浅谈现浇钢筋混凝土楼面的裂缝分析与防治

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近今年随着现浇混凝土楼板结构在住宅楼工程中广泛应用，也相继出现一系列现浇混凝土结构质量通病。现浇混凝土楼板出现裂缝便是目前较难克服的质量通病之一。一般情况下，楼屋面裂缝表现为：龟裂状裂缝、跨中的纵向、横向裂缝以及阳角斜向45º裂缝等。轻则影响美观，重则危及结构安全。根据笔者近几年在工程中遇到的实际情况和查阅相关资料，对现浇混凝土楼板常见裂缝的产生原因和预防处理措施谈点粗浅的看法，以供同仁们交流与探讨。                                         一、 楼板裂缝发生原因分析                                               1.设计方面的原因                                                    （1）房产商为了降低工程开发成本，往往要求设计单位降低配筋率，从而导致住宅工程楼板裂缝的发生；                                                         （2）因地勘单位提供的报告不精确，对设计单位的结构计算造成误导，导致建筑物沉降不均匀，造成建筑物裂缝的发生；                                       （3）由于设计人员在进行现浇板的配筋计算过程中，通常只是根据其承载能力来确定配筋量的，而往往忽略了对板在正常使用阶段由其承受的荷载而引起的挠度及裂缝宽度的验算，也未充分对温差及混凝土收缩特性等因素进行综合考虑，由此而引起裂缝的产生；                                              （4）在建筑物的设计中，设备专业特别是电气专业，大多将照明、有线电视、通讯等所需的管线直接敷设于现浇板中，而且有时集中于某一处现浇板中的管线多达7-8 根，并且这些管线的直径多为2-3CM，由此就会使该处的现浇板厚度大大削弱,从而引起现浇板在该处开裂。                                   2.材料质量方面的原因                                                （1）尽管目前已经普遍采用泵送商品混凝土进行浇筑，但混凝土供应商为了减低成本，在混凝土中大量掺入粉煤灰及低价位、低性能的外加剂；另外，使用含泥量过大的细砂。为了施工方便；人为加大水灰比、增加混凝土的塌落度等，都是形成混凝土开裂的不可忽视的原因；                                  （2）碱--骨料反应：骨料中云母、玄武岩等碱性骨料有可能与碱性很强的水泥起化学反应，生成有膨胀能力的碱--硅凝胶而引起混凝土膨胀破坏，产生裂缝；（3）施工单位为了降低工程成本，将设计的楼面钢筋通过再加工（调细）后安装，实际上降低了设计的配筋率，也是裂缝产生的原因之一。                  3.施工方面的原因                                                    （1）钢筋在楼面混凝土板中的抗拉受力，起着抵抗外荷载所产生的弯距和防止混凝土裂缝收缩和温差裂缝发生的双重作用，在施工过程中由于施工工艺不当，致使楼面上层钢筋网或支座处负筋下陷，保护层过大，从而产生板面裂缝；                       

（2）楼面垫层内铺设的暗装水管、电线套管铺设不当，如水管、电线套管铺设不够牢靠、集中铺设、上下交叠铺设致使水管、电线套管上皮在垫层厚度1/3 以内，保护层厚度不足都可能造成板面沿管线长度方向产生裂缝；             （3）目前在主体结构的施工过程中，普遍存在着质量与工期之间的较大矛盾。一般主体结构的楼层施工速度平均为５-７天左右一层，最快时甚至不足5 天一层。因此当楼层混凝土浇筑完毕后不足２４小时的养护时间，就忙着进行钢筋绑扎、模板支撑搭设、材料吊运等施工活动，这就使得板面混凝土在强度不足的情况下受材料吊卸冲击振动荷载的作用而引起不规则的受力裂缝。并且这些裂缝一旦形成，就难于闭合，形成永久性裂缝；                                  （4）混凝土施工过分振捣，为了方便施工，提高混凝土塌落度，在商品混凝土中加水，混凝土浇筑振捣后，粗骨料沉落挤出水分、空气，表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落造成表面砂浆层，它比下层混凝土有较大的干缩性能，待水分蒸发后易形成凝缩裂缝。此外，模板在浇筑混凝土之前洒水不够，过于干燥，则模板吸水量大，引起混凝土的塑性收缩，产生裂缝。而混凝土的水灰比过大更是导致混凝土出现裂缝的最重要因素；                                    （5）混凝土浇捣后抹平压实工序进行的过迟或过分抹压也会导致混凝土表面产生裂缝。过分抹压会使混凝土的细骨料过多地浮到表面，形成含水量很大的水泥浆层，水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙，引起表面体积碳水化收缩，导致混凝土板表面龟裂；                                     （6）混凝土的收缩（温度裂缝）：众所周知，混凝土引起收缩的原因，在硬化初期主要是由于水泥的水化作用，形成一种新的水泥结晶体，这种结晶体化合物较原材料体积小，因而引起混凝土体积的收缩，即所谓的凝缩，后期主要是混凝土内自由水蒸发而引起的干缩。