現澆鋼筋砼樓板裂縫成因及防治詳析

羅景容

【摘要】 現澆鋼筋砼樓板裂縫的問題，已是一個不容忽視的客觀事實。因此很有必要從設計和施工等方面采取必要的措施以防止樓板裂縫的產生。首先從裂縫的特點和成因上進行分析，重點從設計、施工等四個方面提出防治措施，以期提供理論參考。

【關鍵詞】 鋼筋砼；現澆；樓板裂縫防治

在房屋建筑工程中，與預制砼板相比，現澆砼樓（屋）面板具有較好的整體剛度、較強的抗震性和結構安全性。隨著人們生活水平和安全意識的不斷提高， 現澆砼板結構越來越多的用于建筑工程中。但是由于設計和施工等方面原因的影響， 使很多建筑的現澆砼樓板出現不同程度的裂縫， 在社會上造成不良影響， 引發業主的投訴、索賠要求及各種糾紛。因此采取合理措施，預防和控制現澆砼樓板裂縫的發生有著重要的意義。現結合現澆砼樓板工程實踐中常見的幾種裂縫， 進行裂縫成因分析并提出相應的解決辦法、措施， 以達到預防和控制現澆砼樓板產生裂縫的目的。

1. 現澆鋼筋砼樓板裂縫的成因分析

1.1裂縫的特點

通過對某些現澆樓板裂縫的調查，發現裂縫一般在主體結構完成半年內出現，縫寬在0.1至1mm之間，個別縫寬達1.4mm。有的裂縫貫穿樓板，并且出現在不同房間區格。圈梁處不貫通，南向房間裂縫多，北向房間裂縫少（樓板厚度110mm以上出現裂縫較少），頂層裂縫尤為嚴重。根據裂縫產生的部位和形態，主要可歸納為以下幾類。第一，穿線管位置裂縫。該類裂縫沿穿線管布設位置產生，由于線管斜向布設較多，所以裂縫以斜裂縫居多。第二，施工縫位置裂縫。不少工程在樓板施工時留設了一定數量的施工縫。由于施工縫一般為橫向，所以出現了很多橫向裂縫。第三，樓板橫向裂縫。基本均出現在板中受彎應力最大位置，甚至橫向貫通整個房間。第四，建筑物陽角部位現澆樓板板角裂縫。該類裂縫出現在屋面、首層地面（大地下室）等樓層，在建筑物的陽角部位，南側房間居多。裂縫成45°角，中部寬兩邊窄，端頭消失在圈梁處，多為上貫通的裂縫。（見圖1）

1.2裂縫的成因

在調查中，對所調查建筑物的使用情況和周邊的環境條件進行了相應的檢查和測量，主要是以下幾個方面。

1.2.1環境溫差變化和砼收縮變形

目前設計中鋼筋砼樓板大多采用井式樓蓋的布置形式，此種布置形式，由于樓板受周邊梁的約束，梁的截面剛度遠大于樓板的剛度，同時板的體積與表面積的比值較小。在同體積截面為200mm×200mm的棱柱體與一個厚200mm，寬2000mm的薄板相比，薄板的水力半徑倒數比棱柱體大5倍，即薄板的收縮遠大于同面積棱柱

