現澆混凝土樓板裂縫的成因及預防措施

胡 華 吳志強

(江西廣播電視大學，江西南昌 330025)

目前，現澆鋼筋混凝土樓板已經成為房屋建筑結構的主要形式之一。長期以來，由于對混凝土裂縫問題認識上的偏差，或重視程度不夠，混凝土樓板開裂現象十分普遍，直接影響到房屋建筑的正常使用以及結構安全性，這已經成為房屋建筑工程施工迫切需要解決的質量通病。因此分析現澆混凝土樓板裂縫成因并提出預防處理措施，對于完善混凝土設計施工技術具有重要的意義。

1 混凝土樓板裂縫產生的原因

1.1 混凝土收縮的影響

混凝土作為由砂石集料、水泥以及水拌和而成的脆性材料，在施工完后隨著水分的大量蒸發，混凝土體積勢必隨之收縮產生變形。但是由于現澆混凝土樓板受到梁、柱、墻等周邊支座的約束力，并不能自由收縮變形。當約束應力超過混凝土的極限承受能力時，就會造成現澆混凝土樓板的開裂。引起混凝土收縮主要有以下幾個因素:

1.1.1 水泥性能對混凝土收縮的影響

大量實驗研究表明，水泥抗裂性能的降低導致混凝土收縮增大;由于追求高強度及早強，水泥的含堿量越來越高，水泥細度越來越細，C3S含量越來越高，這使水泥抗裂性能大幅度降低。

1.1.2 外加劑對混凝土收縮的影響

混凝土高效減水劑是泵送混凝土不可缺少的組成材料，而高效減水劑的性能直接影響到混凝土的收縮性能。一般高效減水劑的收縮率在115% ～135%之間，使得加入了更多的高效減水劑泵送混凝土比非泵送混凝土、現場攪拌混凝土容易產生裂縫的原因。早強劑使混凝土水灰比減少，導致混凝土自收縮增大，早期收縮大大增加，混凝土早期抗拉強度增加不大，收縮與拉應力也增大，而收縮與拉應力成正比，混凝土又是脆性材料，結果混凝土被拉裂。

1.1.3 混凝土硬化前的收縮

根據試驗研究硬化前收縮率比硬化的收縮率大10～30倍。澆筑樓板混凝土時，表面溫度高，水蒸發量大很快變干硬化，而內部混凝土未硬化。在表面至內部未硬化混凝土之間，存在三角化梯度層，這層制約了內部混凝土繼續變形。由于未硬化混凝土變形快，在變形到一定程度，表層硬化就被拉裂。

1.2 建筑設計的影響

⑴現在混凝土設計強度等級高，施工單位和建設單位又特別強調加快工程進度，要求提高早期強度，特別喜歡用R型水泥和早強型外加劑，從而使混凝土早期水化快，水化熱發展快，凝結硬化也較快，1－3天的早期強度高，于是溫度的影響就凸現出來，裂縫也就越容易產生。

⑵現代建筑功能復雜，各種管線很多，為了建筑的美觀和功能使用的需要，幾乎絕大部分的管線都預埋在混凝土結構中。預埋管線使結構截面受到削弱，并且預埋管線四周的混凝土也不易振搗密實，混凝土容易產生缺陷，從而引起應力集中，導致裂縫發生。特別當預埋管線的直徑較大、樓板跨度也較大、并且管線敷設走向垂直于混凝土收縮和受拉方向時，就更容易發生樓面裂縫。

⑶現行設計理論偏重承載能力方面的計算，忽略混凝土收縮和溫差作用所引起的變形。房屋四周陽角由于受縱、橫兩個方向的樓面梁約束，限制了樓板混凝土的自由變形，因此在溫差和混凝土收縮作用下，樓板在薄弱處首先開裂，產生45度左右的斜裂縫。

1.3 建筑施工的影響

⑴從施工方面看，振搗時間過長，導致漿體上浮，混凝土骨料下沉，使混凝土失水干燥后，毛細孔收縮引起裂縫;由于振搗時趕料的方式不對，造成的區域大量沉積漿體外流，出現了骨料富集區，而在漿體富集區則易產生混凝土收縮裂縫;澆注時間選擇不當，在夏季和大風季節施工更易開裂;養護一直是施工單位最容易忽視的問題，不良的養護制度極易使混凝土表面因溫度梯度過大而產生拉應力開裂。

