淺談現(xiàn)澆樓板裂縫產(chǎn)生的類型、原因分析及防治處理措施

王錦峰

(成都市建工科學研究設計院, 四川成都 610051)

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淺談現(xiàn)澆樓板裂縫產(chǎn)生的類型、原因分析及防治處理措施

王錦峰

(成都市建工科學研究設計院, 四川成都 610051)

混凝土結構、磚混結構房屋在建設和使用過程中現(xiàn)澆樓板出現(xiàn)了不同程度、不同形式的裂縫，這是一個普遍的現(xiàn)象。文章擬通過對兩例現(xiàn)澆樓板開裂的案例進行詳細分析和研究，并根據(jù)自身經(jīng)驗總結現(xiàn)澆樓板裂縫開裂類型、產(chǎn)生裂縫不同的原因、提出相應控制措施和處理方法，以期對工程實際中遇到裂縫質量問題提供參考。

現(xiàn)澆樓板； 裂縫； 類型； 原因； 防治

如何準確認識裂縫的類型、分析裂縫的成因，有效控制裂縫出現(xiàn)以及合理有效對裂縫進行處理這一系列問題，在當今工程界顯得異常重要。本文結合作者參與檢測鑒定兩例典型工程事例，就現(xiàn)澆樓板裂縫類型、產(chǎn)生的原因及防治、處理進行分析研究。

1 現(xiàn)澆樓板裂縫典型案例分析

1.1 案例1

夾江某住宅樓現(xiàn)澆板于2012年2月23日8:30～18:00完成商品混凝土澆筑，次日上午8:00發(fā)現(xiàn)混凝土板面存在開裂現(xiàn)象，經(jīng)建設、監(jiān)理、商品混凝土站會商后決定繼續(xù)觀測。3月12日，建設、設計、監(jiān)理、施工、商品混凝土站會商，形成《質量報告及鑒定申請》報夾江縣建筑工程質量監(jiān)督站。為查清開裂原因，保證使用安全，筆者主持完成對出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)澆板進行質量檢測、鑒定工作。該工程現(xiàn)澆板施工采用商品混凝土，由夾江某商品混凝土供應站提供。樓板混凝土設計強度等級為C30，樓板受力筋采用冷軋帶肋鋼筋CRB550(ΦR)。現(xiàn)場商定，抽查三單元三樓2-21～2-18交2-B～2-1/A軸線客廳(簡稱板1)及2-16～2-14交2-2/A～2-A軸線臥室(簡稱板2)兩塊裂縫樓板。

1.1.1 板面裂縫情況

檢查板1的板面存在5條不規(guī)則裂縫，采用DJLC-A樓板測厚儀檢測樓板平均板厚為127 mm(設計板厚為120 mm)；檢查板2的板面存在11條不規(guī)則裂縫，采用DJLC-A樓板測厚儀檢測樓板平均板厚為109 mm(設計板厚為100 mm)。板厚均滿足驗收規(guī)范要求。

采用裂縫寬度儀檢測板1、板2最大裂縫寬度情況見表1。采用裂縫深度儀，檢測板1、板2板面0.8 mm以上寬度為貫穿性裂縫，0.8 mm寬度以下裂縫的深度達到鋼筋表面。板1、板2配筋及保護層厚度檢測情況見表2。檢測結果表明：底筋及板面負彎矩筋的間距滿足驗收規(guī)范(±10 mm)要求，板鋼筋保護層厚度部分略偏大。

查閱混凝土試壓塊，混凝土強度值為32.8 MPa，現(xiàn)場實測受檢樓板混凝土強度參考值板1為33.1 MPa，板2為30.5 MPa，能滿足設計(C30)要求。受檢樓板的混凝土外觀質量、強度滿足設計或驗收規(guī)范要求，板底及板面負彎矩鋼筋配置間距滿足驗收規(guī)范或安全使用要求，鋼筋保護層厚度偏大，裂縫最大寬度0.43～1.63 mm大于規(guī)范允許值(0.3 mm)。