體。這一事例說明了在水平方向上樓板的收縮變形大于梁，從而使板內出現拉應力。（見圖2）

另外外縱墻與山墻在外界氣溫影響下，承受著熱脹和冷縮的反復作用。由此產生的溫差應力也會在外縱墻與山墻的交界附近的樓板角部產生較大的主拉應力。砼收縮應力和墻體的溫差應力的疊加。當板內拉應力超過了砼的抗拉強度，樓板就會產生裂縫。設計上板內配筋都按平行于板的四邊的布置形式，該種布置對板轉角處對角線方向的抗拉能力最薄弱。這就是此種裂縫均出現在板的轉角處，并呈45度斜向放射狀的原因。從實際調查的結果來看，此類裂縫的出現大多發生在工程竣工后的半年到一年時間，且許多房子尚未住人，而同類結構中有人居住的反而出現裂縫的較少。無人居住的房子中打開門窗的房間比完全封閉門窗的房間樓板出現裂縫少。這一現象說明，有人居住和打開門窗的房間由于通風的原因，使室內外溫度濕度差異不大，從而使砼的收縮不大，因而出現裂縫較少，而且也證明角區板裂縫的出現并不是荷載作用的結果。目前設計中，大多數樓板均采用彈性設計方法進行計算配筋，加之，實際設計中，板厚和實際配筋往往比計算值要富裕些，因此即使在使用荷載作用下，井式樓板角區存在無負筋卻承受一定負彎矩的區域，由于該負彎矩值通常較小，對板角裂縫的出現并不是起決定作用的因素，況且實際調查中，出現板角裂縫的許多房間并未使用，即使用荷載尚未施加。因此認為，引起砼樓板角區裂縫的主要原因是由于環境溫度變化和砼本身收縮變形所引起的。

1.2.2施工保護不當

第一，施工管理不善， 支座處負筋下沉或板厚不足是導致樓板及結構裂縫的主要原因。當負筋下陷嚴重時， 鋼筋無法發揮抗拉作用； 或是板厚嚴重不足時， 則會導致結構抗力下降， 結構抗力不足以抵抗拉應力或剪切應力而開裂， 裂縫常位于梁側且并行于板長邊， 嚴重時也可環繞四周梁側。第二，盲目搶進度， 在砼強度未達到規范要求的 1.2N/平方毫米強度前即在其上踩踏或安裝模板及支架， 吊卸堆放大量材料造成沖擊振動荷載及集中荷載， 這些做法都會導致產生裂縫。第三，砼強度尚未達到規范要求強度， 為節約周轉材料及檢測費用，不做同條件砼試塊強度試驗就拆摸板， 砼強度不夠， 產生裂縫。第四，施工團隊管理有待規范。由于目前施工中大量使用外勞民工，管理上很難達到規范施工的要求，在施工中樓板支座處的負彎矩鋼筋常被施工人員踩踏下沉，致使負筋有效高度太低而發揮不了構造負筋的作用，加上施工單位為了迎合發展商的進度要求，在樓板砼還沒有達到強度時，就上人操作甚至堆載，使樓板產生過大的變形，導致裂縫的產生。

1.2.3沉降和切角裂縫

由于沉降縫或伸縮縫的設置， 往往給建筑物處理及使用帶來麻煩， 較易引起滲漏， 所以一些建筑物沒有設置必要的變形縫。當房屋不均勻沉降， 使結構產生較大的內應力， 現澆砼樓板在較大的內應力和荷載的共同作用下開裂， 產生裂縫。切角裂縫主要出現在轉角處或結構剛度突變的地方。如平面布局凹凸較多時， 轉角也較多， 轉角處由于剛度突變形成薄弱部位， 當受到砼收縮、溫差變化或少許沉降差影響時， 易產生集中剪拉應力而開裂。如由于樓板陽角受到四周剛度較大的梁體或剪力墻的約束， 限制了樓板砼的自由變形， 因而在溫差及砼收縮變化時， 樓板陽角產生裂縫。

1.2.4鋼筋砼的使用

隨著散裝水泥的廣泛應用，以及為解決施工對城市環境的影響，目前工程施工中現澆鋼筋砼樓板的澆筑普遍采用泵送砼，而泵送砼的特點是水泥用量、水灰比、坍落度等都較大，為提高砼的流動性，減少用水量而在砼中摻加一定量的減水劑和粉煤灰等活性物質。為便于泵送，而減少石子的粒徑，這些改善砼性能的措施，造成了砼的收縮值此現場拌制的砼要大，而從實際調查研究的結果來看，同類結構中采用現場拌制砼施工的工程，出現類似裂縫的情況較少，這也從一個方面說明了問題。

