現澆混凝土樓板裂縫成因及預防措施

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(太原市建設工程質量監督站，山西 太原 030009)

1 概述

隨著經濟的發展與技術的不斷進步，房屋建筑的設計理念日趨完善，施工技術也不斷成熟，現澆混凝土樓板結構以其整體性好、良好的抗震性能與較短的施工周期取代預制樓板結構和磚混結構，成為主流的建筑結構形式。在提高抗震性與整體性的同時，現澆混凝土樓板裂縫成為廣大技術人員關切的問題之一，這些裂縫的存在不僅影響建筑物的觀感和使用性能，而且容易誘發鋼筋銹蝕，嚴重影響混凝土結構的耐久性，甚至給結構安全埋下隱患。此外，處理這些裂縫需耗費大量的時間與資源，因此從源頭分析這些裂縫產生的原因，如何避免裂縫的產生和進一步發展顯得至關重要。

2 現澆樓板裂縫常見形態及特征

現澆混凝土樓板裂縫是目前混凝土諸多病害中較難根治的一種，其成因復雜，因此需要對不同位置的裂縫進行具體分析，提出有針對性的預防措施。

據統計，在現澆混凝土樓板中，裂縫的主要表現形式及形態包括以下幾種：

1)現澆板角部45°裂縫，呈斜向發展。此類型裂縫較為普遍的出現在墻角位置及內外墻交界處，多數裂縫穿透樓板貫通發展，裂縫形態主要表現為中間寬、兩頭窄，與外墻45°斜交。通常情況下，斜裂縫有2條左右，樓板底面也至少會有1條，樓板底部裂縫通常位于二者之間或與其中一條重合。

2)樓板跨中通長裂縫，呈直線發展。此類裂縫一般與板的長邊或者短邊平行，具體分布位置與數量具有一定的隨機特征，但通常以縱向和橫向居多。橫向裂縫與現澆板短邊平行，縱向裂縫與長邊平行。在大跨度結構中，其跨中位置為裂縫多發處，裂縫形式以橫向為主、縱向為輔。在連續長橫墻附近裂縫通常表現為縱向特征，附帶現澆板面會出現不規則發散裂縫。

3)穿線管附近裂縫。此類裂縫常出現在埋設管線的位置，一般順著管線方向開裂，表現為上下貫通、寬度較大。如在天花板上的吊燈附近，由此可以推斷此類裂縫與預埋管線的方式不當有重要關系。

4)支座邊裂縫。此類裂縫通常出現在跨度較大的區域，比如大廳板頂位置。裂縫多數與支座方向平行，有些呈現貫通特征，表現為板面縫寬大于板底縫寬，具有顯著的彎曲受拉特征。

5)負彎矩鋼筋端頭處的裂縫，一般出現在現澆板邊緣，呈直線發展。

6)其他不規則裂縫。這些裂縫有些是表面裂縫，有些是貫穿裂縫，且大多數寬度不超過0.3 mm。

統計表明，超過70%的裂縫出現在混凝土澆筑后的6個月之內，其后產生的裂縫數量較少。

3 裂縫成因分析

3.1 材料原因

1)水泥中的生石灰或氧化鎂等材料的存在，會引發混凝土水化后體積快速膨脹，產生收縮裂縫。

2)骨料中的含泥量會在混凝土干燥的過程中引起不均勻收縮，產生網狀裂縫，此類裂縫多為不規則裂縫，且為非結構性裂縫。

3)混凝土中的粗骨料如安山巖、玄武巖等材料易與水泥產生化學反應，生成堿—硅凝膠，這種材料具有很強的膨脹性，引起混凝土現澆板發生膨脹破壞，從而產生裂縫。

4)混凝土要求具有較好的和易性，尤其是商品混凝土，為了便于澆筑，配制出的混凝土通常具有流動性好和坍落度大等特點。同時相應的也容易產生粗骨料和砂漿分布不均的現象，混凝土脫水收縮過程中，極易形成表面裂縫。

