某住宅樓鋼筋混凝土樓板開裂原因及處理方法

李永琰

(湖南省建設工程質量安全監督管理總站，湖南長沙 410116)

1 概述

近年來，隨著各種先進的施工工藝的創新和商品混凝土的大量使用，房屋建筑質量有了較大的提高，但是現澆鋼筋混凝土樓板的裂縫現象仍然很嚴重，有些裂縫會影響結構的安全性能和使用壽命，有些影響房屋的使用功能。對于這一工程質量通病，不少工程技術人員單一從施工方面探求原因，尋求解決辦法，雖然取得了一定的效果，但未能從根本上控制這類裂縫的發生。本文結合工程實例，對鋼筋混凝土現澆樓板裂縫原因，裂縫防治措施，裂縫處理辦法進行分析和探索，以求在實際工程中，為有效地控制樓面裂縫的產生起到一定的作用。

2 工程實例

工程概述:某單位新建職工住宅樓，建筑面積為38 000 m2，其中－1層為地下室，地下室層高4 m，地上為A，B，C，D共4棟9層鋼筋混凝土框支剪力墻結構住宅樓，層高3 m，上部底層為架空層，層高為3.9 m，樓面為鋼筋混凝土現澆樓板，屋面為鋼筋混凝土現澆板坡屋頂，地下室東西方向長290 m，南北方向長122 m，后砌填充墻為粘土多孔磚，采用M5.0混合砂漿砌筑。混凝土設計強度等級:梁、板、墻、柱均為C35，基礎為鋼筋混凝土預制管樁。地下室底板和頂板按規定設置了橫向后澆帶和縱向后澆帶。在施工進行到5層樓面混凝土施工前，拆除住宅樓1層架空層樓板底模時發現北向2棟住宅樓2層樓板底部的樓面出現嚴重的網狀裂縫，全樓板底分布，其中樓板裂縫寬0.1 mm～0.3 mm。靠近地下室頂板中部有兩條縱向貫通的裂縫，地下室頂板裂縫寬1 mm～2 mm。此時地下室頂板后澆帶未澆灌，施工時為夏季，混凝土澆筑時施工記錄室外溫度達40℃，風力4級～6級。

由于樓板開裂這一嚴重的質量問題，質量監督部門立即下達了書面停工整改通知，要求調查樓板開裂的原因，對開裂樓板進行技術處理，并制定了后續鋼筋混凝土現澆板專項施工方案，確保后續施工樓板不開裂。對此建設單位很重視，并立即組織了由地勘、設計、監理、施工及預拌混凝土廠家等方面專家參加的樓板裂縫質量原因分析會，調查樓板開裂的原因，對已開裂的樓板的裂縫進行技術處理，對施工單位提交的鋼筋混凝土現澆樓板后續專項施工方案進行了專家論證。

3 樓板裂縫的原因

由建設單位組織的質量原因分析會結論如下:

1)排除荷載作用。因為樓面發生裂縫時正處于住宅樓主體施工階段，出現開裂的上部樓面的施工荷載未超出使用荷載。2)排除設計承載力不足。經復核設計圖，符合國家現行設計規范要求。3)排除地基不均勻沉降影響。本工程采取鋼筋混凝土預制管樁，通過現場觀察，建筑物與周邊排水明溝處未出現由沉降產生的開裂現象，墻體未出現斜裂縫，通過沉降觀測，建筑周邊未發現不均勻沉降。

經過深入調查、專家的論證及分析和建設工程質量檢測單位的檢測，認為本工程所產生的裂縫屬于非受力裂縫，即非荷載作用引起的裂縫，與會專家認為:應當是商品混凝土的質量原因和高溫季節施工的原因引起樓板開裂，施工時室外溫度高達40℃，且施工時連續幾天風力均是3級～4級，預拌混凝土水灰比過大、收縮及溫度應力的輔助作用是引起現澆樓板出現裂縫的主要原因。根據專家意見，裂縫雖然不影響結構安全，但影響房屋結構的耐久性和正常使用，必須進行技術處理，并由施工單位提出裂縫處理專項施工方案，組織專家論證后再實施。

