樓板裂縫、懸挑結構坍塌原因及改進措施

李連華

（唐山建設集團有限責任公司，河北 唐山 063000）

1 樓板裂縫的原因

1.1 干縮裂縫

硬化混凝土在約束條件下的干縮是樓板產生裂縫的一個比較常見的原因。水泥的水化或混凝土中水分的蒸發會引起混凝土干縮。一般認為，混凝土的收縮在一年內可完成20年收縮量的75～80%。水泥水化引起的收縮稱為“自身收縮”，水化中水泥石損失水分引起的干縮可高達長度的1%，只是混凝土集料的內部約束作用使這干縮值減少到0.05%。混凝土凝結期間水分蒸發引起的干縮稱為“塑性收縮”，塑性收縮構成混凝土干縮的主體，由于樓板表層混凝土水分蒸發的速度比內部快得多，表層混凝土的收縮受到下層相對不收縮的內部混凝土的約束引起拉應力，因此混凝土表層很容易產生塑性開裂。

1.2 地基不均勻沉降

房屋的全部荷載最終通過基礎傳給地基，而地基在荷載作用下，其應力是隨深度而擴散，深度大，擴散愈大，應力愈小；在同一深處，也總是中間最大，向兩端逐漸減小。也正是由于土壤這種應力的擴散作用，即使地基地層非常均勻，房屋地基應力分布仍然是不均勻的，從而使房屋地基產生不均勻沉降，即房屋中部沉降多，兩端沉降少，形成微向下凹的盆狀曲面的沉降分布。在地質較好、較均勻，且房屋的長高比不大的情況下，房屋地基不均勻沉降的差值是比較小的，一般對房屋的安全使用不會產生多大的影響。但當房屋修建在淤泥土質或軟塑狀態的粘性土上時，由于土的強度低、壓縮性大，房屋的絕對沉降量和相對不均勻沉降量都可能比較大。如果房屋設計的長高比較大，整體剛度差，而對地基又未進行加固處理，那么墻體就可能出現嚴重的裂縫。裂縫對稱的發生在縱墻的兩端，向沉降較大的方向傾斜，沿著門窗洞口約成45°呈正八字形，且房屋的上部裂縫小，下部裂縫大。這種裂縫，必然是地基附加應力作用使地基產生不均勻沉降而形成的。

當房屋兩端土質壓縮性大，中部小時，沉降分布曲線將成凸形，此時，往往除了在縱墻兩端出現向外傾斜裂縫外，也常在縱墻頂部出現豎向裂縫。

當房屋地基土層分布不均勻，土質差別較大時，則往往在不同土層的交接處或同一土層厚薄不一處出現較明顯的不均勻沉降，造成墻體開裂，其裂縫上大下小，向土質較軟或土層較厚的方向傾斜。

從以上分析可知，裂縫的分布與墻體的長高比有密切關系，長高比大的房屋因剛度差，抵抗變形能力差，故容易出現裂縫；因縱墻的長高比大于橫墻的長高比，所以大部分裂縫發生在縱墻上。裂縫的分布與地基沉降分布曲線密切有關，當沉降分布曲線為凹形時，裂縫較多的發生在房屋下部，裂縫寬度下大上小；當沉降分布曲線為凸形，裂縫較多的發生在房屋的上部，裂縫寬度上大下小。裂縫分布與墻體的受力特點密切有關，在門窗洞口處，平面轉折處、層高變化處，由于應力集中，往往也就容易出現裂縫，又因墻體是受剪切破壞，其主拉應力為45°，所以裂縫也成45°傾斜。

2 懸挑結構坍塌分析

懸挑結構坍塌實例較多，一是整體傾覆坍塌；二是沿懸臂梁、板根部斷塌。其主要原因有：

2.1 模板支撐方案不當

懸挑結構根部受力最大，當混凝土澆筑后，尚未達到足夠強度時，模板支撐產生沉降，根部混凝土隨即開裂，拆模后將從根部產生斷裂坍塌；若懸挑結構為變截面時，施工時將模板做成等截面外形，而造成根部斷面減小，拆模后也會造成斷塌事故。