⑵樓板上層鋼筋網未得到有效保護，各工種交叉作業，施工人員多，行走十分頻繁，樓板的上層鋼筋受到人工踩踏后易彎曲、變形、下墜、偏位。導致上層鋼筋的混凝土保護層過大，甚至根本缺失樓板的上層鋼筋。

⑶材料吊卸部位容易產生裂縫。目前在主體結構的施工過程中，普遍存在著質量要求與工期要求之間的矛盾。一般主體結構的樓層施工速度平均為5～7d左右一層。最快時候甚至不足5d一層，當樓層混凝土澆注完畢后不足24h，就忙著進行柱鋼筋綁扎、材料吊運等施工活動，樓板在強度不足的情況下受材料吊卸的沖擊震動荷載和集中荷載的作用會引起裂縫，當房屋開間較大時此現象更為明顯。

⑷模板安裝質量差及模板拆除時間過早也易產生裂縫。部分樓層，特別是層數較高的樓層，由于模板翻轉過多，再加上目前建筑市場上的模板質量普遍較差，造成模板破損嚴重。施工方考慮到成本因素，仍將這些破損的模板安裝上去，以及部分工人工藝水平不夠，造成安裝完成后的模板拼縫較大，剛度不足，如此模板質量澆搗后的混凝土缺陷較多。此外，拆模時間過早混凝土強度未達到設計和規范的要求，也易產生樓板裂縫。

⑸部分樓板面在澆搗混凝土時，平整度控制較差，再加上找平層施工時一次粉刷過厚，也容易產生裂縫。

1.4 地基沉陷、變形等原因

地基不均勻沉降也是造成樓板開裂的一個原因。裂縫的大小、形狀、方向取決于地基變形的情況。地基變形造成的應力較大，裂縫一般都是貫穿性的。特別是工期短、人工處理的地基更容易變形、沉陷。

1.5 外界溫度的影響

混凝土的溫度膨脹系數為1×10－5/℃，一般情況下隨氣溫變化產生的脹縮量，由于配置鋼筋增加了混凝土構件的抵抗力，問題不大。但對于狹長的鋼筋混凝土樓板，由于外界溫度驟變，會引起體積脹縮。這種脹縮受到內部鋼筋的約束，就可能使混凝土樓板發生裂縫。特別是大進深房屋，為了獲得較好的采光效果，建筑師經常采用凹口處理，削弱了混凝土樓板剛度，形成混凝土樓板瓶頸部位，在外界溫度作用下常常發生裂縫。同樣，樓梯間或衛生間與樓板相接部位也會產生類似裂縫。

2 裂縫控制的技術措施

2.1 改善混凝土性能，加強對混凝土樓面的養護

首先應控制原材料質量，選用高效優質混凝土外摻劑、摻合料，改善混凝土的性能，減少混凝土的收縮。樓板混凝土宜采用旋窯廠生產的質量合格的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥拌制，并控制摻合料的總摻量，粉煤灰或粉摻量不得大于水泥用量的15%，兩種合摻時不得大于水泥用量的20%。粉煤灰等級應不低于Ⅱ級。施工現場應建立健全質量控制體系，嚴格按配合比計量施工，嚴格控制商品混凝土的坍落度，以保證混凝土半成品質量。

骨料的選擇也很關鍵，增大粗骨料的比例并保證粗骨料有良好的級配，減少骨料的孔隙率，增加骨料的密實度，可以減少膠結材料的數量、減少用水量，能降低水化熱和減少收縮，保證板面混凝土的整體性。實踐表明碎石骨料在攪拌混凝土前澆水濕潤，可減少預拌混凝土在運輸過程中因碎石吸水而使混凝土坍落度損失。砂的粗細程度對于混凝土的強度有明顯影響，研究表明當混凝土膠結材料總量、水灰比和摻合料品種數量一致時，砂細度模數越大，混凝土強度就越高，約可提高10%。根據混凝土強度選擇合理的砂率，在保證混凝土流動性基礎上可減少用水量和水泥用量，降低水化熱提高混凝土的抗裂性能。

混凝土早期保濕養護是預防裂縫產生的重要措施，對其強度增長和性能的保證也十分重要。早期的妥善養護，可以避免混凝土表面脫水，混凝土表面水分散發過快，導致收縮迅速;而混凝土內部水分散失過慢，收縮也慢，此時混凝土強度低，不能承受較大的干縮應力作用，如養護不及時會在混凝土硬化早期發生較大的干縮裂縫。待混凝土表面干縮后，對混凝土進行二次抹平，消除混凝土表面的微小收縮，防止混凝土收縮出現裂痕，養護時用砂、麻袋覆蓋，效果較好。