而且如果混凝土处在一个温差变化较大的环境下，将会使其收缩更为加剧。如施工发生在夏季炎热气温下，石子表面温度升高，使石子体积膨胀，拌制成混凝土后，石子受冷收缩，使混凝土表面出现发丝裂缝；混凝土浇捣后未及时浇水养护，混凝土在较高温度下失水收缩，水化热释放量较大，而又未及时得到水分的补充，因而在硬化过程中，现浇板受到支座的约束，势必产生温度应力而出现裂缝，这些裂缝也首先产生在较薄弱的部位，即板角处。另外，室内外温差变化较大，也要引起一定的裂缝。 二 楼板裂缝的预防                                                   1.认真学习图纸、规范及相关设计文件 （1）在基础开挖的过程中，仔细比对地勘报告与现场实际土质情况。如发现现场出现了古墓、古穴等异常情况，且在地质勘察报告上没有体现，此刻必须及时和业主及设计单位沟通解决，以防止建筑物因不均匀沉降形成裂缝；         （2）建议业主及设计单位对四周的阳角处楼面板配筋进行加强，负筋不采用分离式配置，改为沿房间（每个阳角仅限一个房间）全长配置，并且适当加密加粗。在相同配筋率的情况下，采用直径较小的钢筋，缩小钢筋间距，可提高现浇板的抗裂能力。                                                            2.加强预埋管处的裂缝防治                                            （1） 对于较粗的线管或多根线管的集散处，可增设垂直于线管的抗裂短钢筋网加强，抗裂短钢筋采用Φ６-Φ８，间距≤１５０，两端的锚固长度应不小于３００毫米；                                                           （2）线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越，交叉布线处采用线盒，同时在多根线管的集散处宜采用放射形分布，尽量避免紧密平行排列，以确保线管底部的混凝土灌筑顺利和振捣密实。并且当线管数量众多，使集散口的混凝土截面大量削弱时，按预留孔洞构造要求在四周增设上下各２Φ１２的井字形抗裂构造钢筋3.加强对原材料的控制                                                （1）在订购商品混凝土时，应根据工程的不同部位和性质提出对混凝土品质的明确要求，并在合同中明确体现以下内容：a应采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥拌制，并控制掺合料的掺量，粉煤灰的用量不要超过水泥量的15%； b合理控制混凝土的水灰比。应根据施工部位不同以及气候条件、混凝土强度等因素要求，合理控制混凝土的最大水灰比，保证现场浇捣时混凝土塌落度控制在15厘米以下； c控制好混凝土中的细骨料，不得用细沙或特细砂，尽量杜绝细骨料的含泥量(不得大于2%)。同时现场应严格控制好商品混凝土的坍落度检查，以保证混凝土熟料的半成品质量。                                         （2）现场的质检员加强对原材料质量的控制，钢筋进场后，未经抽样送检合格一律不得使用。严格控制钢筋现场拉伸率，保证设计配筋率；                （3）经常对混凝土供应商进行检查，从混凝土的源头上进行把关。防止混凝土供应单位使用劣质混凝土外掺剂及劣质的粗细骨料。                       4.加强钢筋保护层的控制                                              （1） 严格控制板面负筋的保护层厚度：现浇板负筋一般放置在支座梁钢筋上面，与梁筋应绑扎在一起；楼面双向钢筋必须设置钢筋小马凳，其纵横向间距不应大于700mm(每平方米不少于2只)；对于φ8一类的细小钢筋，小马凳应控制在600mm以内（即每平方米不少于3只）;                              （2）浇灌混凝土时，操作人员应充分重视保护板面上层负筋的正确位置，必须行走时，应自觉沿钢筋小马凳支撑点通行，不能随意踩踏中间架空部位钢筋。同时安排足够数量的钢筋工，在混凝土浇筑前及浇筑的过程中及时对钢筋进行整修。以确保钢筋间距及保护层厚度；                                        （3）混凝土工在混凝土的浇筑过程中，对裂缝的易发生部位及负弯矩筋受力最大区域，应铺设临时性活动跳板，扩大接触面，分散应力，防止上层钢筋被踩踏变形。                                                                5.科学合理的安排施工进度计划                                        （1）一般情况下，主体结构阶段的楼层施工速度控制在6-7天/层，以确保混凝土的养护时间； （2）科学合理的安排施工作业计划，在混凝土浇筑结束后的24h内，只能安排测量工作，不得进行材料吊装作业；24h后，可以进行小批量的暗柱及剪力墙钢筋绑扎，并做到轻缷、轻放，以控制和减小冲击荷载；3天后方可从事柱、墙、梁、板的模板施工作业。