某工業廠房混凝土頂板裂縫原因分析與處理方法

費偉 陳煒 張茂剛

摘 要：裂縫是建筑物常見的病害之一。混凝土構件裂縫過大會導致其內鋼筋及混凝土腐蝕，從而失去承載能力導致嚴重的工程事故。本文結合某混凝土框架結構廠房的工程實例，探討現澆混凝土板裂縫檢測鑒定的方法及檢測內容（宏觀檢測、混凝土強度檢測、保護層厚度檢測等），并對不滿足要求的板構件提出加固方案。

關鍵詞：工業廠房;緩凝土頂板;裂縫;原因

中圖分類號：TU375.2文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2018）32-0080-03

Analysis and Treatment Method of Crack of Concrete

Roof in an Industrial Factory

FEI Wei CHEN Wei ZHANG Maogang

（Wuxi City College of Vocational Technology，Wuxi Jiangsu 214153）

Abstract： Cracks are one of the common diseases in buildings. Excessive cracks in concrete components will lead to corrosion of reinforcement and concrete， thus losing bearing capacity and leading to serious engineering accidents. Combining with an engineering example of a concrete frame structure factory building， this paper discussed the methods and contents of crack detection and identification of cast-in-place concrete slabs （macroscopical detection， concrete strength detection， thickness detection of protective layer， etc.）， and put forward strengthening schemes for slabs that do not meet the requirements.

Keywords： industrial workshop;retarded soil roof;crack;reason

隨著我國國民經濟的進步與發展，土木工程作為城市建設發展的重要行業，也取得了日新月異的發展。鋼筋混凝土是土木工程中常用的材料，因具有良好的力學性能與耐久性等優點，在工程建設各領域占據主導地位。此外，混凝土具有較強的抗壓強度。但是，其抗拉強度較低，通常只有抗壓強度的十分之一左右，任何顯著的拉彎作用都會使其微觀晶格結構開裂和分離，從而導致結構構件的破壞。鋼筋混凝土構件雖然允許一些裂縫存在，一些非結構性的裂縫不會對構件的安全性產生影響，但在實際使用過程中卻會影響構件的美觀性和耐久性。本文通過工程實例介紹了樓板產生裂縫的原因，以期為類似的工程案例提供借鑒。

1 工程概況

某工業廠房為地上兩層局部四層的鋼筋混凝土框架結構建筑，建筑高13.9m，抗震設防烈度為7度，結構主體于2018年6月全部封頂。在頂板澆筑完成后，發現頂板上表面出現開裂，下雨后發現板底裂縫比較嚴重，并且有滲水現象。業主方為了解混凝土樓板裂縫的原因及安全狀況，委托有資質的檢測機構進行結構安全性檢測與鑒定。

2 結構構件開裂情況

該廠房混凝土柱、梁、板都已經施工完畢，檢查混凝土柱與混凝土梁表面，沒有發現明顯裂縫與變形，且柱梁連接點正常，表面也沒有明顯的裂縫與變形。但是，混凝土樓板出現蜘蛛網式開裂，滲水嚴重。樓板混凝土鉆芯取樣時發現，裂縫大部分為貫穿裂縫，樓板裂縫寬度約為0.62mm，樓板裂縫開裂情況見圖1和圖2。由于雨后樓板滲水嚴重，現場未再做蓄水試驗來檢驗滲水情況。翻閱主體結構沉降觀測記錄，廠房各獨立柱基沒有出現明顯的不均勻沉降現象，也沒有發現中間有沉降速率異常的情況，所以排除樓板裂縫是由主體結構沉降造成的[1]。

3 開裂樓板混凝土質量驗證

查詢現場使用的預拌混凝土出廠配合比單可知，混凝土配合比滿足相關規范的要求，詳細配合比見表1。現場使用的混凝土強度等級為C30;澆筑部位：框架二層樓面;出廠坍落度為160mm±30mm;澆筑總量為320m3。施工記錄顯示，現場混凝土坍落度符合要求，混凝土澆筑為連續澆筑，現場情況良好，未出現脹模、爆模等異常情況[2]。

混凝土樓板強度經過現場混凝土回彈，混凝土強度推定值為30.2MPa，滿足設計要求。對現場鋼筋混凝土保護層進行檢測，結果顯示：混凝土鋼筋保護層厚度為10～23mm，滿足規范要求。同時，也對現場的樓板厚度進行檢測，結果表明：樓板厚度為95～108mm，滿足規范要求。

4 開裂混凝土樓板現場沉降觀測驗證

查閱主體結構沉降觀測記錄可知，廠房各獨立柱基沒有出現明顯的不均勻沉降現象，也沒有出現中間有沉降速率異常的情況，所以排除樓板裂縫是由主體結構沉降造成的。某柱詳細沉降表見圖3。