2.2 設計方面的預防措施

由于結構在約束狀態下，首先要有變形的余地。如結構沒有條件滿足此要求，則必然產生約束應力，當應力超過混凝土的抗拉強度時，就導致開裂。因此在工程設計中，應根據結構所處的具體時空條件對預防混凝土開裂的方法加以靈活的應用，如從結構形式的選擇方面(微動、設縫措施等)及材料性能方面(提高抗拉強度、變形能力和韌性等)采取綜合措施，即遵循“抗與放”的設計準則，來防止裂縫的產生。具體設計中，設計人員應考慮建筑物長度因素，如建筑物長度較長，但又在規范規定不需要設置變形縫的范圍內，可考慮留置后澆帶;盡量采取規則的結構形狀和平面布局，避免結構突變產生應力集中;對某些可能出現溫度和收縮應力集中的盡量采用小直徑、密間距分布鋼筋(直徑8～14mm、間距100～150mm較為適宜);加強構造配筋，板頂部的受壓區連續配筋，板的陽角、陰角配置放射筋。

2.3 施工過程中的控制措施

⑴現澆混凝土樓板澆筑前應將基層和模板澆水濕透，但不得有明水存在。其次是振搗問題，使用插入式振動器要求做到快插慢拔，插點要均勻排列，逐點移動，按順序進行，不得遺漏，做到均勻振實。樓板澆筑的虛鋪厚度應略大于板厚，用平板振動器垂直澆筑方向來進行振搗。水平和垂直方向各一遍，每次振搗相互重疊1/3的振搗寬度，盡量不留施工縫。在初凝后和終凝前應用木抹子趕平壓實及用鐵抹子趕壓三遍，在表面泌水完全排除掉時進行，抹面時應用力抹壓，以閉合已產生的微裂紋和泌水孔，減少收縮裂縫的出現。商品混凝土中嚴禁私自加水，以免影響和易性。加強對樓面混凝土的養護工作，及時對混凝土進行澆水養護，防止水分蒸發;不要只重視進度而忽視質量，在混凝土強度達到1.2N/mm2前，不得上去踩踏或進行施工。保證規定的養護時間，一般情況下不少于7d，對摻有外加劑或抗滲混凝土養護不少于14d，提高混凝土自身拉伸應變能力，防止干縮變形出現裂縫。混凝土的早期保濕養護是非常重要的一個環節，可以避免表面脫水并大量減少混凝土初期伸縮裂縫發生。

⑵樓板鋼筋位置的保護措施:鋼筋在混凝土板中承擔抵抗外荷載所產生的彎矩，防止混凝土收縮和溫差裂縫發生。在實際施工中，樓板下層的鋼筋網在混凝土墊塊(縱橫向的墊塊間距應限制在1m左右)及模板的依托下，保護層比較容易正確控制。樓板上層鋼筋網的有效保護一直是施工中的難題，在施工中應做到:樓層上層鋼筋必須設置馬凳筋，其縱橫向的間距不大于600mm，支撐馬凳筋不小于直徑10，同一方向上的支撐不少于2道，且距板筋末端不大于150mm;施工過程中盡可能合理安排好各個工種交叉作業時間，在板底鋼筋綁扎完畢后，線管預埋和模板封鑲收頭應及時穿插作業，并爭取全面完成，做到不留或少留尾巴，以有效減少鋼筋綁扎后作業人員行走對其造成的破壞;加強施工作業人員的教育和施工管理，使全體操作人員充分認識到保護僂板鋼筋的重要性;行走時，應自覺沿鋼筋馬凳筋支撐點通行，不得隨意踩踏中間架空部位鋼筋。安排足夠數量的鋼筋工，在混凝土澆筑前及澆筑過程中及時進行整修，特別是支座端部受力最大處及樓面裂縫最容易發生處應重點整修，同時混凝土工澆筑前在施工通道鋪設臨時活動跳板，擴大接觸面，分散應力，盡力避免上層鋼筋因受到踩踏變形。