表1 板1、板2裂縫寬度檢測值 mm

表2 板1、板2配筋間距及保護層厚度檢測值 mm

1.1.2 裂縫原因分析及處理建議

(1)裂縫原因分析：根據(jù)實測鋼筋間距、保護層厚度，樓板厚度及混凝土強度，經(jīng)驗算受檢樓板承載力及變形均滿足規(guī)范要求，可將裂縫定性為變形變化引起的裂縫，再結合裂縫位置、寬度、長度、形狀綜合分析，為現(xiàn)澆板早期沉縮裂縫(亦稱為塑性收縮裂縫)，即在混凝土澆筑后不久出現(xiàn)。因商品混凝土流動性過大，硬化前沒有沉實或沉實不足，在澆筑后1～3 h尚處于塑性階段，水分大量蒸發(fā)，沿板面鋼筋的位置發(fā)生激烈收縮或不勻沉縮開裂。

(2)處理建議：針對板面裂縫寬度小于0.8 mm，深度未達或剛達鋼筋表面的裂縫，可以采用灌漿處理；針對貫穿裂縫，需對結構進行補強處理，如粘貼碳纖維等。

1.2 案例2

彭州市濛陽鎮(zhèn)某住宅樓板出現(xiàn)開裂，共3條裂縫，1#裂縫位于板短跨跨中(即沿建筑物橫向裂縫)，2#裂縫位于板角，約45°斜向開展，3#裂縫位于距板根部0.3 m左右處，長2 m，近似平行于板支座。現(xiàn)場實測1#～3#裂縫寬度依次為0.34 mm、0.40 mm、0.37 mm。

查閱圖紙，樓板混凝土設計強度等級為C25，樓板受力筋采用冷軋帶肋鋼筋CRB550(ΦR)。查閱立方體抗壓強度檢測報告，現(xiàn)澆梁板混凝土抗壓強度代表值為34.1 MPa,現(xiàn)場檢測混凝土強度參考值為28.5 MPa，滿足設計要求。實測板厚為95 mm，設計130 mm，嚴重偏薄。

現(xiàn)場檢測配筋及保護層厚度見表3。

表3 樓板配筋間距及保護層厚度檢測值 mm

(1)檢測結果表明：受檢部位鋼筋間距偏差滿足驗收規(guī)范要求，負筋保護層厚度偏厚。

(2)裂縫原因分析：根據(jù)實測鋼筋間距、保護層厚度、樓板厚度及混凝土強度，經(jīng)驗算受檢樓板承載力及變形不滿足安全使用要求，可將裂縫定性為受力裂縫，再結合裂縫位置、寬度、長度、形狀綜合分析，裂縫的主因為現(xiàn)澆板厚嚴重偏薄，負彎矩鋼筋保護層厚度過大導致板承載力及變形不足引起。

(3)處理建議：先采用環(huán)氧樹脂膠液進行灌縫處理，再采用加大截面法加固板面或在板底粘貼扁鋼加固處理。

2 現(xiàn)澆樓板裂縫分類

(1)橫向裂縫：在跨中1/3范圍內(nèi)，沿建筑物橫向的裂縫，出現(xiàn)在板底居多，個別上下貫通；當建筑物總長超過40 m時，通常在建筑物端部第一或第二開間板跨中出現(xiàn)上下貫通裂縫。

(2)縱向裂縫：沿建筑物縱向的裂縫，出現(xiàn)在板底居多，個別上下貫通。

(3)角部裂縫：在房間的四大角出現(xiàn)近似45°的斜向裂縫，板面居多。

(4)不規(guī)則裂縫：分布及走向均無規(guī)則的裂縫。

(5)樓板根部的橫向裂縫：距支座在30 cm內(nèi)產(chǎn)生的裂縫，位于板面，個別上下貫通。

(6)順著預埋管線方向產(chǎn)生的裂縫。

3 現(xiàn)澆樓板裂縫產(chǎn)生的原因

3.1 廣義荷載(外荷載和變形荷載)角度劃分

(1)由外荷載(如靜、動)的直接應力，即按常規(guī)計算的主要應力引起的裂縫。

(2)由變形變化引起的裂縫，即由溫度、收縮和膨脹、不均勻沉降等因素引起的裂縫。

根據(jù)筆者的經(jīng)驗和國內(nèi)外的調(diào)查資料，工程實際中樓板裂縫原因，屬于變形變化引起為主因的約占80 %以上，屬于荷載引起為主因的約占20 %左右。

