胡 華 吳志強(qiáng)

(江西廣播電視大學(xué)，江西南昌 330025)

目前，現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板已經(jīng)成為房屋建筑結(jié)構(gòu)的主要形式之一。長(zhǎng)期以來(lái)，由于對(duì)混凝土裂縫問(wèn)題認(rèn)識(shí)上的偏差，或重視程度不夠，混凝土樓板開(kāi)裂現(xiàn)象十分普遍，直接影響到房屋建筑的正常使用以及結(jié)構(gòu)安全性，這已經(jīng)成為房屋建筑工程施工迫切需要解決的質(zhì)量通病。因此分析現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫成因并提出預(yù)防處理措施，對(duì)于完善混凝土設(shè)計(jì)施工技術(shù)具有重要的意義。

1 混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 混凝土收縮的影響

混凝土作為由砂石集料、水泥以及水拌和而成的脆性材料，在施工完后隨著水分的大量蒸發(fā)，混凝土體積勢(shì)必隨之收縮產(chǎn)生變形。但是由于現(xiàn)澆混凝土樓板受到梁、柱、墻等周邊支座的約束力，并不能自由收縮變形。當(dāng)約束應(yīng)力超過(guò)混凝土的極限承受能力時(shí)，就會(huì)造成現(xiàn)澆混凝土樓板的開(kāi)裂。引起混凝土收縮主要有以下幾個(gè)因素:

1.1.1 水泥性能對(duì)混凝土收縮的影響

大量實(shí)驗(yàn)研究表明，水泥抗裂性能的降低導(dǎo)致混凝土收縮增大;由于追求高強(qiáng)度及早強(qiáng)，水泥的含堿量越來(lái)越高，水泥細(xì)度越來(lái)越細(xì)，C3S含量越來(lái)越高，這使水泥抗裂性能大幅度降低。

1.1.2 外加劑對(duì)混凝土收縮的影響

混凝土高效減水劑是泵送混凝土不可缺少的組成材料，而高效減水劑的性能直接影響到混凝土的收縮性能。一般高效減水劑的收縮率在115% ～135%之間，使得加入了更多的高效減水劑泵送混凝土比非泵送混凝土、現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土容易產(chǎn)生裂縫的原因。早強(qiáng)劑使混凝土水灰比減少，導(dǎo)致混凝土自收縮增大，早期收縮大大增加，混凝土早期抗拉強(qiáng)度增加不大，收縮與拉應(yīng)力也增大，而收縮與拉應(yīng)力成正比，混凝土又是脆性材料，結(jié)果混凝土被拉裂。

1.1.3 混凝土硬化前的收縮

根據(jù)試驗(yàn)研究硬化前收縮率比硬化的收縮率大10～30倍。澆筑樓板混凝土?xí)r，表面溫度高，水蒸發(fā)量大很快變干硬化，而內(nèi)部混凝土未硬化。在表面至內(nèi)部未硬化混凝土之間，存在三角化梯度層，這層制約了內(nèi)部混凝土繼續(xù)變形。由于未硬化混凝土變形快，在變形到一定程度，表層硬化就被拉裂。

1.2 建筑設(shè)計(jì)的影響

⑴現(xiàn)在混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)高，施工單位和建設(shè)單位又特別強(qiáng)調(diào)加快工程進(jìn)度，要求提高早期強(qiáng)度，特別喜歡用R型水泥和早強(qiáng)型外加劑，從而使混凝土早期水化快，水化熱發(fā)展快，凝結(jié)硬化也較快，1－3天的早期強(qiáng)度高，于是溫度的影響就凸現(xiàn)出來(lái)，裂縫也就越容易產(chǎn)生。

⑵現(xiàn)代建筑功能復(fù)雜，各種管線很多，為了建筑的美觀和功能使用的需要，幾乎絕大部分的管線都預(yù)埋在混凝土結(jié)構(gòu)中。預(yù)埋管線使結(jié)構(gòu)截面受到削弱，并且預(yù)埋管線四周的混凝土也不易振搗密實(shí)，混凝土容易產(chǎn)生缺陷，從而引起應(yīng)力集中，導(dǎo)致裂縫發(fā)生。特別當(dāng)預(yù)埋管線的直徑較大、樓板跨度也較大、并且管線敷設(shè)走向垂直于混凝土收縮和受拉方向時(shí)，就更容易發(fā)生樓面裂縫。

