高層建筑混凝土結構裂縫控制方法

馬鑫

摘要：近年來，隨著我國經濟的發展以及社會的進步，建筑行業獲得了長足的發展，在此背景之下，建筑施工單位加強了對于混凝土的運用。事實上，混凝土在運用過程中往往會存在不同程度的裂縫，阻礙了工程效益的取得。本文就高層建筑混凝土結構的幾個部位容易產生裂縫的原因進行分析，并從技術與管理方面探討裂縫的控制措施。

關鍵詞：高層建筑；混凝土結構；裂縫；控制措施

中圖分類號：TU974 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3024（2017）05-04-02

引言

目前，施工單位在工程建設過程中往往借助沙、石、水泥等原料制造混凝土，促進工程建設質量的提高。但是這種材料的特性，使得混凝土在使用過程中存在一定的裂縫，使得水汽逐漸滲入進而腐蝕鋼筋，降低了工程建設的質量以及相關效益的取得，為此，需要施工建設單位加強對于相關問題的分析，并找出具體問題進行針對性解決，本文基于此，分析探討高層混凝土結構施工裂縫成因與控制。

1地下室混凝土板的裂縫分析

1.1工程實例

1.1.1工程概況。某公寓樓工程地下室底板用C30P8混凝土，共計約1 8000m³，設后澆帶分六塊澆筑。最多一次連續澆筑混凝土量約4000m³，混凝土底板厚度1.2m，承臺最深厚度3m。混凝土坍落度140-160mm。澆筑時間為4-5月份，平均氣溫23℃。

1.1.2混凝土配合比設計及選材。鑒于工程所在地鄰近有工程出現過地下室混凝土板裂縫問題，質量監督機構在施工前的監督交底有過交流，施工也注意并重視混凝土配制。通過試驗，選用如下混凝土配合比：水泥：水：砂子：石子：粉煤灰：膨脹劑：減水劑=270：170：777：1073：80：30：7.7水泥選用普通硅酸鹽42.5水泥，減水劑采用LS-400高效緩凝減水劑，減水率18%，緩凝時間8-10h。粗骨料級配為5-31.5mm，細骨料采用中砂，粗細骨料含泥量低于規范要求。膨脹劑采用UEA。考慮工程所在地混凝土用砂供應來源質量穩定性差，施工嚴格控制混凝土用砂進場驗收。

1.1.3混凝土強度。按規定取樣送檢的混凝土試塊，28天強度均符合設計要求，平均值為37.1Mpa，最大值41.2Mpa，抗滲等級均達到P8要求。本工程在施工過程中對混凝土配制、澆筑、養護各個環節加強管理，嚴格落實質量控制措施。在混凝土澆筑完成之后，約10000m²的地下室底板，未發現可見混凝土裂縫。地下室使用至今已兩年多，也未發現滲漏現象。

2樓屋面混凝土板的裂縫分析

2.1裂縫的常見類型

2.1.1斜裂縫。與板邊呈45度斜向裂縫，常出現在兩側山墻端跨板角，多數是沿樓板厚度貫穿性裂縫，占樓板所出現裂縫的比例最高。筆者經驗，高層建筑此類裂縫比多層建筑更易出現，尤以房屋陽角雙向剪力墻的端跨板為甚。

2.1.2縱、橫向裂縫。沿樓板縱、橫向出現，一般于長向中部大跨度開間板跨中。

2.1.3沿預埋管線走向的裂縫。出現在板的上面或下面，一般未貫穿樓板。

2.2裂縫產生的主要原因分析

2.2.1溫度應力及混凝土收縮引起。混凝土有自生收縮的特性，一般混凝土澆筑后其六個月至一年后收縮率量值約為4×10^-4～×10^-4，收縮一直持續，收縮應力在混凝土中無處不在，因而其他主導因素觸發的結構裂縫的出現總少不了自生收縮的影響。一般情況下混凝土中配筋足以抵抗收縮應力。因此我們不能無視混凝土自生收縮的危害，但是分析裂縫問題時最好首先排除混凝土自生收縮的影響。混凝土澆筑后隨季節周期變化，建筑物室內外溫差使混凝土樓板變形，變形受到周邊剛度較大的梁或剪力墻的約束作用，混凝土板內產生溫度應力，當此應力超出混凝土的抗拉強度時，就產生貫穿樓板中部的裂縫，而端跨轉角處45度斜向裂縫則是由于在雙向約束共同作用下，主應力合力方向近似45度而造成的切角裂縫。現澆混凝土板內沿預埋管線走向的裂縫產生，則是由于管線交錯處削弱了混凝土構件截面，造成抗拉強度減弱或混凝土保護層超薄引起。