4 樓板裂縫的原因分析

4.1 混凝土收縮變形

裂縫出現是混凝土收縮變形引起的，也是混凝土材料的固有特性。它主要有澆筑初期和終凝的凝縮變形;混凝土硬化過程中的干縮變形;混凝土在恒溫絕濕條件下，由凝膠材料的水化作用引起的自身收縮變形;溫度下降引起的冷縮變形以及因碳化引起的碳化收縮變形五種。在正常條件下以干縮為主，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，大部分收縮變形一年內完成。影響混凝土收縮的因素主要有水泥品種、骨料品種和含量、混凝土配合比、外加劑種類及摻量、介質溫度和相對濕度、養護條件等。混凝土的相對收縮量主要取決于水泥品種、用量和水灰比，絕對收縮量除與這些因素有關外還與構件施工時最大連續邊長相關。不論混凝土的絕對收縮量有多大，只要混凝土板能自由收縮，板內是不會產生拉應力的。但是，實際鋼筋混凝土樓板總是受到其支承結構的約束，從而在板內產生拉應力，當拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時，就會產生裂縫。

4.2 混凝土水灰比、坍落度過大，或使用過量粉砂

混凝土水灰比、坍落度過大，或使用過量粉砂，這些都容易導致裂縫的產生。混凝土強度值對水灰比的變化十分敏感，基本上是水和水泥計量變動對強度影響的疊加。因此，水、水泥、外摻混合材料外加劑液的計量偏差，將直接影響混凝土的強度。而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土由于收縮大，抗拉強度低，容易因塑性收縮而產生裂縫。泵送混凝土為了滿足泵送條件——坍落度大，流動性好，易產生局部粗骨料少、砂漿多的現象，此時，混凝土脫水干縮時，就會產生表面裂縫。

4.3 混凝土溫度變形引起的裂縫

鋼筋混凝土梁、柱、墻、板等構件共處在同一個大氣環境中，當環境的溫度和濕度變化時，這些構件的混凝土相應都會產生溫度變形和收縮變形。由于體型上的差異，樓板的體積與表面積的比值較小，在水平方向上樓板的收縮變形一般均超前于(或大于)梁、柱、墻，使樓板內出現拉應力，梁內呈壓應力。另一方面是外縱墻與山墻在外界氣溫的影響下，經歷熱脹和冷縮的反復作用，它們的溫差合力對房間沿外墻角部樓板將產生較大的主拉應力。以上兩個作用力的疊加，對樓板形成最不利狀態，當樓板內拉應力超過了混凝土的抗拉強度，并且樓板變形大于配筋后混凝土的極限拉伸的時候，樓板內就會產生裂縫。

4.4 混凝土施工中過分振搗，模板、墊層過于干燥

混凝土澆筑振搗后，粗骨料沉落擠出水分、空氣，表面呈現泌水而形成豎向體積縮小沉落，造成表面砂漿層，它比下層混凝土有較大的干縮性，待水分蒸發后，易形成凝縮裂縫。而模板、墊層在澆筑混凝土之間灑水不夠，過于干燥，則模板吸水量大，引起混凝土的塑性收縮，產生裂縫。

4.5 混凝土澆搗后過分抹干壓光和養護不當

過度的抹平壓光會使混凝土的細骨料過多地浮到表面，形成含水量很大的水泥漿層，水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣，引起表面體積碳水化收縮，導致混凝土板表面龜裂。而養護不當也是造成現澆混凝土板裂縫的主要原因。過早養護會影響混凝土的膠結能力，而過遲養護，由于受風吹日曬，混凝土板表面游離水分蒸發過快，水泥缺乏必要的水化水，而產生急劇的體積收縮，由于此時的混凝土強度比較低，不能抵抗這種應力而產生開裂。特別是夏、冬兩季，因晝夜溫差大，養護不當最易產生溫差裂縫。