2. 現澆鋼筋砼樓板裂縫的防治

2.1設計過程的防治辦法

對由于溫差及收縮引起的砼應力的詳細分析計算，國內外的專家學者對此問題進行大量的研究，也提出了各種設計計算方法，但真正能應用實際工程設計的不多，這主要是環境溫濕度的變化和砼本身材料性能的差異是不確定的，結構物所受的約束也是差異很大，即便能定性地計算出某些構件或結構局部溫差應力，但卻難于精確地對整個結構進行溫差變化及砼收縮產生的應力進行定量分析。即使是國家規范也只規定了進行荷載作用下的裂縫驗算，因此在設計中僅通過設計計算來防止現澆砼樓板由于溫度變化或砼收縮引起的裂縫，并不現實。但實際工程中可以在設計上采取措施來防止或減少裂縫的產生。

2.1.1設計構造措施過程，進行樓板負筋的設置

傳統上現澆鋼筋砼樓板支座負筋均按平行于板的四邊的布置形式，該種布置形式對板轉角處對角線方向的抗拉能力最薄弱。目前普遍采用泵送砼的施工工藝，砼的水泥用量、水灰比、坍落度等比較大，石子的粒徑較小。為了抵抗樓板內受不均勻溫差和收縮的影響而出現的局部應力集中，樓板轉角仍按此方法配筋，已不能適應這種變化，根據多年的實際施工經驗，建議設計中將角區局部板塊支座負筋全跨貫通或在樓板轉角角部設置放射形分布筋，分布筋的長度取板塊對角線長度的1/3為宜。

2.1.2設計構造措施過程，明確樓板的板厚及砼的等級

目前設計中對水、電管線沉降和切角裂縫的防治普遍采用暗埋于樓板內的做法，使板內有效截面受到不同程度的削弱?；炷两Y構設計規范規定：雙向板最小厚度為80mm。隨著施工工藝及物質文化生活的提高，這一規定已不適合現代建筑的要求，考慮板內水、電管線的布置，建議現澆砼樓板板厚不宜小于100mm，對于板內管線交叉較多的樓板，亦應適當增加該樓板的厚度。在抗震設防區，對高層建筑為控制柱子的軸壓比，柱子砼等級通帶較高，一般為C40～C60。而混凝土結構設計規范規定板梁與柱砼等級不宜大于2級，故許多設計者亦按規定進行設計，我認為這一規定可以突破，有研究表明，當柱子砼等級為C60，梁板的砼等級為C30時，框架節點核心區按梁的砼強度澆筑時，在安全上是沒有問題的。因而設計中梁柱節點核心區不必要求按柱子砼強度單獨澆灌，可與梁板一起澆灌。這樣不僅可避免板的砼強度過高使砼強度得不到充分利用的弊端，而且還可避免高強砼養護不當易產生收縮裂縫的缺點。建議現澆鋼筋砼樓板砼強度等級不宜大于C30。

