某寫字樓工程混凝土樓板裂縫案例分析與處理研究

張賢方

（浙江天工建設(shè)集團有限公司，浙江紹興312000）

0 引 言

混凝土取材廣泛、價格低廉、抗壓強度高、可澆筑成各種形狀，并且耐火性好、不易風化、養(yǎng)護費用低，成為當今世界建筑結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的建筑材料。混凝土是一種多相、非勻質(zhì)的脆性人工材料，最主要的缺點是抗拉能力差、脆性大、容易開裂，在施工、自身變形和約束條件等系列問題影響下，極容易產(chǎn)生裂縫缺陷。混凝土的裂縫按成因可包括荷載引起的裂縫、溫度變化引起的裂縫、混凝土收縮引起的裂縫、地基基礎(chǔ)變形引起的裂縫、施工工藝不合理引起的裂縫、施工材料質(zhì)量引起的裂縫以及鋼筋銹蝕、凍脹等因素引起的耐久性裂縫。混凝土開裂可以說是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”，經(jīng)常困擾著工程技術(shù)人員。混凝土裂縫的成因復(fù)雜而繁多，甚至多種因素相互影響，但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要原因。針對具體工程而言，在分析裂縫成因時，需要結(jié)合實際工程具體情況具體分析，并針對性地采取預(yù)防控制措施，才能把裂縫控制在最小限度內(nèi)。目前，對現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫的防控是一個綜合性的問題，需要經(jīng)過設(shè)計、施工、監(jiān)理、檢測及使用等多方面的配合和質(zhì)量管控［1］。本文結(jié)合浙江地區(qū)某商廈工程混凝土樓板出現(xiàn)的裂縫問題，進行裂縫原因分析，對裂縫采取了相應(yīng)的修補處理措施，同時針對裂縫的成因采取相應(yīng)的預(yù)防措施，避免后續(xù)工程中裂縫問題的發(fā)生。

1 工程概述

該寫字樓為12層框架結(jié)構(gòu)，建筑面積約13000m2，樓板混凝土設(shè)計強度等級為C30，混凝土澆筑時間為2015年7月。第2層樓板混凝土澆筑后，在澆水養(yǎng)護時，發(fā)現(xiàn)樓板發(fā)生滲漏水現(xiàn)象，從樓板底面觀察發(fā)現(xiàn)，樓板底面分布多條滲水痕跡，并在部分部位形成水滴向下滴漏，樓板存在貫穿裂縫，具體如圖1所示，當時并未引起足夠重視。當?shù)?層樓板混凝土澆筑后，澆水養(yǎng)護時仍然發(fā)現(xiàn)樓板有大量滲漏水痕跡，樓板仍存在著貫穿裂縫。為此，工程業(yè)主和監(jiān)理單位組織施工單位、混凝土供應(yīng)單位開展專題分析研究。

圖1 混凝土樓板裂縫滲漏水痕跡

2 裂縫檢測

通過對樓板的裂縫檢查，裂縫形態(tài)主要分布如下：

1）樓板中大多數(shù)裂縫為不規(guī)則分布，少部分裂縫走向橫平豎直，呈直線方向分布，裂縫沿縱橫向鋼筋分布；

2）有些裂縫最大寬度達到了2.0～3.0mm，對于貫穿樓板的裂縫，多上寬下窄；

3）檢測板中鋼筋位置，部分區(qū)域負彎矩板鋼筋向下移位，保護層厚度達60mm；

4）從樓板表面情況看，樓板表面不平整，混凝土浮漿較多；

5）從樓板預(yù)留孔及樓板端面觀察，混凝土樓板局部不密實，混凝土有離析、骨料沉降造成的質(zhì)量缺陷。

3 裂縫原因分析

針對出現(xiàn)的混凝土裂縫問題，各方進行原因分析和排查如下。

1）原材料。

首先對混凝土所采用的原材料進行復(fù)驗排查，根據(jù)復(fù)檢結(jié)果，砂子的細度模數(shù)為2.0，含泥量為4.2%。砂子的細度模數(shù)偏小，砂子偏細，會導致混凝土收縮值偏大；根據(jù)現(xiàn)行行業(yè)標準JGJ52－2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準》［2］中第3.1.3條規(guī)定，C30混凝土中天然砂的含泥量不應(yīng)大于3.0%，本工程所使用的砂子含泥量超過了現(xiàn)行行業(yè)標準中的要求，砂子含泥量超標會大大增加混凝土的收縮值。因此本工程中使用細度較小、含泥量超標的砂子是導致樓板開裂風險增加的重要原因之一。

