唐輝

（天津華北地質(zhì)勘查局，天津 300170）

1 鋼筋混凝土樓面裂縫概述

鋼筋混凝土樓面裂縫是施工中常見的質(zhì)量通病，混凝土樓面在澆筑完成后，隨齡期發(fā)展逐漸硬化并產(chǎn)生強度。在這一過程中，由于混凝土各組分之間力學性能不一致，產(chǎn)生初始應力進而產(chǎn)生寬度小于 0.05mm 的微裂縫，這是混凝土材料固有的一種物理性質(zhì)，微裂縫的產(chǎn)生是不可避免的，屬于無害裂縫。但在荷載作用或進一步產(chǎn)生溫差及干縮的情況下，微裂縫會擴展并逐漸相互貫通，出現(xiàn)較大的、肉眼可見的宏觀裂縫，可能會對建筑質(zhì)量產(chǎn)生影響[1]。

混凝土裂縫的危害包括以下三方面：（1）影響建筑物強度、耐久性；（2）影響建筑物剛度；（3）影響建筑物使用功能。本文討論的鋼筋混凝土樓面裂縫的危害主要集中于第三種，即影響建筑物使用功能，如影響樓面抗?jié)B體系造成滲漏隱患等。

國家標準 GB 50010—2010《混凝土結構設計規(guī)范》第 3.4.4 條對于裂縫控制等級進行了規(guī)定[2]：

一級－－嚴格要求不出現(xiàn)受力裂縫的構件；

二級－－一般要求不出現(xiàn)受力裂縫的構件；

三級－－允許出現(xiàn)受力裂縫的構件。

樓面一般屬于三級，即允許出現(xiàn)受力裂縫的構件。規(guī)范第 3.4.5 條及附表根據(jù)結構類型、環(huán)境等級及裂縫控制等級，規(guī)定了裂縫寬度限值（如表1）。樓面所處環(huán)境類別和耐久性作用等級以二 b 級為主，裂縫寬度限值 Wlim=0.20mm，寬度超過 0.20mm 的裂縫即為有害裂縫，需進行處理。

2 鋼筋混凝土樓面裂縫的成因

通過長期的工程實踐，業(yè)內(nèi)將鋼筋混凝土樓面裂縫的成因歸為設計原因、材料原因、施工原因三類。其中設計原因、材料原因最終可歸于混凝土的收縮特性，而施工原因可歸于外加載荷超出樓面力學性能，以下分別說明。

表1 結構構件的裂縫控制等級及最大裂縫寬度的限值 mm

2.1 設計原因

對混凝土樓面裂縫發(fā)生的部位進行分析，在樓面四周陽角處，集中分布于樓面角部放射筋末端的 45 度角裂縫是裂縫主要形式之一。在現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構中，樓面與剪力墻、柱、圈梁為整體澆筑，圈梁等構件對樓面在水平的 x、y 方向均形成約束?；炷翗敲嬖趶姸炔粩喟l(fā)展的過程中，由于內(nèi)部的收縮特性產(chǎn)生應力；同時在陽光照射下，樓面上下表面存在較大溫差，樓面內(nèi)同時存在溫度應力[3-4]。從設計角度看，現(xiàn)行設計規(guī)范中并未針對溫差及混凝土材料收縮專門設置參數(shù)，如在設計中未單獨考慮這一因素，易出現(xiàn)配筋薄弱的情況。由于混凝土材料本身沒有受拉性能，在梁板交界的 x、y 方向拉應力同時作用下，當拉應力大于混凝土極限抗拉強度時，即沿 45 度方向開裂。

2.2 材料原因

混凝土材料存在的收縮特性是引起樓面裂縫的根本原因，收縮量隨時間增長而不斷加大，收縮速率隨混凝土齡期的增長而急劇減小，澆筑完成 90d 內(nèi)的收縮量為全部收縮量的 40%～80%，大部分收縮變形在一年內(nèi)完成。混凝土的收縮包括了終凝前的凝縮變形、混凝土硬化過程中的干縮變形、凝膠材料的水化作用引起自身收縮變形、溫度下降引起的冷縮變形、因碳化引起的碳化收縮變形五個階段，其中以干縮變形與冷縮變形導致混凝土樓面開裂為主[5]。下面將對水泥品種及用量、骨料品種與含量、外加劑種類、入模溫度等影響混凝土收縮的因素進行進一步分析。

