現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫產(chǎn)生機(jī)理與預(yù)防控制

喬江濤 張 澤 王治國(guó)

(陜西航天建筑工程有限公司，陜西西安 710016)

1 產(chǎn)生機(jī)理

混凝土是一種由砂石、水泥、水及其他外加材料所組成的復(fù)合建筑材料，抗壓性能良好，但抗拉性能較差，其抗拉強(qiáng)度只有十幾到幾十兆帕，且極限拉伸變形很小，因而易發(fā)生開(kāi)裂。現(xiàn)澆混凝土樓板發(fā)生開(kāi)裂的原因很多，如荷載的作用、溫度的變化、混凝土的變形、鋼筋的銹蝕以及基礎(chǔ)不均勻沉降等。一般情況下，多數(shù)裂縫都是幾種因素共同作用的結(jié)果，而其中荷載和溫度常是主要影響因素。在荷載作用下，混凝土產(chǎn)生的主拉應(yīng)力大于抗拉強(qiáng)度或主拉應(yīng)變大于極限拉伸應(yīng)變時(shí)，混凝土就會(huì)發(fā)生開(kāi)裂?；炷烈驕囟茸兓a(chǎn)生開(kāi)裂的一類(lèi)情況是大體積混凝土因水泥水化放熱造成混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土早期抗拉強(qiáng)度而導(dǎo)致開(kāi)裂，另一類(lèi)情況是混凝土因外部溫度變化引起收縮變形，但變形受到外部約束的限制或內(nèi)部鋼筋的阻礙而導(dǎo)致開(kāi)裂［1］。裂縫的存在一方面削弱了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，另一方面影響了結(jié)構(gòu)的安全和美觀，容易導(dǎo)致工程事故的發(fā)生。因此，分析研究裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，并有效地進(jìn)行預(yù)防控制，對(duì)保證結(jié)構(gòu)的整體性和安全性具有重要的實(shí)際意義［2］。

2 成因分析

通過(guò)對(duì)大量實(shí)際工程資料的調(diào)查、分析和總結(jié)，認(rèn)為在材料、設(shè)計(jì)、施工三方面的原因可能會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)澆混凝土樓板發(fā)生開(kāi)裂。

2．1 材料方面

1)水泥水化放熱量大、混凝土中單方水泥用量增加、水泥標(biāo)號(hào)提高都會(huì)導(dǎo)致混凝土的收縮變形加大。2)泵送商品混凝土的坍落度和水灰比都有顯著的增大，以及各種外加劑的應(yīng)用，導(dǎo)致混凝土收縮都比現(xiàn)場(chǎng)拌制混凝土有較大幅度的增加。3)粗骨料最大粒徑偏小、砂率偏大、粗細(xì)骨料級(jí)配不當(dāng)、含泥量及雜質(zhì)含量較高，導(dǎo)致混凝土的收縮變形增大。

2．2 設(shè)計(jì)方面

1)由于荷載估計(jì)不足，受力分析錯(cuò)誤，結(jié)構(gòu)計(jì)算疏忽等而造成混凝土強(qiáng)度和厚度、鋼筋數(shù)量和直徑偏小等。2)出于安全性考慮，混凝土強(qiáng)度等級(jí)選用過(guò)高，因高等級(jí)混凝土較大的收縮性導(dǎo)致樓板開(kāi)裂。3)設(shè)計(jì)對(duì)溫度應(yīng)力考慮不足，保溫層、隔熱層、伸縮縫設(shè)置不當(dāng)，造成樓板因荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力疊加作用而開(kāi)裂。

2．3 施工方面

1)樓板板厚不足，造成樓板剛度減弱，保護(hù)層過(guò)厚，造成鋼筋性能不能有效發(fā)揮，導(dǎo)致在荷載作用下，樓板產(chǎn)生較大變形而發(fā)生開(kāi)裂。找平層素混凝土抗裂性差，找平層過(guò)厚則易發(fā)生開(kāi)裂。2)在現(xiàn)澆混凝土樓板中的預(yù)埋穿線管——大多采用PVC管，這種線管與混凝土結(jié)合差，在混凝土澆搗時(shí)，容易上移或下沉，造成樓板上部或下部保護(hù)層變薄，導(dǎo)致樓板出現(xiàn)沿線管走向的裂縫。3)在施工荷載作用下，如果模板因剛度不足而發(fā)生較大變形，導(dǎo)致樓板在混凝土硬化前產(chǎn)生初始塑性裂縫，這種裂縫會(huì)因溫度和濕度變化影響而逐漸發(fā)展。樓板拆模過(guò)早或在板上施加荷載過(guò)早，因混凝土早期強(qiáng)度不足而導(dǎo)致樓板開(kāi)裂。4)施工過(guò)程中，如果混凝土澆灌不密實(shí)或不均勻，振搗出現(xiàn)漏振或過(guò)振，導(dǎo)致樓板開(kāi)裂。5)混凝土澆筑后不及時(shí)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不足，養(yǎng)護(hù)措施不當(dāng)，導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生龜裂。