2.2 鋼筋錯位、變形

懸挑結構根部負彎矩最大，主筋應配在梁板的上部。若施工時將鋼筋放在下部，或被踩踏向下變形過大，或錨固長度不夠等原因，拆模后，均會導致根部斷塌。

2.3 穩定力矩小于傾覆力矩

懸挑結構是靠壓重或外加拉力來保持穩定，要求抗傾覆的安全因素不小于1.5，若穩定力矩小于傾覆力矩時，必然失穩，傾覆坍塌。

2.4 拆模過早

不少懸挑結構斷塌事故都是由于拆模過早，混凝土未達到足夠強度所造成。所以，規范規定，跨度小于2m的懸臂梁及板，混凝土拆模強度應大于等于70%;跨度大于2m的懸臂梁及板，混凝土的拆模強度為100%。

2.5 施工超載

懸挑結構的固端彎矩與作用荷載成正比，如施工荷載超過設計荷載，當模板下沉時就在根部出現裂縫;尤其是當由根部向外澆筑混凝土時，隨著荷載增加;模板變形，也極容易在根部產生裂縫，導致拆模后斷裂。

3 改進措施

針對上述常見問題，在施工中應采取相應措施，以減少事故的再度發生：

3.1 為了防止地基不均勻沉降引起墻體開裂，首先應處理好軟土地基和不均勻地基，但在擬定地基加固和處理方案時，又應將地基處理和上部結構處理結合起來考慮使其能共同工作；不能單純從地基處理出發，否則，不僅費用大，而且效果也差。在上部結構處理上有：改變建筑物體型；簡化建筑物平面；合理設沉降縫；加強房屋整體剛度；采用輕型結構、柔性結構等。

3.2 模板及其支撐系統要有足夠的剛度。樓板模板支撐的間距要適宜，使樓板模板剛度與梁模板剛度不至于相差太大。在與施工井架相接的或施工運輸頻繁經過的樓板模板中適當加強模板支撐系統。

3.3 預拌混凝土應使用設計允許的最小水泥用量和能滿足和易性要求的最小用水量，設備允許情況下，不要用過大的塌落度。使用各種外加劑時要注意，盡量不要選用增加混凝土干縮的外加劑；選擇合適的水泥品種，使混凝土收縮減少，凝固時間合適；混凝土內砂石水泥的級配力求最優。

3.4 了解預拌混凝土的級配情況，對某些級配的混凝土，不要過度振搗樓板混凝土，過度的振搗會使混凝土產生離析和泌水，使混凝土樓板表面形成水泥含量較多的沙漿層和水泥漿層，容易產生干縮裂縫。

3.5 在樓板的混凝土施工完成后，要等樓板混凝土有一定的強度后才進行下一道工序的施工。在混凝土終凝初期應避免施工荷載對樓板產生較大的震動。特別是與施工井架相接的樓板，其混凝土施工完成是最后的，而上施工荷載受震動是最早和最頻繁的。有些施工單位為了搶工期，在樓板混凝土搗制完成后第二天就上人上材料進行下工序施工，往往導致這位置的樓板多處產生裂縫。

3.6 施工期間不要過早拆除樓板的模板支架。必要時可在拆除模板后在適當位置上安裝回頭頂。施工機具和材料不要集中堆放在一塊樓板上，避免造成較大的荷載使還未達到強度的混凝土樓板產生裂縫。

3.7 了解預拌混凝土的收縮曲線，加強混凝土養護，保持混凝土樓板表面濕潤。在常溫下養護不少于兩周，特別是在混凝土終凝初期，要嚴格按要求進行澆水養護。養護期后，在施工期間特別干燥的時候也應進行澆水養護。

3.8 對于不影響結構安全和正常使用的裂縫，我們可以用比較簡單的方法對裂縫進行修補。修補前需要對樓板裂縫進行檢測與研究以確定裂縫部位、開裂程度和裂縫產生的原因，在修補中應防止進一步人為的損傷樓板結構或增加樓板的荷載，盡量避免大動大補，并盡可能保持原結構的外觀。

4 結束語

使用預拌混凝土對提高工程質量提供了有力的保證。它加快施工速度，提高施工機械化程度。但由于預拌混凝土產生的問題也要引起我們重視。只要我們認識預拌混凝土的特性，加強混凝土施工工藝管理，嚴格按混凝土施工規程辦事，就能大大減少混凝土樓板裂縫及坍塌產生的機會。

[1]段崢.混凝土樓板裂縫的施工問題淺析.

[2]康方中.淺談現澆商品混凝土樓板變形裂縫的成因和防治[J].混凝土，2003.