2.2施工過程的防治辦法

樓面裂縫的發生除以陽角45度斜角裂縫為主外（圖3），現從施工角度進行綜合分析，并分類采取以下幾項主要技術措施。

2.2.1加強樓面上層鋼筋網的有效保護

鋼筋在樓面砼板中的抗拉受力，起著抵抗外荷載所產生的彎矩和防止砼收縮和溫差裂縫發生的雙重作用，而這一雙重作用均需鋼筋處在上下合理的保護層前提下才能確保有效。在實際施工中，樓面下層的受力鋼筋網在受到砼墊塊及模板的依托下，保護層比較容易正確控制。但當墊塊間距放大到1.5m時，鋼筋網的合理保護層厚度就無法保障，所以縱橫向的墊塊控制在1塊/平方米成梅花狀布設。與此相反，樓面上層鋼筋網的有效保護，一直是施工中的一大較難問題。其原因為：板的上層鋼筋一般直徑小于l0mm，受到人員踩踏后易彎曲、變形、下墜；鋼筋離樓層模板的高度較大，無法受到模板的依托保護；各工種交叉作業，施工人員行走十分頻繁，難免被大量踩踏；上層鋼筋網的鋼筋 型馬蹬設置間距過大，甚至不設（僅依靠樓面梁上部鋼筋擱置和分離式配筋的拐腳支撐）。施工措施：根據大量的施工實踐，建議樓面雙層雙向鋼筋（包括分離式配置的負彎矩短筋）必須設置 型馬蹬，其縱橫向間距不應大于700mm（即≥2 個/平方米），特別是對于小于 ? 8 一類的鋼筋， 型馬蹬鋼筋的間距應控制在600mm以內（即≥3 個/平方米），才能取得較良好的效果。對于第三條原因，可采取下列綜合措施加以解決：盡可能合理和科學地安排好各工種交叉作業時間，在板底鋼筋綁扎后，線管預埋和模板封鑲收頭應及時穿插并爭取全面完成，做到不留或少留尾巴，以有效減少板面鋼筋綁扎后的作業人員數量；在樓梯、通道等頻繁通行處應搭設臨時的簡易通道，以供必要的施工人員通行；加強教育和管理，使全體操作人員充分重視保護面板上層負筋的正確位置，必須行走時，應自覺沿鋼筋小馬撐支撐點通行，不得隨意踩踏中間架空部位鋼筋；安排值班的鋼筋工在砼澆筑前及澆筑中及時保護和整修，特別是支座端部受力最大處以及樓面裂縫最容易發生處，四周陽角處、預埋線管處以及大跨度房間處）應重點保護和整修；砼工在澆筑時對裂縫的易發生部位和負彎矩筋受力最大區域，應鋪設臨時性活動挑板，擴大接觸面，分散應力，盡力避免上層鋼筋受到踩踏變形。

2.2.2加強對樓面砼的養護

砼的保濕養護對其強度增長和各類性能的提高十分重要，特別是早期的妥善養護可以避免表面脫水并大量減少砼初期收縮裂縫發生。但在實際施工中，由于搶趕工期和澆水將影響后序工程施工人員作業，因此樓面砼往往缺乏較充分和較足夠的澆水養護延續時間。為此，施工中必須堅持覆蓋麻袋或草包進行一周的妥善保濕養護，并建議采用噴HL養護液進行養護，以降低成本和提高工效，避免或減少對施工的影響。

2.3沉降和切角裂縫的防治

對于沉降裂縫，進行后澆帶設置，并相應的控制變形情況的發生，盡可能減少沉降量。對于現澆鋼筋砼結構伸縮縫最大間距超過《混凝土結構設計規范》的規定： “對于框架結構為 55M， 對于剪力墻結構為45M”時， 或高低層相差大或地基變形大等可能導致沉降差時， 設置后澆帶， 可消除早期收縮和沉降差。選擇支承效果較好的強風化土或變形較小的殘積土等土層做持力層， 或采取支承效果較好的基礎形式， 如端承樁等， 可以減少沉降變形， 減少出現裂縫的可能性。對于切角裂縫，可采取以下三種方法給予防治。首先，建筑結構概念設計上進行控制。平面布置上盡量減少凹凸現象， 必要時設置變形縫。減少結構在平面內和上下層間的剛度突變， 避免由此引起板角等薄弱部位的剪拉力集中， 造成板剪拉開裂。其次，在剛度變化較大的地方增加板負筋及板厚。在凹凸變化較大處或框剪結構的剪力墻周圍， 特別是剪力墻或電梯井周邊， 其剛度遠大于周邊結構， 極易因剪拉應力集中而使剪力墻周圍板塊產生剪拉開裂。采用周邊板塊加大加厚， 加大配筋率， 配置雙層雙向鋼筋等技術措施，可有效避免產生裂縫。最后，在板陽角部位配置抗拉鋼筋， 以減少產生切角裂縫。板周邊配有負筋， 但不足以抵抗因變形引起的板角集中拉應力， 在板面處增加抗拉放射筋（面筋）， 位置與產生裂縫的拉應力作用方向相一致， 以角柱外角為基點， 呈放射狀布置， 鋼筋全部錨固于角柱內， 長度可接近板的中線， 不宜太短， 太短則切角裂縫會外移至放射筋外圍。如角板跨度較小， 也可配雙層雙向鋼筋。