圖1 混凝土收縮量—齡期典型曲線

2.2.1 水泥用量及品種

混凝土的收縮主要來自水泥漿的收縮，如果混凝土內(nèi)部水灰比增大、水泥用量增多、水泥標號升高，都將加大混凝土集料比表面積，增加混凝土吸附水分的能力，所吸附水分大幅超過了水泥水化及強度增長所需的水分，使混凝土的體積收縮嚴重加劇。水泥品種方面，礦渣水泥比普通水泥收縮大、高強度水泥比低強度水泥收縮大、粉煤灰水泥收縮值較小[6]。

2.2.2 骨料級配及質(zhì)量

混凝土收縮隨骨料含量的增加而減小，隨骨料彈性模量的增加而減小，同時又隨骨料中粘土含量的增加而增大，成品混凝土中骨料的質(zhì)量問題會影響混凝土收縮量進而引起開裂。例如使用石灰?guī)r為粗骨料的混凝土比用砂巖為粗骨料的混凝土收縮率降低 20%～30%，砂巖在干濕條件下收縮變性較大，而石灰?guī)r基本上不變，干濕變形大的粗骨料是不能很好抑制變形的。細骨料方面，預拌混凝土廠家為控制成本，常采用細度模數(shù)低、含泥量較高的中細砂，導致骨料級配無法滿足 GB/T 14902—2012《預拌混凝土國家標準》[7]，不能實現(xiàn)設計要求。

2.2.3 混凝土外加劑

混凝土外加劑可以節(jié)省水泥用量、優(yōu)化混凝土強度與性能，但預拌混凝土廠家為改善混凝土性能，對外加劑的過度或不當使用會成為混凝土結構裂縫的隱患。例如為節(jié)省水泥用量過度使用減水劑，易導致混凝土的泌水與離析，導致干縮裂縫的產(chǎn)生；為保證混凝土現(xiàn)場坍落度，廠家可能過度使用緩凝劑，使得混凝土在澆筑后長期處于塑性狀態(tài)下，不利于早期強度的形成，骨料在自重作用下也易沉降，加劇了混凝土體系的不均勻性，在拉應力作用下不同材料間易產(chǎn)生裂縫。

2.2.4 混凝土入模溫度

混凝土澆筑后在硬化期間，水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升。盡管溫度對裂縫的影響主要體現(xiàn)在大面積混凝土澆筑過程中，但對于混凝土樓面，澆筑過程中表面與內(nèi)部溫差、上下兩面溫差同樣不可忽視。經(jīng)現(xiàn)場實際測量，如在炎熱天氣澆筑，在正常養(yǎng)護條件下，150mm 厚樓面的表面、地面溫差仍可達到15～20℃，產(chǎn)生較為顯著的溫度應力差，是引起開裂的隱患。但因現(xiàn)場工期緊張、預拌混凝土批次、施工人員意識不到位等原因，往往難以從各方面兼顧混凝土入模溫度的問題，未采取特別措施，導致溫度裂縫的產(chǎn)生，尤以夏季施工過程中最為顯著。

2.3 施工原因

混凝土施工過程中或施工后的保護不當也易導致樓面產(chǎn)生裂縫?；炷翗敲嬖阡摻罱壴蚧炷翝仓^程中，如未注意上層鋼筋網(wǎng)的有效保護，各工種施工人員行走頻繁對樓面上層的混凝土鋼筋造成破壞，在混凝土澆筑前又未及時修復及設置馬鐙筋，易導致樓面上層鋼筋在混凝土中位置偏低，鋼筋保護層分布改變，樓面上部抗拉性能差，導致樓面出現(xiàn)裂縫。此外，由于大部分工程都存在趕工期、施工場地緊張等問題，常在混凝土未達到規(guī)定強度甚至在養(yǎng)護時間不足 24h 的情況下過早拆?；蚨逊胖匚?，易造成樓面在強度不足的情況下受各類動靜荷載作用引起裂縫，尤以大跨度處最為明顯，且此類裂縫與混凝土干縮裂縫應力產(chǎn)生方式不同，極易發(fā)展為宏觀裂縫，必須特別注意預防。