3 預(yù)防控制

根據(jù)上述在材料、設(shè)計(jì)、施工三方面可能會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)澆混凝土樓板發(fā)生開(kāi)裂的原因分析，進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)防和控制措施分述如下［3，4］。

3．1 材料方面

1)嚴(yán)格控制混凝土的原材料質(zhì)量，盡量采用質(zhì)量穩(wěn)定的普通硅酸鹽水泥，粗細(xì)骨料采用優(yōu)質(zhì)花崗巖碎石、河卵石和粗砂。2)在滿(mǎn)足混凝土強(qiáng)度和耐久性的前提下，優(yōu)選有利于抗拉性能的混凝土級(jí)配，可選用適當(dāng)?shù)耐饧觿?，以減少水泥用量，降低水灰比。3)在滿(mǎn)足施工要求的情況下，降低砂率、含泥量及雜質(zhì)含量，粗骨料含泥量應(yīng)不大于1%，粗砂含泥量應(yīng)不大于2%。增加骨料粒徑，最大粒徑盡可能大。

3．2 設(shè)計(jì)方面

1)設(shè)計(jì)人員應(yīng)科學(xué)設(shè)計(jì)，嚴(yán)格遵守規(guī)范要求，不斷提高設(shè)計(jì)水平，切實(shí)保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。2)考慮到預(yù)埋管線對(duì)樓板有效高度的減少，樓板厚度不宜太薄，建議不宜采用厚度低于100 mm的樓板。3)在滿(mǎn)足工程要求前提下，不宜采用過(guò)高的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，但也不應(yīng)低于C20，合理設(shè)置溫度縫。4)注意構(gòu)造鋼筋的直徑和數(shù)量的選擇，在易產(chǎn)生裂縫部位如板頂部的受壓區(qū)和板的陽(yáng)角及陰角加強(qiáng)配筋構(gòu)造措施。

3．3 施工方面

1)確?；炷翉?qiáng)度、厚度，鋼筋直徑、間距及錨固長(zhǎng)度，保護(hù)層厚度，找平層厚度等符合設(shè)計(jì)要求。2)預(yù)埋線管鋪設(shè)應(yīng)盡量避免立體交叉穿越和緊密平行排列，如有交叉，則應(yīng)在交叉處采用線盒，如有多根線管集散，宜采用放射形分布，且在線管較密或交叉處應(yīng)適當(dāng)加厚混凝土厚度。3)保證模板具有足夠的強(qiáng)度和剛度，特別是對(duì)底層模板支撐點(diǎn)地基要夯實(shí)，使支撐牢固。拆模時(shí)間和先后順序應(yīng)依據(jù)混凝土齡期及規(guī)范要求。4)混凝土的澆灌振搗應(yīng)均勻和適度，盡量做到既振搗充分又避免過(guò)振和漏振，可以采用二次振搗、二次抹面技術(shù)，以提高混凝土密實(shí)度。5)加強(qiáng)濕養(yǎng)護(hù)?；炷翝补嗾駬v前，應(yīng)先將模板和墊層澆水均勻濕透，混凝土澆筑成型后，適時(shí)澆水養(yǎng)護(hù)并及時(shí)覆蓋，在高溫和大風(fēng)天氣要設(shè)置遮陽(yáng)和擋風(fēng)設(shè)施，確保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間滿(mǎn)足規(guī)范要求。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)澆混凝土樓板的開(kāi)裂是多種因素共同作用的結(jié)果，具有其復(fù)雜性和不確定性，因此，重點(diǎn)需從現(xiàn)澆樓板整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程——材料、設(shè)計(jì)、施工等多方面入手分析其成因，進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)防和控制，才可以取得較好的效果。

［1］張修明，劉海峰．磚混結(jié)構(gòu)溫度裂縫探討［J］．建筑結(jié)構(gòu)，2001，31(9):50-51．

［2］康立中，金 延，薛啟龍．淺談現(xiàn)澆商品混凝土樓板變形裂縫的成因和防治［J］．混凝土，2003(5):18-19．

［3］弋 剛，楊 敏．住宅建筑現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫成因分析及防治對(duì)策［J］．四川建筑科學(xué)研究，2005，31(2):86-88．

［4］張鳳蓮，趙書(shū)遠(yuǎn)．鋼筋混凝土現(xiàn)澆板裂縫的成因分析及處理［J］．安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，5(6):96-97．