2.4鋼筋砼在施工過程的質量保護

第一，進行施工前的要點檢查。測量上，需校核定位測量。軸線、標高是否與圖紙相符，標高標志復核。檢查模板的平整度和模板對拉鋼筋的牢同情況。拼裝、支撐模板結束后， 校核檢驗模板內部尺寸和模板標高。在滿足供電的要求下，檢查電力系統安裝質量和安全情況。開機檢查攪拌站的運行狀態，水箱加水情況。泵送環節，檢查輸送泵和輸送管道的安裝質量，接頭處防止漏水漏漿。第二，注重施工縫的處理。首先施工縫的位置必須正確，應在砼澆筑前確定，并宜留在結構受剪力較小且便于施工的部位。對于單向板，可留在平行于短邊方向的任何位置；對于有主次梁的樓板，則宜留在次梁跨度的中間1/3范圍內；對于雙向受力板，則應按設計要求留置。其次，施工縫必須在砼抗壓強度達1.2N/平方毫米以上時，清除水泥薄膜，松動石子及軟弱砼層，并加以沖洗干凈，在施工縫處輔一層水泥漿或與砼內成分相同的水泥砂漿，方可進行第二次的砼澆筑.否則，施工縫處新舊砼結合不緊密將是砼現澆板的薄弱環節，易在此處產生裂縫。

第三，控制砼入模坍落度做好澆筑振搗工作在滿足砼運輸和布放要求的前提下，要盡可能減小人模時坍落度，砼人模后要及時振搗，并做到既不漏振，也不過振。重點部位還要做好二次振搗工作。第四，控制現澆板頂施工荷載。模板及支承立柱， 必須要有滿足施工要求的強度、剛度和穩定性。施工板頂墻體時，砌塊等材料堆放應不超高、不超載，立柱、腳手架底部必須按規程要求設墊板、墊木，避免荷載應力集中造成現澆砼板裂縫。第五，進行質量控制。注意在振搗過程中的漏振和過振，特別是矩形砼的四角和模板周邊是振搗的重點 。所澆筑的砼面要鑿毛，用清水沖洗干凈，并鋪一層3cm厚的l：2水泥砂漿結合層，使之底面粘接牢固。嚴格控制砼用水量，防止水灰比過大或過振，致使拆模后砼表面出現氣泡.汗漿層夾和水浪形成魚鱗形波紋。模板拼裝要嚴密，橡膠墊安裝要正確，螺栓等零配件齊全牢固，不得松動遺漏。拆模板時，必須精心操作，不得使砼受損傷，缺棱掉角。模板吊卸要輕放，防止變彤。模板要清理干凈，涂好脫膜劑，按指定的安放地點放置。

3.結語

裂縫是砼結構中普遍存在的一種現象，它的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，砼的碳化會降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力。例如，隨著商品砼在實際工程中的廣泛普及和應用，為滿足砼垂直運輸問題而采用在砼中加入塑化劑、減水劑和粉煤灰等活性材料以提高砼流變特性，改善施工性能。但由此造成了砼的收縮性增大，現澆鋼筋砼樓板出現裂縫的機會增大。近年來在實際工程中，不斷遇到用戶由于樓板開裂而投訴的工程質量問題，雖然大多數裂縫的出現并不影響結構的安全和使用，但裂縫的出現或多或少會給住戶的心理造成影響，對商品房而言，由于這些質量上的瑕疵，往往造成買賣雙方的糾紛，影響商品房的銷售。為此有人進行了專題的研究，選擇竣工時間為半年至3年的并已使用的20項住宅樓工程進行調查和質量回訪，在所調查的20項工程中，樓板出現裂縫的工程占13項，占被抽查項目65%，而其中出現裂縫較多，給使用者帶來影響，需要修補共7項，占出現裂縫工程項目數的53.8%。因此要對砼裂縫進行認真研究、區別對待，采用合理的方法進行處理，并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展，保證建筑物和構件安全、穩定地工作。盡管裂縫的成因復雜，影響因素較多，但對于具體的預防和改善措施意見還是比較統一，同時在實踐中的應用效果也是比較好的，具體施工中要靠我們多觀察、多總結，結合多種預防處理措施，混凝土的裂縫是可以避免的。

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