5 樓板開裂原因分析

對混凝土樓板進行荷載驗算，結果滿足規范要求，排除地基不均勻沉降、混凝土強度等因素，初步判定該項目的混凝土樓板開裂是由混凝土材料或現場施工澆筑不合格引起的。

該項目混凝土樓板澆筑后，不排除由于水泥體積安定性不合格導致的混凝土的裂縫，混凝土在凝結硬化過程后，體積變化不均勻，導致混凝土構件產生膨脹性裂縫[3]。

混凝土的收縮特性也是引起大部分混凝土裂縫產生的主要原因之一。混凝土的收縮變形是其一個主要特性。澆筑后的混凝土表面受風吹、日曬、外部的高溫度和低溫度等因素的影響，隨著混凝土表面水分的蒸發，內部水分逐漸向外部遷移，繼續蒸發水分，造成混凝土在塑性階段的體積收縮，從而導致后期產生裂縫。該項目混凝土樓板施工時間為冬季，澆筑期間有冰凍，混凝土澆筑完成后，未及時進行有效覆蓋和保溫養護，從而導致裂縫發展。混凝土樓板表面水分散發比較快，而周圍的梁由于模板包裹性比樓板好，因此，水分散發比樓板慢。這使得混凝土樓板產生的收縮變形大于混凝土梁，導致混凝土樓板在干縮的同時，內部與混凝土梁產生應力，從而導致裂縫。

施工單位施工操作不當也是產生混凝土裂縫的主要原因之一。在施工過程中，不按照施工操作規范要求，如私自在混凝土中加入水;樓板鋼筋在安裝過程中沒有按照規范的要求采用合理的固定措施，固定點間距過大等;澆筑過程中，踩踏樓板上部鋼筋，導致上部鋼筋下陷，這些都是導致樓板產生裂縫的原因。由于當時臨近年關，施工單位為了保證年底的施工工程量結算，大幅度提高施工進度，混凝土早期強度未達到，就在樓面上部繼續下道工序。鋼筋部位出現裂縫，說明在施工過程中混凝土振搗也不到位。當時臨近春節，混凝土澆筑從早晨澆筑到后半夜，在后半夜澆筑過程中，混凝土振搗不到位的可能性比較大。現場施工員回憶，裂縫嚴重區域大部分都是半夜澆筑的區域。混凝土澆筑完成后，現場未進行有效的收水處理，消除早期裂縫;未及時進行覆蓋養護，加速了裂縫的擴展。

6 樓板裂縫處理方案

由于現場樓板開裂情況比較嚴重，所以，對于裂縫嚴重和裂縫寬度大于0.3mm的板，全部鑿除重新澆筑。在鑿除過程中，應注意保護旁邊現有構件，盡量保證原板鋼筋基本完好，梁頂應鑿除保護層，露出上部鋼筋表面。如果原板鋼筋有破損，應該按原設計要求進行增補。在板與梁的交界處，板上部應增設負彎矩鋼筋[4]。

原混凝土樓板厚100mm，為了防止梁與后澆板處出現裂縫，建議在滿足樓面使用要求前提下，應將原樓面找平層納入板厚，一次成型，確保梁頂混凝土厚度不少于50mm。

新澆筑混凝土材料應該滿足規范要求，采用微膨脹混凝土。在澆筑過程中，嚴禁加水，澆筑完成后應做好收水緊面工作，成型表面應該符合樓地面質量要求（一次成型），覆蓋養護不少于14d，并做好成品保護。

為了防止部分老混凝土樓板裂縫繼續發展，可在板底貼雙向碳纖維布。碳纖維加固主要有以下幾個優點。

①幾乎不增加結構的自重，材料自重較小，與鋼結構構件施工的材料運輸費用減少90%，人力資源損耗也是成倍減少。

②幾乎不改變結構的幾何尺寸，由于碳纖維布只有幾毫米厚，利用環氧樹脂膠粘貼后也不會超過1cm，同時，無論加固的構件現狀如何復雜、不平整，碳纖維布都能緊密地與原構件粘結，這是其他加固手段無法完成的。

③耐久性高，惡劣環境下耐久性優于傳統法的鋼結構。碳纖維是一種力學性能優異的新材料，其比重不到鋼的1/4，碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3 500MPa以上，是鋼的7～9倍，抗拉彈性模量為23 000～43 000MPa，亦高于鋼。

④材料穩定性高，易于控制施工質量。

⑤施工周期短，易于施工。

⑥長期的經濟效益好，保養齡期到后，基本不需要維護。

在粘貼碳纖維材料之前，首先應確認粘貼表面沒有粉塵，并且干燥。氣溫在超過5～60℃，相對濕度大于70%時，如果沒有采取有效措施不得進行施工。

7 結語

樓板裂縫嚴重損害建筑結構安全，企業應加強對施工過程的管理，嚴格選材，狠抓工程質量，避免此類工程質量問題頻繁出現。

參考文獻：

[1]張燦民.某住宅樓樓板裂縫成因及安全性技術鑒定[J].福建建材，2018（4）：30-32.

[2]唐玉文.某住宅小區現澆樓板裂縫調查及成因分析[J].成都工業學院學報，2018（3）：47-50.

[3]陳紅安.碳纖維布在混凝土加固工程中的應用[J].硅谷，2009（12）：84.

[4]王德剛.混凝土攪拌站對混凝土裂縫原因的預防與對策[J].城市建設理論研究（電子版），2015（28）：1112-1113.