4.6 樓板的彈性變形及支座處的負彎矩

施工中在混凝土未達到規定強度，過早拆模，或者在混凝土未達到終凝時間就上荷載等。這些因素都可直接造成混凝土樓板的彈性變形，致使混凝土早期強度低或無強度時，承受彎、壓、拉應力，導致樓板產生內傷或斷裂。施工中不注意鋼筋的保護，把板面負筋踩彎等，將會造成支座的負彎矩，導致板面出現裂縫。此外，大梁兩側的樓板不均勻沉降也會使支座產生負彎矩造成橫向裂縫。

4.7 預埋線管處的裂縫防治

預埋線管，特別是多根線管的集散處使截面混凝土受到較多削弱，從而引起應力集中，容易導致裂縫發生的薄弱部位。當預埋線管的直徑較小，并且房屋的開間寬度也較小，同時線管的敷設走向又不重于(即垂直于)混凝土的收縮和受拉方向時，一般不會發生樓面裂縫。反之，當預埋線管的直徑較大，開間寬度也較大，并且線管的敷設走向又重于(即垂直于)混凝土的收縮和受拉力向時，就很容易發生樓面裂縫。因此對于較粗的管線或多根線管的集散處，應按要求增設垂直于線管的短鋼筋網加強。建議增設的抗裂短鋼筋采用Ф6，間距150，兩端的錨固長度應不小于300 mm。

5 樓板裂縫的防冶措施

5.1 收縮而造成裂縫的防治

由于混凝土的收縮而造成裂縫形成是其中最主要的一個原因，要有效地提高混凝土樓板的抗裂性能，在施工中應優化混凝土配合比，減小預拌混凝土的水灰比，加強對原材料質量的控制，選用水化熱小和收縮小的水泥及嚴格控制砂、石子的含量，加強對混凝土澆筑和養護的管理，加強振搗，提高混凝土的密實性和抗拉強度。

5.2 混凝土溫度變化引起的裂縫的防冶

GB 50164-92混凝土質量控制標準中明確規定:高溫季節施工時，混凝土最高澆筑溫度不宜超過35℃，應在夜間溫度較低時澆筑混凝土，避開當天高溫時段;對攪拌運輸車罐體、泵送管道采取保溫、冷卻措施。

5.3 正確選擇養護時間和方法

混凝土澆筑面受到風吹日曬，表面干燥過快，產生較大的收縮，受到內部混凝土的約束，在表面產生拉應力而開裂。如果在混凝土終凝之前進行早期保溫保濕養護，對減少干燥收縮有一定作用。

5.4 嚴格控制混凝土施工配合比

研究開發泵送條件下的低收縮率的干硬性混凝土，專門用在現澆鋼筋混凝土樓板工程上。嚴格控制水灰和水泥用量。選擇級配良好的石子，減小孔隙率和砂率以減少收縮量，提高混凝土抗裂強度。有條件的不妨采用“放”的特殊構造措施。例如，可將端跨設計成簡支板的形式，即在樓板與梁之間設置施工縫隔離。對于一般混凝土樓板表面的龜裂，可先將裂縫清洗干凈，待干燥后用環氧漿液灌縫或在表面涂刷封閉，施工中若在終凝前發現龜裂時，可用抹壓一遍處理。

5.5 嚴格混凝土施工工藝的控制

在混凝土澆搗前，應先將基層和模板澆水濕透，避免過多吸收水分。澆搗過程中應盡量做到既振搗充分又避免過度。在樓板澆搗過程中更要派專人護筋，避免踩彎面負筋的現象發生。

5.6 混凝土樓板澆筑完畢后，表面刮抹應限制到最小程度

防止在混凝土表面撒干水泥刮抹，并加強混凝土早期養護。樓板澆筑后，對板面應及時用材料覆蓋、保溫，認真養護，防止強風和烈日曝曬。

5.7 后澆帶的施工

應認真領會設計意圖，制定施工方案，杜絕在后澆帶處出現混凝土不密實、不按圖紙要求留企口縫以及施工中鋼筋被踩彎等現象。同時，更要避免在未澆筑混凝土前就將部分模板、支柱拆除而導致梁板形成懸臂，從而造成變形等現象的發生。