3 鋼筋混凝土樓面裂縫的控制措施

針對以上原因分析，本文接下來將從設計、材料、施工三個角度，具體討論鋼筋混凝土樓面裂縫的控制措施。

3.1 設計角度

現(xiàn)行規(guī)范中，對樓面配筋未綜合考慮混凝土的溫度應力及收縮特性。因溫度、混凝土干縮帶來的應力主要集中于剪力墻、柱、圈梁等對樓面形成約束的構件。因此，僅僅通過樓面整體雙層雙向鋼筋的均一化配筋，提升樓面抵抗拉應力的整體性是不足的。在應力集中部位，即樓面陽角處需對雙層雙向鋼筋進行加密，并布置延伸至剪力墻、圈梁的通長鋼筋，利用 x、y 兩個方向鋼筋的加密區(qū)，有效承擔角部應力集中部位的拉應力，防止 45 度方向裂縫的發(fā)生與轉(zhuǎn)移。

3.2 材料角度

3.2.1 混凝土配合比及骨料質(zhì)量控制

從材料角度對鋼筋混凝土樓面裂縫進行控制的核心是嚴格控制混凝土施工配合比，以及混凝土組分中各骨料的力學性能、化學性能良好。在這里以常見的 C25混凝土為例：常規(guī) C25 混凝土配合比為：水 175kg、水泥 398kg、砂 566kg、石子 1261kg，以此配合比進行計算，水灰比為 0.44、單位用水量 175kg、砂率 31%。無論現(xiàn)場攪拌或使用預拌混凝土，均需嚴格按指標開盤，尤其要杜絕為保證和易性而現(xiàn)場加水或片面提高砂率的情況。骨料方面，為減輕干縮變形趨勢，應將骨料級配作為混凝土質(zhì)量控制重點，需按 JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準》[8]中各條款選擇級配良好、連續(xù)的石子與中粗砂作為骨料，嚴格控制骨料的堿活性、含泥量及有機質(zhì)含量，保證骨料吸附的水分與水泥水化所需水分一致，將混凝土的體積收縮控制在可控范圍之內(nèi)。對于使用預拌混凝土的項目，應選取經(jīng)當?shù)刭|(zhì)量監(jiān)督部門認證的混凝土攪拌站，現(xiàn)場核實預拌混凝土相關資料及按規(guī)范留置試塊。

3.2.2 混凝土外加劑控制

混凝土外加劑可以有效改善混凝土的力學性能、工作性等，現(xiàn)已得到廣泛利用。從理論上講，只要外加劑與水泥相容性能夠滿足 GB 50119—2003《混凝土外加劑應用技術規(guī)范》[9]的需求，且通過試塊試驗，即可成批開盤。但實際施工中經(jīng)常遇到混凝土攪拌站為改善混凝土工作性，便于遠距離運送、泵送，過度使用減水劑及緩凝劑的情況，造成混凝土凝結過慢，進而引發(fā)混凝土內(nèi)粗骨料的離析或初始強度增長低于理論曲線，成為引發(fā)樓面裂縫的隱患。應對這一問題，施工單位需將現(xiàn)場施工條件準確告知預拌混凝土廠家，對于凝結時間提出具體要求，確保廠家的調(diào)整與現(xiàn)場一致；而坍落度保持方面，則傾向于通過控制運送時間、調(diào)整各組分水泥比例來實現(xiàn)。