⑶現(xiàn)行設(shè)計(jì)理論偏重承載能力方面的計(jì)算，忽略混凝土收縮和溫差作用所引起的變形。房屋四周陽(yáng)角由于受縱、橫兩個(gè)方向的樓面梁約束，限制了樓板混凝土的自由變形，因此在溫差和混凝土收縮作用下，樓板在薄弱處首先開(kāi)裂，產(chǎn)生45度左右的斜裂縫。

1.3 建筑施工的影響

⑴從施工方面看，振搗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致漿體上浮，混凝土骨料下沉，使混凝土失水干燥后，毛細(xì)孔收縮引起裂縫;由于振搗時(shí)趕料的方式不對(duì)，造成的區(qū)域大量沉積漿體外流，出現(xiàn)了骨料富集區(qū)，而在漿體富集區(qū)則易產(chǎn)生混凝土收縮裂縫;澆注時(shí)間選擇不當(dāng)，在夏季和大風(fēng)季節(jié)施工更易開(kāi)裂;養(yǎng)護(hù)一直是施工單位最容易忽視的問(wèn)題，不良的養(yǎng)護(hù)制度極易使混凝土表面因溫度梯度過(guò)大而產(chǎn)生拉應(yīng)力開(kāi)裂。

⑵樓板上層鋼筋網(wǎng)未得到有效保護(hù)，各工種交叉作業(yè)，施工人員多，行走十分頻繁，樓板的上層鋼筋受到人工踩踏后易彎曲、變形、下墜、偏位。導(dǎo)致上層鋼筋的混凝土保護(hù)層過(guò)大，甚至根本缺失樓板的上層鋼筋。

⑶材料吊卸部位容易產(chǎn)生裂縫。目前在主體結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程中，普遍存在著質(zhì)量要求與工期要求之間的矛盾。一般主體結(jié)構(gòu)的樓層施工速度平均為5～7d左右一層。最快時(shí)候甚至不足5d一層，當(dāng)樓層混凝土澆注完畢后不足24h，就忙著進(jìn)行柱鋼筋綁扎、材料吊運(yùn)等施工活動(dòng)，樓板在強(qiáng)度不足的情況下受材料吊卸的沖擊震動(dòng)荷載和集中荷載的作用會(huì)引起裂縫，當(dāng)房屋開(kāi)間較大時(shí)此現(xiàn)象更為明顯。

⑷模板安裝質(zhì)量差及模板拆除時(shí)間過(guò)早也易產(chǎn)生裂縫。部分樓層，特別是層數(shù)較高的樓層，由于模板翻轉(zhuǎn)過(guò)多，再加上目前建筑市場(chǎng)上的模板質(zhì)量普遍較差，造成模板破損嚴(yán)重。施工方考慮到成本因素，仍將這些破損的模板安裝上去，以及部分工人工藝水平不夠，造成安裝完成后的模板拼縫較大，剛度不足，如此模板質(zhì)量澆搗后的混凝土缺陷較多。此外，拆模時(shí)間過(guò)早混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求，也易產(chǎn)生樓板裂縫。

⑸部分樓板面在澆搗混凝土?xí)r，平整度控制較差，再加上找平層施工時(shí)一次粉刷過(guò)厚，也容易產(chǎn)生裂縫。

1.4 地基沉陷、變形等原因

地基不均勻沉降也是造成樓板開(kāi)裂的一個(gè)原因。裂縫的大小、形狀、方向取決于地基變形的情況。地基變形造成的應(yīng)力較大，裂縫一般都是貫穿性的。特別是工期短、人工處理的地基更容易變形、沉陷。

1.5 外界溫度的影響

混凝土的溫度膨脹系數(shù)為1×10－5/℃，一般情況下隨氣溫變化產(chǎn)生的脹縮量，由于配置鋼筋增加了混凝土構(gòu)件的抵抗力，問(wèn)題不大。但對(duì)于狹長(zhǎng)的鋼筋混凝土樓板，由于外界溫度驟變，會(huì)引起體積脹縮。這種脹縮受到內(nèi)部鋼筋的約束，就可能使混凝土樓板發(fā)生裂縫。特別是大進(jìn)深房屋，為了獲得較好的采光效果，建筑師經(jīng)常采用凹口處理，削弱了混凝土樓板剛度，形成混凝土樓板瓶頸部位，在外界溫度作用下常常發(fā)生裂縫。同樣，樓梯間或衛(wèi)生間與樓板相接部位也會(huì)產(chǎn)生類似裂縫。

2 裂縫控制的技術(shù)措施

2.1 改善混凝土性能，加強(qiáng)對(duì)混凝土樓面的養(yǎng)護(hù)

