關于現澆樓面開裂問題的探討

王萍

摘 要 現澆樓面板的裂縫是目前較難克服的質量通病之一。實踐證明，通過合理設計、施工及監理控制手段可以克服裂縫的產生。

關鍵詞 鋼筋混凝土 樓板 裂縫 原因 辦法

現澆住宅樓板的裂縫雖是一種常見的建筑質量通病，但它對工程質量造成的后果也是很嚴重的。因此，應引起工程技術界廣泛重視，以最大限度減少或杜絕此類質量問題的發生。

一、通常結構砼裂縫的分類

一是荷載開裂：受拉、受彎、受剪、受壓、受扭、組合作用。二是非荷載開裂：收縮、溫度、結構變形調整，組合作用。

對于第一類開裂，在我國現行規范中已規定了相應控制的計算方法和構造措施，盡管由于計算模式選擇和試驗統計因素帶來公式不定性，不可能十分精確，但總體是可以控制的。

對于第二類開裂，更多設計材料性質，結構構件邊界條件等因素，則還沒有在結構規范中明確給出計算方法。

二、現澆砼樓板開裂特征及原因分析

1.荷載作用下因為超越或截面、配筋不足產生的開裂。對單向板來說常發生在板底中部和近支座的板上表面，裂縫走向平行于板的長邊，是受彎構件的開裂形態。原因是設計考慮不周，如截面設計偏小、配筋不足、支座嵌固條件不準確等原因；或者因為施工過程中板的實際澆注厚度不足，鋼筋走位，保護層厚度過大，板的有效高降低；或者因為鋼筋代換不當；砼強度不足；或工期緊，過早拆模產生砼板早起受荷而實際在非設計狀態下過載開裂。這些開裂的特點，無論板上表面，還是下表面開裂都不是貫通的。對于雙向板，除可能在兩個方向都產生裂縫外，在板的角部還可能出現45°斜向開裂，裂縫形態為中段較粗，向縫兩端延伸較細。

對這種荷載開裂的處理，應實際檢測出開裂板的現有截面結構特征，并應考慮由于板的開裂而出現的內力轉移的影響。當不能滿足現行國家規范可靠度要求時，應進行結構加固處理，且應考慮加固時板內鋼筋已有應力，補強鋼筋應力發揮不足的折減，一般不同情況要乘以0.7～0.9的系數，

如果隨著時間的推移，檢測時板砼的實際強度已提高很多，按實際檢測的板結構計算參數復核，可以滿足現行國家規范可靠度要求（包括構造要求），而裂縫寬度又小于規范規定的數值，則可不必進行結構加固處理，只進行封閉，增加耐久性，恢復功能的處理。如果計算可靠度滿足，而裂縫寬度超過了規范規定的數值，宜除考慮增加耐久性封閉處理外，還需進行加強板整體性的部分結構加固。

這類問題屬常規結構復核，加固處理，一般設計概念清楚是容易解決的。

2.非荷載-自應力開裂。現澆板自應力開裂的特點：第一，在板的平面分布沒有明確規律，有的在短向，有的在長向，有的斜向，甚至對單向板來說平行于受力鋼筋。第二，板總體收縮性開裂的明顯特點為貫通性，即沒有受彎構件開裂存在中和軸的特點，而軸拉或偏拉件開裂的特點，沿全截面貫通，且往往由于約束條件不同，如板底配筋量多于板頂面，板頂面裂縫寬度大于板底的寬度，呈上寬下窄。第三，板面龜裂是不貫通的表面不規則砼開裂，通常裂縫深度達30 mm～50 mm。第四，板的早期溫度開裂出現在表面，一般不貫通，形態不規則，而砼硬化后由于溫度變化，邊界收到約束產生的開裂，是貫通的，與硬化總體收縮開裂相似，框架連續現澆板常發生這類情況。

這些開裂是由于砼的變形性能與施工、環境和溫度條件的不利組合的結果。即有砼的自身原因，也有施工工藝原因，還有砼初期強度增加時環境條件的不利影響。定量化每個因素占怎樣的數量是很難的，但我們也可以根據以往研究資料和工程以驗進行定性分析和宏觀控制。