3.2 工程實踐中分析

3.2.1 混凝土原材料方面

(1)水泥凝結或膨脹不正常，如水泥安定性不穩(wěn)定、采用高活性的水泥等。

(2)如果骨料中含泥量過多，隨著混凝土干燥，會產(chǎn)生不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫。

(3)蛋白質、安山巖、玄武巖等堿性骨料可能與堿性很強的水泥起化學反應，生成膨脹能力的堿骨-硅凝膠而引起混凝土膨脹破壞而產(chǎn)生裂縫。

(4)鋼筋方面，為節(jié)約成本，現(xiàn)澆板所用鋼筋若為小廠生產(chǎn)，質量嚴重不合格，鋼筋的延性、韌性和可焊性較差，抗拉強度低，容易產(chǎn)生裂縫。

(5)水灰比、坍落度過大，或使用過量粉砂。混凝土強度對水灰比變化十分敏感，水、水泥、外摻混合材料外加劑的計量偏差，直接影響混凝土的強度；而采用含泥量大的粉砂配置的混凝土收縮大，抗拉強度低，容易因塑形收縮而產(chǎn)生裂縫；此外，泵送混凝土為了滿足泵送條件，坍落度大，流動性好，易產(chǎn)生局部粗骨料少，砂漿多的現(xiàn)象，此時混凝土干縮時，會產(chǎn)生表面裂縫。

3.2.2 施工方面

(1)混凝土施工過分振搗，模板、墊層過于干燥。如混凝土澆筑過分振搗后，粗骨料沉落擠出水分、空氣，造成表面砂漿層，它比下層混凝土有較大的干縮性能，待水分蒸發(fā)后，易形成凝縮裂縫；而模板、墊層在澆筑混凝土之前灑水不夠，過于干燥，模板吸水量大，引起混凝土塑形收縮，產(chǎn)生裂縫。

(2)混凝土澆搗后過分抹干壓光會使混凝土的細骨料過多的浮到表面，形成含水量大的水泥漿層，水泥漿中氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣，引起表面體積收縮，導致混凝土表面龜裂。

(3)施工工藝不當引起。如支座處負筋下陷，保護層過大，固定支座變成塑形鉸支座，使板上部沿梁支座處產(chǎn)生裂縫；混凝土未達到終凝時間就上荷載，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(chǎn)生內(nèi)傷或斷裂。

(4)后澆帶施工不慎而造成的板面裂縫。有些施工后澆帶不完全按設計要求施工，例如施工未留好施工縫，板的后澆帶不支模板，造成斜坡槎，疏松混凝土未徹底鑿除都可能造成板面的裂縫。

(5)樓面墊層鋪設的暗裝水管、電線套管鋪設不當。如水管、電線套管鋪設不夠牢靠、集中鋪設、上下交疊鋪設，導致水管、電線套管上皮在墊層厚度1/3以內(nèi)，保護層厚度不足都可能造成板面沿管線長度方向產(chǎn)生裂縫。

(6)混凝土收縮(溫度裂縫)的原因。在硬化初期主要由水泥水化作用，形成一種新的水泥晶體，這種結晶體化合物較原材料體積小，因而引起混凝土體積收縮，后期主要是混凝土內(nèi)自由水蒸發(fā)引起的干縮。

(7)施工超載、支墊不當、撞擊等非設計工況引起裂縫。

(8)模板剛度不足、拆模時間不當或混凝土未終凝就上荷載等引裂縫。

3.2.3 設計方面

(1)地基不均勻沉降。在住宅中，部分現(xiàn)澆樓板因為地基不均勻沉降引起樓房拉裂和現(xiàn)澆板開裂。

(2)荷載作用。由于設計人員在現(xiàn)澆板配筋計算中，只根據(jù)承載能力來確定配筋量，忽略現(xiàn)澆板在正常使用階段由其承受荷載引起的撓度和裂縫寬度的驗算，而引起裂縫的產(chǎn)生。

(3)結構體型突變及未設置必要伸縮縫。房屋過長未設伸縮縫，容易產(chǎn)生裂縫；平面布局凹凸較多，即轉角部位多，應力集中形成薄弱部位，受到收縮或溫差變化易產(chǎn)生裂縫。

(3)在房屋設計中，電氣專業(yè)大多將照明、有線電視等管線直接敷設在混凝土中，有時集中于某處管線過多，直徑20～30 mm，此處現(xiàn)澆板厚度削弱，引起現(xiàn)澆板在此處開裂。