2）坍落度控制。

根據(jù)現(xiàn)場從樓板預(yù)留孔及樓板端面觀測發(fā)現(xiàn)，混凝土有離析、骨料沉降造成的質(zhì)量缺陷，通過對施工人員的調(diào)查及現(xiàn)場檢測記錄發(fā)現(xiàn)，混凝土的坍落度為220mm左右，按照現(xiàn)行國家標準GB50164－2011《混凝土質(zhì)量控制標準》［3］中第3.1.3條規(guī)定，混凝土拌合物應(yīng)在滿足施工要求的前提下，盡可能采用較小的坍落度，泵送混凝土拌合物坍落度設(shè)計值不宜大于180mm。本工程施工時，施工人員為了方便泵送和施工，實際混凝土坍落度過大，超出了國家標準的規(guī)定，坍落度過大不僅容易導致混凝土離析泌水，而且大大增加了混凝土的干燥收縮和塑性收縮，混凝土容易開裂，因此本工程中混凝土坍落度過大，是導致混凝土樓板開裂風險增加的又一重要原因。

3）混凝土澆筑工藝控制。

根據(jù)現(xiàn)場觀測，混凝土樓板表面不平整，表面浮漿較多，這表明混凝土澆筑后，凝結(jié)之前未能進行二次抹壓，來消除混凝土早期塑性裂縫。根據(jù)現(xiàn)行國家標準GB50666－2011《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》［4］中第8.3.7條規(guī)定，混凝土澆筑后，在混凝土初凝前和終凝前，宜分別對混凝土裸露表面進行抹面處理。為了避免混凝土澆筑后裸露表面產(chǎn)生塑性收縮裂縫，在初凝、終凝前進行抹面處理時非常關(guān)鍵的。因此本工程未能在樓板混凝土澆筑后及時進行二次抹壓處理，是導致混凝土樓板開裂風險增加的另一重要原因。

4）施工荷載控制及模板支撐系統(tǒng)。

根據(jù)現(xiàn)場觀測，少部分裂縫走向橫平豎直，呈直線方向分布，裂縫沿縱橫向鋼筋分布；這樣的裂縫形態(tài)一般是由于模板支撐系統(tǒng)不穩(wěn)固，剛度不足，變形下沉，或者在混凝土未達到一定強度之前，施工荷載過大，過早過量堆放施工材料所致。通過對施工現(xiàn)場的調(diào)查回訪，裂縫沿縱橫鋼筋分布的局部樓板，存在過早過量堆放鋼筋的情況。因此過早過量堆放施工材料及模板支撐系統(tǒng)不穩(wěn)固是導致混凝土樓板開裂風險增加的又一誘因。

5）養(yǎng)護。

現(xiàn)在的研究和工程實踐表明，混凝土早期收縮很大，應(yīng)該及時采取有效的覆蓋保濕養(yǎng)護，否則極容易產(chǎn)生收縮裂縫。本工程樓板混凝土澆筑后，混凝土養(yǎng)護主要采取灑水養(yǎng)護，由于混凝土澆筑施工時，正值夏季，樓板表面灑水后，很容易被蒸發(fā)干燥，如果灑水間隔時間較長，很容易導致混凝土失水收縮開裂。因此未進行覆蓋保濕養(yǎng)護也是導致混凝土樓板開裂風險增加的原因之一。

6）板面負彎矩筋。

根據(jù)施工現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)，混凝土樓板中部分區(qū)域負彎矩板鋼筋向下移位，保護層厚度達60mm。當施工荷載較大時，會造成負彎矩筋承載力降低，導致板面開裂。