首先應(yīng)控制原材料質(zhì)量，選用高效優(yōu)質(zhì)混凝土外摻劑、摻合料，改善混凝土的性能，減少混凝土的收縮。樓板混凝土宜采用旋窯廠生產(chǎn)的質(zhì)量合格的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥拌制，并控制摻合料的總摻量，粉煤灰或粉摻量不得大于水泥用量的15%，兩種合摻時(shí)不得大于水泥用量的20%。粉煤灰等級(jí)應(yīng)不低于Ⅱ級(jí)。施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)建立健全質(zhì)量控制體系，嚴(yán)格按配合比計(jì)量施工，嚴(yán)格控制商品混凝土的坍落度，以保證混凝土半成品質(zhì)量。

骨料的選擇也很關(guān)鍵，增大粗骨料的比例并保證粗骨料有良好的級(jí)配，減少骨料的孔隙率，增加骨料的密實(shí)度，可以減少膠結(jié)材料的數(shù)量、減少用水量，能降低水化熱和減少收縮，保證板面混凝土的整體性。實(shí)踐表明碎石骨料在攪拌混凝土前澆水濕潤(rùn)，可減少預(yù)拌混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中因碎石吸水而使混凝土坍落度損失。砂的粗細(xì)程度對(duì)于混凝土的強(qiáng)度有明顯影響，研究表明當(dāng)混凝土膠結(jié)材料總量、水灰比和摻合料品種數(shù)量一致時(shí)，砂細(xì)度模數(shù)越大，混凝土強(qiáng)度就越高，約可提高10%。根據(jù)混凝土強(qiáng)度選擇合理的砂率，在保證混凝土流動(dòng)性基礎(chǔ)上可減少用水量和水泥用量，降低水化熱提高混凝土的抗裂性能。

混凝土早期保濕養(yǎng)護(hù)是預(yù)防裂縫產(chǎn)生的重要措施，對(duì)其強(qiáng)度增長(zhǎng)和性能的保證也十分重要。早期的妥善養(yǎng)護(hù)，可以避免混凝土表面脫水，混凝土表面水分散發(fā)過(guò)快，導(dǎo)致收縮迅速;而混凝土內(nèi)部水分散失過(guò)慢，收縮也慢，此時(shí)混凝土強(qiáng)度低，不能承受較大的干縮應(yīng)力作用，如養(yǎng)護(hù)不及時(shí)會(huì)在混凝土硬化早期發(fā)生較大的干縮裂縫。待混凝土表面干縮后，對(duì)混凝土進(jìn)行二次抹平，消除混凝土表面的微小收縮，防止混凝土收縮出現(xiàn)裂痕，養(yǎng)護(hù)時(shí)用砂、麻袋覆蓋，效果較好。

2.2 設(shè)計(jì)方面的預(yù)防措施

由于結(jié)構(gòu)在約束狀態(tài)下，首先要有變形的余地。如結(jié)構(gòu)沒(méi)有條件滿足此要求，則必然產(chǎn)生約束應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就導(dǎo)致開(kāi)裂。因此在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)所處的具體時(shí)空條件對(duì)預(yù)防混凝土開(kāi)裂的方法加以靈活的應(yīng)用，如從結(jié)構(gòu)形式的選擇方面(微動(dòng)、設(shè)縫措施等)及材料性能方面(提高抗拉強(qiáng)度、變形能力和韌性等)采取綜合措施，即遵循“抗與放”的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，來(lái)防止裂縫的產(chǎn)生。具體設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮建筑物長(zhǎng)度因素，如建筑物長(zhǎng)度較長(zhǎng)，但又在規(guī)范規(guī)定不需要設(shè)置變形縫的范圍內(nèi)，可考慮留置后澆帶;盡量采取規(guī)則的結(jié)構(gòu)形狀和平面布局，避免結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生應(yīng)力集中;對(duì)某些可能出現(xiàn)溫度和收縮應(yīng)力集中的盡量采用小直徑、密間距分布鋼筋(直徑8～14mm、間距100～150mm較為適宜);加強(qiáng)構(gòu)造配筋，板頂部的受壓區(qū)連續(xù)配筋，板的陽(yáng)角、陰角配置放射筋。