⑶對于材料吊卸區處樓板，應合理安排樓層施工作業計劃，在混凝土強度達到1.2N/mm2前及樓板混凝土澆筑完畢后的一定時間內(氣溫低于15℃、48h內;氣溫高于15℃、24h內)可限量做測量、定位、彈線等準備工作，不允許吊卸大宗材料，避免沖擊震動。之后第二天，可分批安排吊運少量小批量的柱和剪力墻鋼筋，做到輕卸、輕放并且分散以控制和減少沖擊震動力。之后第三天方可吊裝鋼管等大宗材料以及進行樓層柱、剪力墻正常支模施工，在模板安裝時，吊運上來的材料應作到盡量分散就位，減少樓面震動和荷載。材料吊卸堆放區(一般約50m2左右)的模板在搭設前，預先考慮采取加密立桿(立桿的縱橫向間距均不大于800mm)和隔柵。加強模板支撐強度和剛度，減少變形，提高該區域的抗沖擊震動能力，防止裂縫的發生。

⑷模板要進行強度計算，選擇有足夠剛度的模板支撐體系，不得隨意改變施工方案，避免模板變形、支撐下沉，模板接縫應嚴密，嚴禁模板漏漿。施工中要嚴格執行拆模申請制度，只有在同條件養護試塊合格的情況下才允許拆模。

⑸在澆搗混凝土時，應控制好結構標高和平整度，在找平層粉刷時不能一次性粉刷過厚，應進行分層施工，并做好基層的清理工作。同時在較厚的找平層中增設鋼筋加強網或采用抗裂砂漿等措施進行防止裂縫。

2.4 地基不均勻沉降引起的樓板裂縫的預防措施

在房屋選址時，應盡量選擇地基土均勻的場地，同時盡量使建筑平面和體型規則對同棟建筑應采用同一類型標準，局部高強度地基采用換土或褥墊處理，按規范要求進行地基變形驗算。當上述措施無法滿足地基變形要求時，在建筑的下列部位，宜設置沉降縫，進行樓板裂縫的預控:建筑物平面的轉折處;高度差異或荷載差異較大處;長高比過大的鋼筋混凝土框架結構的適當部位;地基土的壓縮性有顯著差異處;建筑物或基礎類型不同處;分期建造的房屋的分界部位。

2.5 外界溫度產生樓板裂縫的預防措施

在薄弱部位應加強布筋，設置溫度鋼筋或設置后澆帶。在南方地區，現澆鋼筋混凝土屋面板容易出現裂縫，主要的解決方法是提高防水等級，增加保溫隔熱措施，設置鋼筋及伸縮縫。

3 對樓板裂縫的彌補處理措施

如果樓板已經由于各種原因而產生了裂縫，那么就需要做好妥善處理工作。一般來說，住宅樓地面上部的找平層較厚，可以通過在找平層中增設鋼絲網、鋼板網或抗裂短鋼筋進行加強。但是由于板底裝飾層較薄，通常無吊頂遮蓋，裂縫容易暴露，影響美觀，所以板底應該妥善處理，可以采用委托具有資質的專業加固單位采用壓力灌漿等方法對裂縫作處理。混凝土樓板裂縫，若在混凝土仍然是潮濕狀態時，可采取的處理措施有:如產生的裂縫寬度很小時，可以采取掃入水泥和膨脹劑的混合物填充到裂縫中;如裂縫寬度稍大一些時，可以沿產生的裂縫注入具有膨脹性能的水泥漿;如產生的裂縫寬度再大一些時，可以直接澆筑具有微膨脹的與原混凝土采用的水灰比相同水泥砂漿。若混凝土已經到了硬化狀態，可考慮采用環氧樹脂水泥砂漿或聚合物水泥砂漿灌縫。而對于那些對強度要求不高的混凝土構件，還可以采用柔性材料如各種防水密封膠等進行密封，以防止滲水和鋼筋銹蝕。

4 結束語

現澆混凝土樓板裂縫雖是一種常見的建筑質量通病，但只要加強混凝土樓板的原材料、結構設計及施工工藝的管理，嚴格遵守各種規范規定，就能大大地減少混凝土樓板裂縫產生的可能性。

［1］江正榮.建筑分項施工工藝標準手冊［S］.北京:中國建筑工業出版社，2004.

［2］混凝土結構工程施工質量驗收規范［S］.GB50205－2002.

［3］混凝土結構設計規范［S］.GB50010－2010.

［4］林新興.商品混凝土結構裂縫的成因及預防措施［J］.福建建設科技，2008，(4).

［5］陳成才.樓板裂縫原因及預防措施［J］.福建建筑，2009，(5).