4 裂縫預(yù)防措施

根據(jù)裂縫檢測結(jié)果，通過對裂縫的成因分析，為預(yù)防類似裂縫的產(chǎn)生，從第4層樓板施工時，采取了如下針對性的措施。

1）嚴格控制砂子的含泥量和細度模數(shù)，由監(jiān)理單位見證取樣送檢，嚴禁使用含泥量超過3.0%的砂子，含泥量超標的砂子，由混凝土攪拌站作退貨處理。要求混凝土攪拌站使用中砂配制混凝土，砂子細度模數(shù)控制在2.7左右。

2）嚴格控制混凝土的坍落度，施工現(xiàn)場混凝土入泵坍落度控制在180～200mm范圍內(nèi)，同時要求混凝土攪拌站對混凝土配合比進行優(yōu)化，在滿足混凝土泵送的前提下，盡可能地降低單方混凝土的膠凝材料用量，控制混凝土的坍落度不宜過大，混凝土不離析。

3）混凝土澆筑后，及時對混凝土表面進行抹壓，在混凝土初凝前和終凝前，分別對混凝土表面進行抹面處理，以避免和消除混凝土剛澆筑后產(chǎn)生塑性收縮裂縫。

4）模板安裝后，對模板支撐系統(tǒng)進行嚴格檢查，確保模板支撐系統(tǒng)的強度、剛度和穩(wěn)定性。

5）混凝土表面經(jīng)二次抹壓后，及時覆蓋毛氈，并及時灑水，做好混凝土的保濕養(yǎng)護工作。

6）鋼筋綁扎時，重點檢查負彎矩鋼筋的尺寸偏差，滿足標準規(guī)范要求，在混凝土澆筑攤鋪時，做好現(xiàn)場監(jiān)督管理，嚴禁踩踏負彎矩。

通過以上技術(shù)及管控措施，從第4層樓板開始，混凝土樓板基本上杜絕了可見裂縫的發(fā)生，混凝土觀感質(zhì)量大大提高。

5 裂縫修補處理

對第2層和第3層樓板裂縫采取了修補處理，在裂縫修補前先進行必要的清理及裂縫測量等準備工作，對于寬度大于0.30mm的較大裂縫采取灌漿封閉處理措施，對于寬度小于0.30mm的裂縫只進行表面處理，最后在樓板面涂抹20mm厚聚合物防水砂漿，具體處理措施如下。

5.1 裂縫修補前的準備工作

a）打掃積土和建筑垃圾，用清水將樓板沖洗干凈，干燥后待處理；

b）在板面和板底標注裂縫走向并復(fù)核裂縫寬度。

5.2 寬度較大裂縫處理措施

寬度大于0.30mm的裂縫進行灌漿封閉，操作如下：a）鋼絲刷沿裂縫刷毛，清潔處理，干燥，寬度較大的裂縫在表面鑿V形槽；

b）騎縫用環(huán)氧膠泥粘貼灌漿盒或灌漿嘴（鉆孔）；

c）用環(huán)氧樹脂涂刷后用環(huán)氧樹脂膠泥封縫；

d）沿縫刷肥皂水壓入空氣檢查封閉性；

e）采用灌漿泵進行灌漿；

f）環(huán)氧膠泥封口，并對裂縫作表面處理。

5.3 寬度較小裂縫處理措施

寬度小于0.30mm的裂縫只進行表面處理，操作如下：

a）鋼絲刷沿縫刷毛，清潔處理，干燥；

b）環(huán)氧膠泥嵌補表面裂縫和缺陷；

c）環(huán)氧樹脂涂覆表面并用玻璃絲布沿縫覆蓋、抹平。

5.4 樓板面處理

a）樓板面涂抹聚合物防水砂漿；

b）板底裂縫按前述5.3節(jié)的方法進行處理。

經(jīng)過上述裂縫修補措施，最后通過澆水，未發(fā)現(xiàn)樓板滲漏現(xiàn)象，裂縫被修補完畢。

6 結(jié) 語

針對本工程中樓板出現(xiàn)的裂縫問題，對裂縫產(chǎn)生原因進行了針對性的系統(tǒng)分析研究，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施及裂縫處理措施。實踐證明提出的裂縫措施是科學合理行之有效的，裂縫修補處理是成功的。混凝土裂縫成因雖然復(fù)雜，通過科學的分析研究，采用合理的技術(shù)和管理措施，可以大大降低混凝土的開裂風險，混凝土裂縫是可以控制的。