2.3 施工過(guò)程中的控制措施

⑴現(xiàn)澆混凝土樓板澆筑前應(yīng)將基層和模板澆水濕透，但不得有明水存在。其次是振搗問(wèn)題，使用插入式振動(dòng)器要求做到快插慢拔，插點(diǎn)要均勻排列，逐點(diǎn)移動(dòng)，按順序進(jìn)行，不得遺漏，做到均勻振實(shí)。樓板澆筑的虛鋪厚度應(yīng)略大于板厚，用平板振動(dòng)器垂直澆筑方向來(lái)進(jìn)行振搗。水平和垂直方向各一遍，每次振搗相互重疊1/3的振搗寬度，盡量不留施工縫。在初凝后和終凝前應(yīng)用木抹子趕平壓實(shí)及用鐵抹子趕壓三遍，在表面泌水完全排除掉時(shí)進(jìn)行，抹面時(shí)應(yīng)用力抹壓，以閉合已產(chǎn)生的微裂紋和泌水孔，減少收縮裂縫的出現(xiàn)。商品混凝土中嚴(yán)禁私自加水，以免影響和易性。加強(qiáng)對(duì)樓面混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，及時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，防止水分蒸發(fā);不要只重視進(jìn)度而忽視質(zhì)量，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2N/mm2前，不得上去踩踏或進(jìn)行施工。保證規(guī)定的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，一般情況下不少于7d，對(duì)摻有外加劑或抗?jié)B混凝土養(yǎng)護(hù)不少于14d，提高混凝土自身拉伸應(yīng)變能力，防止干縮變形出現(xiàn)裂縫。混凝土的早期保濕養(yǎng)護(hù)是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，可以避免表面脫水并大量減少混凝土初期伸縮裂縫發(fā)生。

⑵樓板鋼筋位置的保護(hù)措施:鋼筋在混凝土板中承擔(dān)抵抗外荷載所產(chǎn)生的彎矩，防止混凝土收縮和溫差裂縫發(fā)生。在實(shí)際施工中，樓板下層的鋼筋網(wǎng)在混凝土墊塊(縱橫向的墊塊間距應(yīng)限制在1m左右)及模板的依托下，保護(hù)層比較容易正確控制。樓板上層鋼筋網(wǎng)的有效保護(hù)一直是施工中的難題，在施工中應(yīng)做到:樓層上層鋼筋必須設(shè)置馬凳筋，其縱橫向的間距不大于600mm，支撐馬凳筋不小于直徑10，同一方向上的支撐不少于2道，且距板筋末端不大于150mm;施工過(guò)程中盡可能合理安排好各個(gè)工種交叉作業(yè)時(shí)間，在板底鋼筋綁扎完畢后，線管預(yù)埋和模板封鑲收頭應(yīng)及時(shí)穿插作業(yè)，并爭(zhēng)取全面完成，做到不留或少留尾巴，以有效減少鋼筋綁扎后作業(yè)人員行走對(duì)其造成的破壞;加強(qiáng)施工作業(yè)人員的教育和施工管理，使全體操作人員充分認(rèn)識(shí)到保護(hù)僂板鋼筋的重要性;行走時(shí)，應(yīng)自覺(jué)沿鋼筋馬凳筋支撐點(diǎn)通行，不得隨意踩踏中間架空部位鋼筋。安排足夠數(shù)量的鋼筋工，在混凝土澆筑前及澆筑過(guò)程中及時(shí)進(jìn)行整修，特別是支座端部受力最大處及樓面裂縫最容易發(fā)生處應(yīng)重點(diǎn)整修，同時(shí)混凝土工澆筑前在施工通道鋪設(shè)臨時(shí)活動(dòng)跳板，擴(kuò)大接觸面，分散應(yīng)力，盡力避免上層鋼筋因受到踩踏變形。

⑶對(duì)于材料吊卸區(qū)處樓板，應(yīng)合理安排樓層施工作業(yè)計(jì)劃，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2N/mm2前及樓板混凝土澆筑完畢后的一定時(shí)間內(nèi)(氣溫低于15℃、48h內(nèi);氣溫高于15℃、24h內(nèi))可限量做測(cè)量、定位、彈線等準(zhǔn)備工作，不允許吊卸大宗材料，避免沖擊震動(dòng)。之后第二天，可分批安排吊運(yùn)少量小批量的柱和剪力墻鋼筋，做到輕卸、輕放并且分散以控制和減少?zèng)_擊震動(dòng)力。之后第三天方可吊裝鋼管等大宗材料以及進(jìn)行樓層柱、剪力墻正常支模施工，在模板安裝時(shí)，吊運(yùn)上來(lái)的材料應(yīng)作到盡量分散就位，減少樓面震動(dòng)和荷載。材料吊卸堆放區(qū)(一般約50m2左右)的模板在搭設(shè)前，預(yù)先考慮采取加密立桿(立桿的縱橫向間距均不大于800mm)和隔柵。加強(qiáng)模板支撐強(qiáng)度和剛度，減少變形，提高該區(qū)域的抗沖擊震動(dòng)能力，防止裂縫的發(fā)生。