3.2 設計原因

1)建筑平面設計不當。

當前建筑形式追求個性多變，造成結構形式也較為復雜，容易產生應力集中現象，引起混凝土板局部開裂。此種類型的裂縫多數出現在線形突變處，比如外立面轉角、樓梯間、天井等薄弱部位。過長的現澆板長度以及過大、過小的伸縮縫間距會引起混凝土收縮產生拉應力集中在跨中部位，從而產生橫向裂縫。

2)結構形式的影響。

經統計發現，純剪力墻結構出現裂縫的概率及數量較框架結構大，雙向板出現裂縫的概率及數量較單向板大，這是由于不同的結構形式中現澆板所受約束不同所致。具體來說，對于純剪力墻結構，現澆板四周的約束相比框架結構的來說更大，從而引起的次內力更大，更易產生裂縫。

3)現澆板設計參數的影響。

當前的房屋建筑結構設計理念中，追求輕巧美觀的結構形式儼然成為一種趨勢。尤其在一些大跨度結構設計中，為減輕結構自重，通常把現澆板做的十分輕巧，達到美觀效果的同時，結構的剛度也得到了很大的削弱。剛度降低，下撓就會變大，加之混凝土徐變的效應，當現澆板底部拉應力超過混凝土的抗拉極限強度時，就會引起開裂。若提高混凝土強度，縱然可以提高混凝土的抗拉極限強度，但必然要加大水泥用量，帶來收縮徐變的問題，引起開裂。

3.3 施工原因

施工過程中諸如臨時荷載、養護條件不足、結構薄弱環節處理不當等因素對混凝土現澆板產生裂縫具有很大的影響，具體分析如下：

1)施工臨時荷載的影響。

GB 50204—1992混凝土結構工程施工及驗收規范第4.5.4條規定“在已澆筑的混凝土強度未達到1.2 N/mm2以前，不得在其上踩踏或安裝模板及支架”。在當前施工工期普遍較為緊張的情況下，第1天澆筑混凝土，第2天就開始進行砌筑是常見現象，加之澆筑后的樓板可能隨時承受臨時施工荷載，養護條件不到位等因素，嚴重影響了混凝土的密實性。現澆板混凝土并非勻質材料，其組成也相當復雜，在施工荷載的擾動下，容易給結構留下“先天缺陷”，產生裂縫與變形。

2)施工養護條件的影響。

根據國內有關試驗，處于濕潤養護條件下的混凝土極限抗拉強度較干燥環境養護的大20%～50%。曾有國外學者開展關于養護條件與混凝土耐久性的課題研究，結果表明：養護條件的差異可以較大程度的改變混凝土內部結構、浸透性與吸水性。尤其對于混凝土現澆板這種表面系數較大的構件，在凝固初期，由于表面水分流失快，混凝土強度低，自身不能夠抵消內部張力，故容易產生裂縫。

3)施工薄弱環節處理不當的影響。

混凝土的澆筑過程并非連續，而是分階段、分步驟進行，尤其對于大跨度混凝土結構，施工接縫處的接槎屬于薄弱部位，新舊混凝土連接處若不能得到妥善處理，極易在該部位產生收縮裂縫。對于預埋管線部位，施工質量難以保證，有的多管線交叉，嚴重削弱了混凝土的有效截面，致使混凝土現澆板剛度降低，抵抗變形的能力減弱，在溫度應力或混凝土收縮時，容易在該處產生裂縫。

4 現澆樓板裂縫的預防措施

裂縫作為工程結構中最為常見的一種病害，具有形成原因復雜、分布范圍廣和根除難度大等特點，裂縫控制是一門綜合性很強的學科，也是當前國內外學者研究的熱點之一。結合工程實際，現從材料、設計和施工等方面對混凝土裂縫采取以下預防控制措施。