在吊装模板时，应分散就位，不得集中堆放。严禁多工种平行作业，争抢工作面。                                              6.强化施工过程的质量控制                                            （1）在混凝土浇捣前，既要将基层和模板浇水湿透，又要防止浇水过多，造成模板或基层表面积水;                                                 （2）混凝土浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。混凝土楼板浇筑完毕后，表面刮抹应限制到最小程度，禁止在混凝土表面撒干水泥刮抹，并加强混凝土早期养护。楼板浇筑后，对板面应及时用材料覆盖保温，认真养护，防止强风和烈日曝晒;                                                       （3）浇捣时因入模落料高度过大或入模方式不妥而造成离析。浇捣竖向结构混凝土时，先在底部浇50～100mm厚与混凝土成分相同的水泥砂浆。竖向落料自由高度不应超过2m，超过时应采用串筒、溜槽落料；                     （4） 对计划中的临时大开间面积材料吊卸堆放区域部位的模板支撑架在搭设前，就预先考虑采用加密立杆增加模板支撑架刚度的加强措施（立杆的纵、横向间距均不宜大于800毫米），以增强刚度，减少变形来加强该区域的抗冲击振动荷载，并应在该区域的新浇混凝土表面上铺设旧木模加以保护和扩散应力，进一步防止裂缝的发生；                                                  （5） 加强对模板制作、安装过程中的质量监控，保证其具有足够的强度、刚度和稳定性，使之能承受施工过程中所产生的荷载，以避免由于模板的弯曲变形造成混凝土的开裂。 （6）严格控制模板的拆除时间 ，梁、板底模拆除时，混凝土强度必须符合下表要求：   混凝土的强度以施工现场同条件养护的混凝土试块的抗压强度为准。       7. 加强对楼面混凝土的养护 混凝土的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要，特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水并大量减少砼初期伸缩裂缝发生。实际施工中，由于抢赶工期和浇水将影响弹线及施工人员作业，因此楼面混凝土往往缺乏较充分和较足够的浇水养护延续时间。为此，施工中必须坚持覆盖麻袋或草帘进行一周左右的妥善保湿养护，并可采用喷养护液进行养护，达到降低成本和提高工效，并可避免或减少对施工的影响。                                                三 、楼板裂缝的处理                                                    1. 表面处理法：表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的、不漏水、不伸缩的缝及不再活动的缝。常用材料有环氧树脂类等。进行裂缝处理时混凝土表面应坚实、清洁，混凝土表面必须干燥。 2. 填充法：用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补对于宽度小于0.3mm，深度较浅的裂缝、用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝，这种方法操作简单，而且费用低。可采取开Ｖ型槽，然后作填充处理。填充材料一般采用弹性腻子，分层镶嵌密实，面层用复合增强纤维材料黏贴加强处理。 3. 灌浆法。此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均适用，处理效果好。灌浆材料常用的有环氧树脂类、甲基丙烯酸甲酯等。其中环氧类材料来源广，施工较方便，建筑工程中应用较广；甲基丙烯酸甲酯粘度低，可灌性好，扩散能力强，不少工程用来修补缝宽≥0.05mm的裂缝，补强和防渗效果良好 。          四、工程实例                                                                      笔者在阿联酋世界经济大都市迪拜施工的一项高层公寓项目，该工程由6栋29层高的塔楼组成，1至3层为裙房用作停车库，建筑面积近40万平米 。主体框架剪力墙结构，楼板为300厚现浇混凝土无梁楼板，板中配筋为单层Φ 20间距200.当施工到裙房3层时发现框架柱四周楼板上表面不同程度地出现 细微裂缝，有的长达数米。情况发生后，项目部迅速组织设计、施工、质量等负责人组成事故处理小组，进行研究分析。经过深入细致的分析研究，大家认为造成裂缝的主要原因是原设计混凝土楼板中配筋不足。随即同设计单位取得联系，经进一步受力分析、计算，在确保配筋率限制的条件下将原设计Φ 20间距200单层配筋改为 Φ20间距250双层配筋。同时将板中出现的裂缝采用填充法处理，使之得到有效控制；在后续施工的楼板中未发现类似裂缝。