2.2.2施工不當引起。施工不當引起混凝土結構裂縫的具體原因種類繁多，其實質只是混凝土中原始缺陷遭受外力、收縮、溫差等作用在施工過程中以裂縫形式出現而已，應根據具體工程的實際情況加以分析。其中主要的有板面負筋踩踏、混凝土振搗不當、盲目趕工期等因索。

2.3工程實例

某住宅小區一期工程，多幢18層以下住宅樓，竣工交房后很多業主反映樓板混凝土出現裂縫問題，之后保修、投訴、上訪、訴訟等事情不斷，工程參建各方和有關部門為處理問題投入了大量精力。該小區二期工程開工后，施工方不再想當然地認為樓板混凝土裂縫屬于質量通病問題不大緊要，認真分析總結一期工程經驗教訓，在二期工程施工過程中嚴格落實控制裂縫措施。采取的裂縫控制措施主要有：

2.3.1健全施工現場質量保證體系，加強了工程施工交底和鋼筋安裝工程隱蔽驗收等。

2.3.2與板邊呈45度斜向裂縫是控制重點。在端跨開間樓板采用雙層雙向配筋：跨度大于3.9m的樓板，加設板角放射鋼筋，在未配筋板面設雙向鋼筋網片：轉角為剪力墻的端跨板，板角加設放射筋一道，伸入板內長度L/3，并嚴格控制板筋在剪力墻內的錨固長度符合設計要求：在樓板面負彎矩鋼筋處設置撐腳和馬凳并嚴格控制到位：嚴禁在混凝土澆搗過程中踩蹋負筋。

2.3.3混凝土樓板中預埋管線，在管線交錯處采用接線盒方式，樓板厚度較薄的在管線外側設鋼絲網加強。現今該小區二期工程也已竣工交付兩年多，基本未出現樓板裂縫問題。3高層建筑中混凝土結構裂縫的控制措施

筆者接觸到的混凝土結構裂縫鑒定結論，很少出現混凝土強度、構件截面及配筋不滿足設計要求的情況。但是接觸到的設計圖紙文件，各個設計單位對混凝土變形控制的設計深度或多或少存在差異。開發單位考慮成本控制造價，個別甚者對設計單位有每平米建筑面積鋼筋量的限值要求，設計文件對防治裂縫的措施就含糊。相對來說，現在施工主觀故意偷料的比較少，設計部門防治裂縫的控制措施到位，對于施工來講設計依據明確是很有利的。建筑市場的欠規范及建筑工的流動性大，施工現場質量控制體系相對薄弱，商品混凝土通過合同可明確質量要求，對于現場拌制混凝土的，從設計和施工方面加強防治裂縫的控制措施應是比較容易實現和易于操作的。

3.1設計措施

3.1.1混凝土結構設計時應充分考慮偶然作用和非設計工況所引起的效應，并在相關部位采取合理的防裂構造措施。

3.1.2對平面不規則或平面有凹凸的混凝土板，應有加強措施。

3.1.3對房屋陽角雙向剪力墻開間樓板這樣構件剛度差異大的部位，還應考慮外墻保溫構造的不利影響采取加強措施。

3.1.4設計文件中控制混凝土裂縫措施，宜說明和詳圖明確，設計深度應便于施工。

3.2施工措施

3.2.1施工現場應建立健全工程質量保證體系，編制施工方案應有控制混凝土裂縫的具體技術措施。

3.2.2施工現場對混凝土原材料應加強進場驗收，及時取樣送檢，確保進場材料質量符合要求；有條件對混凝土配合比進行抗裂性能的優化設計，選用抗裂性能良好的混凝土。

3.2.3現澆混凝土結構的模板體系應保證具有足夠的承載力、剛度和穩定性。

3.2.4采取有效控制鋼筋位置的措施，防止澆搗混凝土時結構中受力鋼筋移位。

3.2.5混凝土板、墻中的預埋管線應置于受力鋼筋內側，當板厚較薄時，應在其外側加置防裂鋼筋網片。混凝土板、墻中的預留孔、預留洞周邊應配有足夠的加強鋼筋并保證足夠的錨固長度。

3.2.6混凝土拌制應有詳細的技術要求，應嚴格按配合比進行各種原材料的計量，并根據原材料的含水率等對設計配合比進行調整。施工現場應對混凝土的坍落度進行檢查。

4結語

雖然現在混凝土裂縫防治措施越來越多，效果也越來越好，但與其事后補過不如事前做好預防控制工作。通過實踐，總結出幾點預防混凝土裂縫的體會：①所有控制措施只有落實到位才能有效果，施工現場質量保證體系的健全是關鍵。②工程前期質量監管到位，可有效促進措施的落實。③混凝土結構裂縫的成因復雜，控制措施落實涉及混凝土施工各個工序，工作量多面大且要求詳細，現有的環境下施工和管理還很難杜絕裂縫的產生.只有抓住產生裂縫的主導因素堅決落實相應措施才能起到基本控制可見裂縫出現的效用。