制混凝土的裂紋擴展。

在施工過程中，設置抗裂鋼筋需要注意以下3 點：

1）確定抗裂鋼筋的型號、數量和位置，根據樓板的跨度和設計要求進行確定；

2）抗裂鋼筋應該布置在樓板的上下表面，并且應該穿過中間的受力筋，以保證其能夠充分發揮限制混凝土裂紋擴展的作用；

3）施工過程中需要注意保護抗裂鋼筋，避免其受到損壞或污染。設置抗裂鋼筋后，需要評估混凝土的抗裂能力。通過評估可以確定抗裂鋼筋的設置是否符合設計要求，并且可以判斷其是否能夠有效提高混凝土的抗裂能力。

在實際應用中，針對不同的工程，應該選擇合適的抗裂鋼筋和合理的施工程序。抗裂鋼筋的直徑和間距應該根據樓板的跨度和設計要求進行選擇，施工程序應該根據工程的實際情況進行安排，以確保抗裂鋼筋的設置能夠達到最佳效果。

總之，在現澆樓板中設置抗裂鋼筋是一項非常重要的措施，可以有效提高混凝土的抗裂能力。通過合理的設計和施工，可以保證抗裂鋼筋的設置達到最佳效果。

2.3 加強養護

加強養護是施工過程中非常重要的措施。為了有效降低混凝土的溫度變化和收縮速度，減少產生裂縫，需要采取以下3 項措施來加強混凝土的養護：

1）保證混凝土表面干燥。在混凝土澆筑完成后，應避免將其暴露在潮濕環境中，以免影響其正常硬化。同時，在養護期間，應采取覆蓋、灑水等措施，保持混凝土表面濕潤。這樣可以有效降低混凝土的溫度變化和收縮速度，減少裂縫的產生。

2）定期進行混凝土表面的清洗和噴淋，可以有效清除表面的灰塵和雜物，保持混凝土表面的清潔和濕潤。同時，對于已經出現裂縫的部位，應及時進行修補，并在修補后進行密封處理，避免裂縫進一步擴展。此外，在施工過程中，還應盡量避免混凝土受到過多的震動和撞擊。這可以減少混凝土的收縮和溫度變化，從而減少裂縫的產生。同時，養護期間應嚴格控制混凝土的澆筑和振動，以免影響其正常硬化。

3）定期進行檢查和記錄。在養護期間，應定期檢查混凝土的狀態和性能，并記錄相關數據。根據情況進行分析和處理，以便及時發現和解決問題，避免裂縫的產生和擴展[4]。

總之，對凝土的養護非常重要，通過保證混凝土表面干燥、定期進行清洗和噴淋、避免過多的震動和撞擊、嚴格控制澆筑和振動以及定期檢查和記錄等措施，可以有效地降低混凝土的溫度變化和收縮速度，減少裂縫的產生，提高混凝土的性能和壽命[5]。

2.4 提高施工水平

在施工過程中，必須確保模板支撐的牢固性和混凝土澆筑的均勻性，以減少裂縫的產生。提高施工水平是保障建筑工程質量的關鍵因素之一，應從以下3 個方面著手：

1）良好的模板支撐是提高施工水平的基礎。模板支撐的牢固性對于保證混凝土澆筑的平整度和減少裂縫的產生至關重要。在施工過程中，應選用合適的材料和設備，如高質量的膠合板和規范的支撐體系，以確保模板支撐牢固。此外，合理的模板支撐布局和規范的安裝程序也能有效地減少裂縫的產生。

2）確保混凝土澆筑的均勻性是提高施工水平的關鍵。混凝土的配合比和澆筑方法對裂縫的產生有重要影響。在混凝土配合比設計中，應合理調整水灰比和水泥用量，以保證混凝土的強度和均勻性。同時，在混凝土澆筑過程中，應遵循規范的施工順序和澆筑厚度，確保混凝土均勻分布。此外，合理的振搗方法和時機也能有效地減少裂縫的產生。

3）規范施工工序和標準可以確保施工過程的穩定性和一致性，提高施工效率和質量。加強現場監測和管理，及時發現問題并采取有效措施處理，可以有效地減少裂縫的產生[6]。

總之，提高施工水平是減少裂縫的關鍵。在施工過程中，應確保模板支撐牢固、混凝土澆筑均勻，避免因施工問題導致現澆樓板產生裂縫。通過引入新型施工技術、加強與建設單位、監理單位的溝通與合作，以及積極推廣綠色環保施工技術，可以進一步提高施工水平，從而保障建筑工程的質量和安全性[7-8]。

3 案例分析

華為吉林區域總部，位于吉林省長春市南關區盛世大路以南，新明街以西，總建筑面積約6.395 萬m2，其中地上建筑面積4.252 萬m2，地下建筑面積2.143 萬 m2。項目總占地面積約3.3 萬m2，共計7 棟單體，包括4棟高層、1 棟一層地下車庫和2 棟一層門衛。總投資約3.3 億元，項目建成投產使用將成為立足吉林省長春市，輻射東北區域開展5G、人工智能、智能網聯汽車、光電、化學等領域的研發工作，著力打造東北區域最大的研發中心。該建筑工程采用框架結構建設，為確保建設工程的質量，減少裂縫問題，通過優化混凝土配合比、設置抗裂鋼筋、加強養護等方式，有效避免了現澆樓板裂縫問題的發生[9-10]。控制措施及對應的裂縫減少比例情況如表1 所示。

表1 控制措施及對應的裂縫減少比例情況單位：%

4 結語

提高施工水平是減少裂縫的關鍵。施工前要制訂詳細的施工方案，確保模板支撐牢固、混凝土澆筑均勻，并控制混凝土漿液流速。此外，還需要從混凝土配合比、抗裂鋼筋設置、養護和施工等多個方面進行綜合管理，以有效地減少裂縫的產生，提高工程質量和使用壽命。只有通過科學合理的施工措施和嚴格的質量管理，才能實現框架結構大跨度現澆樓板裂縫的有效控制，保證工程的安全性。