5.8 合理進行預埋線管的施工

線管在敷設時應盡量避免立體交叉穿越，交叉布線處可采用線盒，同時在多根線管的集散處宜采用放射形分布，盡量避免緊密平行排列，以確保線管底部的混凝土灌注順利和振搗密實。并且當線管數量較多時，使集散處的混凝土截面大量削弱時，應按預留孔洞構造要求在四周增設上下各2Φ12的井字形抗裂構造鋼筋處理。

5.9 加強施工過程的管理

澆搗樓板混凝土時，必須鋪設操作平臺，防止施工操作人員直接踩踏上層負彎矩鋼筋。同時加強澆搗樓板混凝土整個過程中的鋼筋保護，隨時將位置不正確的鋼筋復位，確保其位置準確。設計樓板底模及支架時，應充分考慮能夠滿足承受各種可能的施工荷載的需要。混凝土澆搗后，必須留有足夠的養護時間，未達到規定的強度不得在上面進行后續工序作業。

可以有針對性地在外墻轉角樓板處增配放射性配筋，提高部分外墻的保溫隔熱標準。特別是對外墻轉角處的內墻面，要采用加貼保溫隔熱材料的辦法，減少溫差對樓板變形帶來的影響。

在施工過程中，施工進度適當，嚴格施工操作程序，不盲目趕工。杜絕過早加荷載和過早拆摸。做到科學施工，堅決反對違反科學的蠻干的做法。只有這樣，才能使當前樓板結構裂縫的這一質量通病得到有效控制。

6 樓板裂縫的處理原則和處理方法

6.1 裂縫處理的原則

6.1.1 遵循設計和規范要求

必須充分了解設計意圖和技術要求，嚴格遵循設計和施工規范的有關規定。

6.1.2 滿足受力情況和使用要求

應認真分析裂縫產生的原因和性質，根據不同的受力情況和使用要求，分別采取不同的治理方法。

6.1.3 保證結構原有的承載能力和使用功能

裂縫處理后應能保證結構原有的承載能力、整體性以及防水、防滲性能。處理時要考慮溫度、收縮應力較長時間的影響，以免處理后再出現新的裂縫。

6.1.4 避免大動大補和損傷原有構件

防止進一步人為損傷結構和構件，盡量避免大動大補，并盡可能保持原結構的外觀。

6.1.5 技術可能和經濟合理

處理方法應從實際出發，在安全可靠的基礎上，要考慮技術上的可能性，力求施工簡單易行，以符合經濟合理的原則。

6.2 裂縫治理的方法

根據《混凝土結構設計規范》規定的鋼筋混凝土構件裂縫寬度允許值，混凝土結構或構件出現裂縫，有的破壞結構的整體性，降低構件的剛度，影響承載能力;有的雖對承載能力無多大影響，但會引起鋼筋的銹蝕，降低耐久性，或發生滲漏，影響使用。因此要根據裂縫性質、大小、結構受力情況和使用要求，區別情況，及時進行治理。一般常用的治理方法有以下幾種。

6.2.1 表面修補法

適用于對承載能力無影響的表面及深進裂縫，以及大面積細裂縫防滲、漏水的處理。這種裂縫寬度小于0.2 mm。

1)表面涂抹水泥砂漿。將裂縫附近或沿裂縫鑿成深15 mm～20 mm，寬150 mm～200 mm的凹槽，有抹灰層的鑿去抹灰層，掃凈并灑水濕潤。槽內嵌水泥砂漿或瀝青油膏等，嵌補完后恢復抹灰層。

