高層建筑樓板混凝土的裂縫控制及處理研究

黃建偉，王寧龍，祁國超

（中國建筑第二工程局有限公司，北京100071）

1 引言

裂縫是影響高層建筑混凝土樓板質量的重要因素之一。傳統的施工方法暴露出諸多局限， 使得樓板混凝土裂縫問題格外突出。 本文基于某工程案例，圍繞樓板混凝土裂縫問題，從控制和處理兩個維度著手提出了相應的建議， 旨在為相關研究人員提供參考。

2 工程概況

某高層建筑位于某城市核心金融圈內，項目占地共56 hm2，建筑面積在4.2 萬m2左右， 地上和地下分別為2.6 萬m2和1.6 萬m2， 項目總共包括兩棟高層建筑以及相應的配套設施。辦公塔樓總共69 層，高度為320 m，頂層為直升機停機坪，酒店塔樓的層高為172 m， 共40 層， 其作為一個大型綜合商業體，集辦公和商業于一身。 廣場采用的是鋼框混凝土核心筒結構，外框使用的是抗側力體系。 鋼筋混凝土核心筒結構相對較小，而外圍抗彎框架面積較大，普通樓層的高度是4.5 m。 普通樓層所使用的為鋼結構組合樓板， 在加強層使用鋼筋桁架模板組合結構，厚度在155 mm 左右。

3 高層建筑樓板混凝土的裂縫控制及處理措施

3.1 裂縫情況

該高層建筑核心筒結構施工已經進展到39 層，通過全方位的檢查發現外框樓板的位置出現了多個裂縫，在深度、寬度以及長度方面均存在一定的差異性， 經過工作人員的實地觀測，發現裂縫最寬和最長分別達到了0.5 mm 和8 m，部分樓板存在一定的寬裂縫，并且處在持續擴大的過程中。

本項目通過鉆芯取樣法的應用獲得了14 組裂縫的實際情況，其中，高度在80 mm 以上的共有6 個，可以對其展開切割加工工作，使其以芯樣試件的方式呈現出來，剩下的8 個芯樣則鉆到鋼筋上，芯樣的高度在75 mm 以下，無法通過使其轉化成芯樣試件對其抗壓強度實時監測。

結合實際情況來看， 本工程中所產生的混凝土裂縫并不會在極大程度上影響建筑物的安全性， 混凝土樓板厚度設計值是125 mm，但存在部分樓板的實際厚度嚴重不足，與此同時，鋼筋保護層厚度為15 mm，理想狀況下，鋼筋保護層厚度合格率需要高于90%，但根據最終的檢測結果來看，混凝土樓板保護層厚度的合格率始終維持在4%左右。因為7 層的混凝土裂縫更少，所以，與其他層相比，其模板剛度要更好，具體應當加強對鋼承板的合理選用， 確保所選鋼承板的厚度在75 mm以上， 在必要的情況下可以適當提高樓板整體剛度。 除此以外，針對分布鋼筋和負彎矩鋼筋，應當盡可能選擇HRB335 以上的鋼筋。 在對裂縫展開修補工作的過程中，需要將重點放在防漏水處理方面， 在此過程中也應當優先選擇成熟的玻璃纖維黏結技術實施修復[1]。

3.2 影響因素

樓板混凝土在開展澆搗施工的過程中有接駁管的要求，管本身具有一定的自重，在澆搗過程中會產生一定的振動，這些均會對樓板面層鋼筋造成一定的壓迫，使鋼筋被壓低，若沒有第一時間采取相應的修復措施， 久而久之便會導致部分樓板的保護層厚度過大，進而提高出現裂縫的概率。 排架支護措施是混凝土澆搗施工過程中至關重要的組成部分， 如果該措施不到位，便會加劇樓板自重對其造成的負面影響。 養護工作直接關系到裂縫的嚴重程度， 當溫度比較低時沒有妥善進行保溫養護，或者在溫度高時沒有進行灑水養護，便會增加出現裂縫問題的可能性。 在對樓板混凝土進行振搗的過程中，表面骨料的坍落同樣會造成裂縫問題。

3.3 控制措施

3.3.1 原材料控制

為了有效減少混凝土樓板裂縫的產生， 相關工作人員應當強化落實對原材料質量的控制，對于混凝土材料，其本身是一種混合型材料，若配合比不同，其在結構強度方面也會產生一定的差異。 在控制混凝土樓板原材料的過程中，工作人員需要注重對材料配合比的合理把控， 并結合實際要求適當使用外摻劑。 在此過程中， 應當綜合分析高層建筑的自然環境條件，確保其所選擇的材料配比可以充分適應當地的自然環境。北方環境條件過于干燥，水分蒸發速度較快，因此，可以適當增加水在混凝土材料中的比重， 以降低結構收縮裂縫產生的可能性，與此同時，還應當增加一定的聚丙烯纖維。 相關工作人員應當加大力度開展對材料進場的質量檢測和監督工作，在材料正式進入現場之前，需要妥善開展抽檢工作，從根本上杜絕以次充好的現象。