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3.2.3 混凝土入模溫度控制

如前文分析，混凝土溫度過高是引發(fā)樓面開裂的主要原因之一。對于樓面混凝土的溫度控制，主要是通過降低混凝土入模溫度來實現(xiàn)的。根據(jù)相關規(guī)范[10-11]，要合理安排澆筑時間，盡可能避免在夏季正午澆筑；如必須在高溫季節(jié)澆筑，則需向預拌混凝土攪拌站就混凝土出罐溫度進行專門要求，采取對骨料進行預冷或采用冰水拌合等控制措施。在大體積混凝土澆筑中，通常有摻粉煤灰以降低水化熱的做法，但經(jīng)多數(shù)實踐研究，這一做法對小范圍、薄層樓面混凝土澆筑的效果非常有限，且有導致水泥水化反應不可控的可能性[12]，因此不宜使用。

3.3 施工角度

3.3.1 加強樓面鋼筋網(wǎng)的保護

樓面鋼筋網(wǎng)的抗拉受力可以通過對外荷載的抗彎作用及抵抗混凝土干縮的拉應力，對樓面混凝土開裂起控制作用，而這一作用需要求樓面雙層雙向鋼筋的保護層滿足設計及規(guī)范要求。下層鋼筋必須設置馬凳，對于 Φ8、Φ6 的鋼筋，馬凳筋的間距應控制在 600mm 以內(nèi)，每平方米不少于 3 個。對于上層鋼筋的保護的難度則更大，需盡可能科學地安排好水電交叉作業(yè)時間，在板底鋼筋綁扎后，管線預留預埋應及時插入快速完成，再進行上層鋼筋綁扎，減少上層鋼筋綁扎后的作業(yè)人員數(shù)量；通過管理手段，要求全體作業(yè)人員盡可能沿鋼筋的馬凳支撐點通行，必要時設置臨時通道，降低踩踏損壞的可能性。最為重要的是在混凝土澆筑前及澆筑中，及時安排鋼筋工對樓面鋼筋進行整修，確保鋼筋位置及保護層厚度，尤其對于樓面陽角、大跨度樓面等裂縫易發(fā)生處需重點整修。

3.3.2 施工作業(yè)面的樓面裂縫控制

對于一般框架剪力墻住宅項目標準層，樓層施工速度平均為 7～8d 一層，普遍存在樓面混凝土澆筑完畢后養(yǎng)護時間不足的現(xiàn)象，如澆筑完畢后不足 24 小時即開始進行鋼筋綁扎、材料吊運等。在強度不足的情況下承受施工載荷易造成受彎裂縫。為控制此類裂縫，在模板支設過程中就要采取必要措施，選擇有足夠剛度的模板支撐體系，對于大開間的樓面需采取加密立桿以增加剛度，提升該部位樓面可承受的施工荷載；混凝土澆筑后的必要養(yǎng)護必須保證，在澆筑完畢當日或明顯初凝不足的情況下不宜上人；在澆筑完畢次日進行材料吊卸時應輕卸輕放，避免偶然荷載對樓面的不利影響，并應做到分散到位，減少樓面的集中荷載。

4 工程實例分析

4.1 工程概況

該工程 2017 年 3 月 15 日開始地上主體施工，現(xiàn)澆混凝土施工階段施工進度平均為 7～8d 一層，7 月20 日主體封頂。在各參建單位對工程做例行檢查時發(fā)現(xiàn)：部分樓面在混凝土澆筑完成 30～45d 后有開裂現(xiàn)象，經(jīng)統(tǒng)計并持續(xù)觀察，裂縫有發(fā)展并互相貫通趨勢，在 60～90d 后基本穩(wěn)定不再發(fā)展。裂縫分布情況包括：大開間跨中部縱向及預埋管走向處有集中裂縫，縫寬為 0.1～0.2mm，小于該工程 0.2mm 的裂縫寬度允許限值，不會影響結構安全或?qū)κ褂霉δ苡忻黠@影響；北側(cè)東西兩陽角房間的外墻轉(zhuǎn)角處有部分 45 度裂縫，縫寬普遍小于 0.1mm。將此情況與設計單位溝通，擬定了使用化學灌漿裂縫修補的方案，在樓面面層施工前鑿V 型槽用環(huán)氧樹脂修補裂縫并養(yǎng)護 10d 以上，確保裂縫全部封閉，封閉后連同周邊細小裂縫用 1:2 水泥砂漿抹平，確保樓面觀感。