⑷模板要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，選擇有足夠剛度的模板支撐體系，不得隨意改變施工方案，避免模板變形、支撐下沉，模板接縫應(yīng)嚴(yán)密，嚴(yán)禁模板漏漿。施工中要嚴(yán)格執(zhí)行拆模申請(qǐng)制度，只有在同條件養(yǎng)護(hù)試塊合格的情況下才允許拆模。

⑸在澆搗混凝土?xí)r，應(yīng)控制好結(jié)構(gòu)標(biāo)高和平整度，在找平層粉刷時(shí)不能一次性粉刷過(guò)厚，應(yīng)進(jìn)行分層施工，并做好基層的清理工作。同時(shí)在較厚的找平層中增設(shè)鋼筋加強(qiáng)網(wǎng)或采用抗裂砂漿等措施進(jìn)行防止裂縫。

2.4 地基不均勻沉降引起的樓板裂縫的預(yù)防措施

在房屋選址時(shí)，應(yīng)盡量選擇地基土均勻的場(chǎng)地，同時(shí)盡量使建筑平面和體型規(guī)則對(duì)同棟建筑應(yīng)采用同一類型標(biāo)準(zhǔn)，局部高強(qiáng)度地基采用換土或褥墊處理，按規(guī)范要求進(jìn)行地基變形驗(yàn)算。當(dāng)上述措施無(wú)法滿足地基變形要求時(shí)，在建筑的下列部位，宜設(shè)置沉降縫，進(jìn)行樓板裂縫的預(yù)控:建筑物平面的轉(zhuǎn)折處;高度差異或荷載差異較大處;長(zhǎng)高比過(guò)大的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位;地基土的壓縮性有顯著差異處;建筑物或基礎(chǔ)類型不同處;分期建造的房屋的分界部位。

2.5 外界溫度產(chǎn)生樓板裂縫的預(yù)防措施

在薄弱部位應(yīng)加強(qiáng)布筋，設(shè)置溫度鋼筋或設(shè)置后澆帶。在南方地區(qū)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板容易出現(xiàn)裂縫，主要的解決方法是提高防水等級(jí)，增加保溫隔熱措施，設(shè)置鋼筋及伸縮縫。

3 對(duì)樓板裂縫的彌補(bǔ)處理措施

如果樓板已經(jīng)由于各種原因而產(chǎn)生了裂縫，那么就需要做好妥善處理工作。一般來(lái)說(shuō)，住宅樓地面上部的找平層較厚，可以通過(guò)在找平層中增設(shè)鋼絲網(wǎng)、鋼板網(wǎng)或抗裂短鋼筋進(jìn)行加強(qiáng)。但是由于板底裝飾層較薄，通常無(wú)吊頂遮蓋，裂縫容易暴露，影響美觀，所以板底應(yīng)該妥善處理，可以采用委托具有資質(zhì)的專業(yè)加固單位采用壓力灌漿等方法對(duì)裂縫作處理?；炷翗前辶芽p，若在混凝土仍然是潮濕狀態(tài)時(shí)，可采取的處理措施有:如產(chǎn)生的裂縫寬度很小時(shí)，可以采取掃入水泥和膨脹劑的混合物填充到裂縫中;如裂縫寬度稍大一些時(shí)，可以沿產(chǎn)生的裂縫注入具有膨脹性能的水泥漿;如產(chǎn)生的裂縫寬度再大一些時(shí)，可以直接澆筑具有微膨脹的與原混凝土采用的水灰比相同水泥砂漿。若混凝土已經(jīng)到了硬化狀態(tài)，可考慮采用環(huán)氧樹(shù)脂水泥砂漿或聚合物水泥砂漿灌縫。而對(duì)于那些對(duì)強(qiáng)度要求不高的混凝土構(gòu)件，還可以采用柔性材料如各種防水密封膠等進(jìn)行密封，以防止?jié)B水和鋼筋銹蝕。

4 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫雖是一種常見(jiàn)的建筑質(zhì)量通病，但只要加強(qiáng)混凝土樓板的原材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工工藝的管理，嚴(yán)格遵守各種規(guī)范規(guī)定，就能大大地減少混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的可能性。

［1］江正榮.建筑分項(xiàng)施工工藝標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.

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［5］陳成才.樓板裂縫原因及預(yù)防措施［J］.福建建筑，2009，(5).