商品砼和大流動度砼比較容易出現上述開裂。這種情況大多在澆筑砼半小時至3小時之間即發生，砼處于既不是剛澆時的大流態，又不是完全硬化的塑性狀態，砼表面剛剛消失水光就出現了開裂。對大流動度砼既不能漏振，也不能過振，通常20分鐘內二次振搗完成。如果出現這種開裂，應在終凝前及時壓抹、搓毛，開裂可以愈合。

從機理看，這些開裂都與砼硬化過程中的體積變化及硬化后隨溫度變化而變化有關。砼硬化過程的體積變化有化學的，也有物理的。化學收縮指水泥水化成物的體積要比反應前物質總體積小。這里不是講無水熟料礦物轉化為水化物固相體減少，而是指水泥和水總體，即水泥水化前后的平均密度不同。如對普硅水泥來說，每100 g水泥的水化前后縮減總量為7 ml～9 ml，約占總體積的2%，可見不小。這種收縮一般在40～60天完成，是不可恢復的。

砼的干縮是屬于物理性體積變化，一般取決于周圍環境的溫度變化，其原因是砼內吸附的水分蒸發喪失及砼內顆粒受到毛細壓力作用而使凝膠體產生收縮。應該說這種收縮部分是可恢復的，即砼重新吸水還可膨脹恢復50%左右的變形。砼的干縮變形可達0.3～0.6。而砼的極限變形為0.001 5～0.002，這樣對于有約束的砼板，當板尺寸達4 m～6 m時，遇到干燥環境，如果沒能灑水構成潮濕環境，則很可能就開裂，再加上化學收縮變形的疊加還可能在更新尺寸的現澆砼構件中出現干裂。由于砼本身的各種異性和構件截面的變化，如板中有穿線管削弱截面，則開裂就可能在最薄弱處出現，這也就是收縮開裂沒有受力開裂規律的原因。

砼干縮與水泥品種、水泥用量、骨料性質、養護條件、使用環境和構件的比表積等諸多因素有關，不利的組合將造成不同災害的后果，這是我們在施工中特別要注意的問題。

礦渣水泥比普通水泥收縮大，高強度等級顆粒細比低強度等級水泥收縮大；水泥用量多比用量少大；骨料對水泥漿收縮有限制作用，骨料彈性模量大的收縮就要小；養護好（表面積/體積）大的收縮大。對板類構件，因為比表面積大，重要的是如何養護和初期砼強度增長快時保持潮濕環境，讓砼強度增長的梯度大，而收縮的梯度換下來，對抑制砼收縮早期開裂是十分有效的。

樓板純受外部溫度影響開裂一般發生在受約束的較長連續板中，溫度變化1℃，每m線變形為0.01 mm左右。如果將外溫度引起的應變值乘以彈性模量就是溫度應力。我們在磚混結構中常看到的頂層砌體開裂就是由于屋蓋砼在正溫差下膨脹值大于砌體而導致砌體開裂的。而在低溫下，像框架結構，板負溫收縮受到柱的約束，則往往可能使板開裂。

三、對現澆樓板自應力開裂的防治

防治上述樓板自應力開裂的主要措施應從改善砼材性和采用合理的施工工藝著手。

1.從材料性能看，應盡量減少水灰比。水泥灰化用水一般僅為20%～25%，其余都是施工和易性要求，要適當使用外加劑來保證。此外應盡量選擇收縮量小的水泥品種，如粉煤灰水泥、中低熱水泥或普硅水泥。適量的摻入粉煤灰，使砼更緊密，減少收縮。在配比上盡量減少單位水泥用量，適當增加粗集料用量，減少砂率。

2.從施工工藝看，主要是加強早期養護。早期養護如澆水、復蓋，避免在早期砼強度不高時，收縮梯度很大，尤其是夏季干燥的風天和冬季將采暖時特別容易產生板自應力開裂，要重點加強養護。

在結構構造設計中，宜配置細而密的鋼筋，甚至上、下配構造鋼筋，可以抗裂和降低開裂程度。

對現澆樓板的自應力開裂一般無需驚慌。對未超過現行規范限度的裂縫只需進行封閉處理，對寬度超過現行規范限度的裂縫，也只需在封閉處理后，在開裂處局部粘貼鋼板或碳纖維，以加強其整體性。

四、結束語

造成現澆板裂縫主要是施工技術和方法的問題，要防止裂縫的產生，必須加強質量管理，嚴格按程序施工，并控制好材料質量，做好砼配合比試驗和養護工作，只要管理到位，就能有效地防止裂縫的產生。