圖2 天津市寶坻區(qū)某高層住宅樓標準層結構平面圖（局部）

4.2 裂縫產(chǎn)生原因

參建各方對可能造成樓面裂縫的各項原因進行了分析后，基本排除設計及混凝土材料原因，將施工管理不當歸為該項目樓面裂縫的主因。首先，該工程主體施工進度過快，在樓面混凝土澆筑完畢 12h 內(nèi)即上人并吊裝材料，該時間混凝土剛剛布完管線削弱了混凝土截面受力面積，截面強度進一步降低；其次，在大開間跨中處立桿也有加密不到位現(xiàn)象導致樓面模板支撐剛度不足的情況，以上原因都使得現(xiàn)澆樓面出現(xiàn)早期變形，進而引發(fā)開裂。北側(cè)陽角處的開裂直接原因在于負筋不到位，雖然設計圖紙中已經(jīng)對此進行了加強，但在鋼筋綁扎或混凝土澆筑過程中對負筋網(wǎng)未進行特別保護，整體位置偏低或發(fā)生水平方向移位，未起到應有的抗拉作用。

4.3 控制措施

針對以上裂縫產(chǎn)生原因，參建各方在該項目另一高層住宅樓現(xiàn)澆鋼筋混凝土主體結構施工時采取了以下特定控制措施：

（1）對混凝土配合比及坍落度進行嚴格控制。對混凝土開盤量單進行檢查，不得過度使用緩凝劑等外加劑，通過優(yōu)化運輸路徑等方式保持現(xiàn)場坍落度，另外加大管理力度，堅決禁止現(xiàn)場加水。

（2）優(yōu)化流水作業(yè)組織，在樓面混凝土澆筑完畢的 12～24h，僅上人進行部分測量定位、彈線工作，24h 之后開始進行材料吊運及鋼筋綁扎，吊運時分散吊運并輕卸輕放；

（3）加大樓面混凝土澆筑過程中鋼筋維修投入，為保證鋼筋位置及保護層厚度與設計一致，在對施工人員加強教育并做好保護措施的同時，專門安排鋼筋工進行維修，維修重點為樓面上層加強負筋及預埋管線密集處鋼筋網(wǎng)。

混凝土澆筑完畢 60d 后進行檢查，在大開間跨中部及陽角處有裂縫出現(xiàn)，但裂縫密度、裂縫寬度、裂縫貫通情況相比之前有明顯改善，大部分裂縫僅通過面層修補保證觀感即可，證明了以上控制措施的有效性。

6 結語

本文以鋼筋混凝土材料性質(zhì)及鋼混結構中樓面設計的一般思路為基礎，對鋼筋混凝土樓面裂縫的成因，就設計原因、材料原因、施工原因三方面進行了具體分析，并提出針對性的控制措施。通過工程實例，可以看出這一分析符合實際工程特點，裂縫控制措施對工程有一般性的指導意義。

[1]張峰．混凝土裂縫的探討[J]．鐵道標準設計，2001,21(11):32-33．

[2]GB 50010—2010．混凝土結構設計規(guī)范[S]．

[3]余瓊，胡克旭．現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁、板幾種裂縫的分析與處理[J]．結構加固與改建，2003,3(9): 36-39．

[4]曹旺．混凝土板角斜裂縫的原因分析及預防措施[J].當代建設問題與探討，2003(6): 54-55．

[5]張麗．現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫分析及防治[J]．油氣田地面工程，2002，21(6):78-79．

[6]張小偉，肖瑞敏，張雄，等．粉煤灰摻量對混凝土收縮的影響及作用機理分析[J]．混凝土與水泥制品，2005(4): 14-17．

[7]GB/T 14902—2012．預拌混凝土[S]．

[8]JGJ 52—2006．普通混凝土砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準[S]．

[9]GB 50119—2003．混凝土外加劑應用技術規(guī)范[S]．

[10]GB 50204—2015．混凝土結構工程質(zhì)量驗收規(guī)范[S]．

[11]GB 50164—2011．混凝土質(zhì)量控制標準[S]．

[12]冀偉．水泥水化熱試驗研究分析[J]．公路交通技術，2016,32(1): 13-16．