4 裂縫的防治

根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因，對應的預防措施如下：

4.1 材料保證

(1)正確選用水泥，控制水灰比，一般不大于0.4，為保證混凝土拌合物流動性，摻入優(yōu)質粉煤灰或高效減水劑。

(2)選用級配良好的骨料，石子選連續(xù)級配的碎石，粒徑在15～20 mm，控制砂的粒徑及含泥量。

(3)嚴格控制施工配合比。

4.2 設計措施

(1)在結構設計時，避免過大跨度的現(xiàn)澆板，可以增加次梁數(shù)減小板跨，避免板厚過大，跨中撓度過大，出現(xiàn)跨中裂縫。

(2)平面布置規(guī)則，減少凹凸轉角、體型突變。

(3)在溫度、收縮應力較大現(xiàn)澆板區(qū)域，鋼筋間距取150～200 mm，并應在現(xiàn)澆板未配筋表面布置溫度收縮鋼筋，在屋面板四角部位，可以在陽角、陰角的四周設置輻射鋼筋。

4.3 施工措施

(1)混凝土澆筑前，應將基層和模板澆水濕透。

(2)防止工人在負彎矩鋼筋上隨意踩踏引起負筋變形。

(3)線管盡量避免立體交叉穿越，同時在多根管線集散處宜采用放射性分布；避免平行排列，確保管底混凝土振搗密實；當線管眾多，應在集散處四周增設井字形抗裂構造鋼筋。

(4)混凝土表面出現(xiàn)浮漿時，應用刮尺刮平，表面刮抹應限制到最小程度，防止在混凝土表面撒干水泥。待混凝土終凝前，用木抹子連續(xù)搓平，防止泌水收縮、干縮裂縫的產(chǎn)生。

(5)控制施工進度，注重拆模順序。

(6)加強早起養(yǎng)護，確保養(yǎng)護時間。

5 裂縫的處理措施

5.1 受力裂縫

因荷載產(chǎn)生的裂縫，必須進行結構補強，包括斷面補強、錨固補強、預應力法等。但在結構補強前，需對裂縫進行封閉(裂縫寬度小于0.2 mm，且裂縫未達到鋼筋表面)或灌縫(適用于細微裂縫到大裂縫)處理。

5.2 變形變化裂縫

根據(jù)裂縫的具體成因、裂縫的大小形態(tài)綜合分析處理，一般可按以下建議處理：

(1)裂縫形態(tài)單一、且較少。裂縫寬度小于0.2 mm時，裂縫可以逐漸自愈，可以僅對裂縫表面進行封閉處理；裂縫寬度介于0.2～0.3 mm之間，采用灌漿處理；裂縫寬度大于0.3 mm時，采用灌漿處理后需采用補強加強處理。

(2)裂縫不規(guī)則，且呈蜘蛛網(wǎng)狀。當裂縫深度未達鋼筋表面時可僅采用灌漿處理；當裂縫貫穿時需對樓板進行結構補強。

6 結束語

通過對兩例典型現(xiàn)澆板裂縫案例的詳細分析，筆者根據(jù)自身經(jīng)驗結合查閱相關資料，總結了裂縫分類、產(chǎn)生的原因以及預防和處置措施，希望能對現(xiàn)澆樓板裂縫質量問題處理有一定參考作用。筆者最后再談兩點體會：

(1)為盡量避免現(xiàn)澆板出現(xiàn)開裂，應從預防做起，切實從原材料、設計控制、施工質量控制入手，三個環(huán)節(jié)缺一不可。

(2)現(xiàn)澆樓板一旦出現(xiàn)裂縫，一定要理性綜合分析和判斷，找出裂縫產(chǎn)生深層次原因，再有針對性的進行處理。

[1] 何星華, 高小旺. 建筑工程裂縫防治指南[M]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2005.

[2] 王鐵夢. 工程結構裂縫控制[M]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 1997.

[3] 胡煦容. 鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫成因及防治[J]. 中國水運：理論版, 2007, 5(8): 116-117.

王錦峰(1982～),男,本科,工程師，主要從事建筑結構質量檢測 、鑒定工作。

TU746.3

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[定稿日期]2017-01-16