4.1 材料方面

原材料是混凝土現澆板產生裂縫的主要內因，因此在原材料選擇方面應采用以下措施避免現澆樓板產生裂縫：

1)有關研究表明，每立方米混凝土水泥用量增減10 kg，產生的水化熱將會使混凝土的溫度相應升高或降低1 ℃。因此優先選用低熱礦渣硅酸水泥，可以達到減少水泥用量、充分利用混凝土后期強度的目的。

2)根據施工現場具體情況確定混凝土配合比。通過采用級配良好的粗骨料、嚴格控制水泥用量、減少混凝土中含泥量等方法，確定合理的混凝土施工配合比，有助于提高混凝土的抗裂強度。

3)適當摻加粉煤灰和外加劑。有關試驗表明，在混凝土中摻加20%的粉煤灰，可以將混凝土水化熱溫度降低30%以上。外加劑具有減水和分散作用，提高強度的同時可以有效降低用水量，降低水化熱溫度，延遲放熱高峰的出現時間，減少溫度梯度過大引起的裂縫。

4.2 設計方面

為降低設計因素對混凝土現澆板開裂的影響，可以采用以下措施預防裂縫的出現和開展。

1)減小現澆板長度，通過設置伸縮縫將建筑物分割成多個單元，達到減少約束作用帶來的不利影響。

2)采用小直徑、小間距配筋的方式進行結構設計，防止產生寬度和深度較大的裂縫。多數情況下，此種形式的配筋可以將數量少、寬度深度較大的裂縫轉化為數量多、寬度深度較小的裂縫，從而達到控制裂縫發展的目的。

3)實踐證明，建筑角部配筋采用雙層雙向配筋，可以有效減少45°斜裂縫的出現和轉移。

4)建筑設計應盡量避免不規則形式，若不可避免時應在突變處增加拉梁等構件，并增加配筋，消除應力集中所造成的不利影響。

5)建筑結構應在追求輕巧美觀的同時加強結構剛度的考慮，采取適當增加板厚、適當提高混凝土強度、減小預埋管線對截面的削弱等措施，抵抗和消除建筑結構剛度不足引起的下撓裂縫。

4.3 施工方面

1)嚴格規范施工過程，避免混凝土凝固過程中受到擾動。流水施工作業應采用小流水段進行施工，混凝土現澆板在凝固初期應避免上人和機械設備，砌筑時間節點應選擇在混凝土強度達到或超過5 N/mm2后。為保證工期，混凝土可采取早強措施，確?；炷敛辉谠缙谑軗p。模板不宜拆除過早，一般應在上一層樓板混凝土澆筑完畢后再拆除下層模板，防止新澆筑的混凝土在振搗過程中，外力和振動過大引起下層結構發生荷載重分布或局部集中。

2)改善養護工藝，減少混凝土收縮。養護條件的好壞在混凝土凝固初期起到至關重要的作用。施工過程應按照規范要求，在規定的養護時間進行養護，現場可設定專人進行管理。具體措施上可采用噴霧器將水均勻噴灑在混凝土現澆板表面，這種做法既不影響下道工序，又可起到良好的養護效果，且水分分布較為均勻。混凝土中的水泥在潮濕環境下可充分水化，提高了混凝土的抗拉極限強度，限制裂縫的產生。

3)重視薄弱環節的處理，預防裂縫產生。施工過程中應對施工縫、預埋管線部位和變形縫等薄弱環節進行嚴格處理，必要的情況下可以制定專項施工方案，做好現場技術交底，嚴格按照規程作業，確保薄弱環節不產生影響結構安全性的裂縫。

5 結語

鋼筋混凝土現澆樓板裂縫是當前工程界較難克服的“頑疾”之一，綜合來說，裂縫產生的原因主要源于材料本身、設計和施工等方面的缺陷。相對于裂縫產生后的后期處理，應該提倡采取“預防為主、防治結合”的策略，本文從以上三個方面進行了較為系統的梳理和分析，針對不同原因提出了相應的預防措施，對于減少混凝土現澆板裂縫具有一定的實際工程意義。