3.3.2 提高施工質量

提高施工質量是杜絕高層建筑混凝土樓板出現裂縫的主要手段之一。 首先，工作人員需要考慮各方面實際情況確定切實可行的混凝土樓板澆筑方案， 確保其能夠充分同高層建筑操作規范相適應。

針對多層房屋建筑而言，需要將伸縮縫（見圖1）的長度維持在50 m 范圍之內，如果超長量存在不足，應當重點使用后澆帶的作業形式，避免混凝土樓板出現收縮開裂的問題，為混凝土樓板整體穩定性的提升以及裂縫控制效果的提高創造良好的條件。 早在制訂施工方案的過程中，工作人員應當圍繞樓板設計著重考慮材料選擇、樓板厚度以及鋼筋構造等問題。

圖1 伸縮縫

其次，工作人員應當強化開展現場施工管理工作，主要可從以下兩方面著手：一方面，在正式開展澆筑施工之前，應當妥善處理好技術交底的各項事宜， 切實提高施工的規范性和有序性。 另一方面，在施工現場應當加大力度進行施工監督，以及時發現其中的問題，并第一時間采取相應的處理措施。

最后，工作人員應當加大養護工作力度，提高養護人員對養護工作的認識水平，避免養護工作流于形式，需要對不同項目混凝土樓板所呈現出的不同裂縫問題采取針對性的解決措施， 可以充分結合當地溫濕度條件對相應的養護手段進行選擇。 若是所在地區相對干燥，便應當開展灑水工作（見圖2），確保混凝土具有一定的濕潤性， 繼而對裂縫起到相應的預防作用[2]。

圖2 灑水養護

3.3.3 強化人員管理

人員是開展高層建筑施工和控制管理的重要主體，所以，強化人員管理可以在一定程度上對混凝土樓板裂縫起到一定的控制作用。 相關單位應當大力開展針對施工人員以及管理人員工作技能的培訓，并積極推動意識教育。 最關鍵的在于應當健全并完善人員管理制度， 形成完整可行的考核機制以及激勵機制，切實保障施工隊伍有較強的核心競爭力，這對于混凝土樓板裂縫控制效果的提升有重要意義。

3.4 處理措施

針對工程當前已經存在的裂縫， 可以采取以下幾種處理措施。

首先是表面修補法， 這一方法是當前應用最為廣泛的裂縫處理措施， 在因為承載力所產生的裂縫處理上有著較強的應用效果。 工作人員需要采用手工或者機械的形式在裂縫表面上涂抹相應的修補材料，創造出一個相對封閉的空間。 表面修補法的應用如圖3 所示。

圖3 表面修補法

其次則是填實密封法， 該方法主要是針對寬度處在0.1～0.2 mm 的裂縫，如果其深度不大，便可以采用手工的形式沿著裂縫的方向，鑿出一定的凹槽，槽的深度和寬度需要分別在15 mm 和10 mm 以上，形狀大多為矩形或三角形，將上面的松動石子、碎屑以及灰土清除干凈，在表面具有一定干燥性之后通過環氧膠泥的應用對其展開充填工作， 同時還要再利用纖維復合材料將其表面封閉。

再次，壓力灌漿法的應用可以有效緩解傳統方法的不足，盡可能消除以往針筒推漿和手壓泵漿所面臨的壓力不夠的問題。 高壓灌漿法所施加的高壓能夠促使修補漿液進一步深入裂縫當中，起到良好的黏合以及補強作用。 當裂縫的長度貫穿圈梁，或者寬度在0.2 mm 以上時，應當采用環氧液注漿的補強方式，用環氧膠泥封閉其表面。

最后，工作人員應當合理使用結構加固法，若是高層建筑混凝土樓板的裂縫對結構整體性產生了過大的影響， 便需要針對樓板展開靜載試驗， 對其本身的安全性和可靠性進行檢驗，在適當的情況下還要將相應的鋼筋網片加裝在樓板上，以起到提高樓板強度的作用，或者可以將碳纖維布粘貼于板面。因為對于本工程來說， 裂縫的存在并沒有對整體結構的安全性和穩定性造成極大的負面影響， 裂縫寬度基本上維持在0.3～1.0 mm，所以，本工程重點采用表面修補法、填實密封法和高壓灌漿法進行裂縫處理， 有效解決了高層建筑樓板混凝土縫隙及壓力不足問題[3]。

4 結語

近年來，我國城市建設中出現了越來越多的高層建筑，社會發展對于高層建筑的需求也逐漸增加。 結合當前各種實際案例來看，有關質量的投訴案件中，樓板混凝土裂縫是比較常見的問題之一。 因為我國北方地區溫差較大，常常會使用泵送混凝土的形式開展施工， 在極大程度上增加了現澆混凝土樓板中產生裂縫的可能性，所以，應當強化開展施工控制工作，并基于樓板混凝土裂縫的實際情況采取相應的處理措施，切實提高樓板的耐久性和承載力， 從根本上杜絕裂縫的產生和發展。