2)表面涂抹環氧膠泥或用環氧粘貼玻璃布。涂抹環氧膠泥前先將裂縫附近80 mm～100 mm寬度范圍內的灰塵、浮渣用壓縮空氣吹凈或用鋼絲刷、砂紙、毛刷清除干凈并洗凈，油污可用二甲苯或丙酮擦洗一遍，并將裂縫處表面烘干、預熱以保證環氧膠泥與混凝土粘結良好;采用環氧粘貼玻璃布方法時，玻璃布在使用前應在堿水中煮沸30 min～60 min，再加清水漂凈并晾干，以除去油蠟，保證粘結。

3)表面鑿槽嵌補。沿混凝土裂縫表面鑿一條深槽，槽內嵌水泥砂漿或環氧膠泥、瀝青油膏等，表面做砂漿保護層。

6.2.2 內部修補法

內部修補法一般是采取壓力灌漿力法，系用壓漿泵將膠結料壓入裂縫中，由于其凝結、硬化而起到補縫作用，以恢復結構的整體性。此種方法適用于對結構整體性有影響，或有防水、防滲要求的裂縫修補。常用的灌漿材料有水泥和化學材料，可按裂縫的性質、寬度以及施工條件等等具體情況來選用。一般對寬度大于0.5 mm的裂縫，可采用水泥灌漿;寬度小于0.5 mm的裂縫，或較大的溫度收縮裂縫，宜采用化學灌漿。應沿裂縫鑿八字形槽，沖洗干凈后，用1∶2的水泥砂漿抹平，或采取環氧樹脂膠泥嵌補。

6.2.3 結構加固法

適應于對整體性、承載能力有較大影響的深進及貫穿性裂縫的加固處理。裂縫寬度一般在1 mm～3 mm之間，一般方法是加鋼筋混凝土圍套和加鋼套箍進行加固處理。

6.2.4 綜合加固補強法

對寬度大于3 mm的裂縫往往有構造上的缺陷，有通長、貫通的危險結構裂縫，采取結構膠粘扁鋼加固補強。此時已不能單純的使用一種修補方法，一般是多種方法并用，并在構造上進行加固補強。

7 工程實例裂縫處理方法

根據上述裂縫的處理辦法，施工單位針對本項目樓面裂縫產生的原因和性質，對2層樓板裂縫采取表面修補法，對地下室頂板裂縫采取壓力灌漿內部修補法，兩種不同的處理方案，經專家論證會論證后實施。

7.1 2層樓板裂縫采取表面修補法

將裂縫附近或沿裂縫鑿成深15 mm～20 mm，寬150 mm～200 mm的凹槽，掃凈并灑水濕潤，槽內嵌水泥砂漿，嵌補施工后再抹灰。

7.2 地下室頂板裂縫采取壓力灌漿法

沿裂縫鑿八字形槽，沖洗干凈后，采取壓漿泵將環氧樹脂膠泥壓入裂縫中，注漿完后面層抹灰。

采取上述不同的方法對樓板裂縫進行處理，效果很好，裂縫處理完至今已有兩年，房屋已交付使用，經過觀測，未再出現任何裂縫，達到了設計要求。

8 結語

從上述工程的樓板裂縫分析可以看出，許多因素都可以導致現澆鋼筋混凝土樓板產生裂縫，有荷載、材料、溫度、施工工藝及施工管理等原因，特別是由于混凝土是多元、多相、非勻質的復合材料，如果混凝土的質量控制不到位，就容易產生裂縫。因此，要有效控制樓板裂縫，必須從結構設計、混凝土原材料到施工工藝、施工管理等進行工程的質量控制，才能有效控制裂縫的產生，裂縫發生后應認真分析裂縫產生的原因和性質，根據不同的受力情況和使用要求，分別采取不同的處理方法。裂縫處理后應能保證結構原有的承載能力、整體性以及防水、防滲性能，并力求施工簡單易行，以符合經濟合理的原則。

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