以具體工程實例解析筏板開裂的原因及其防范措施

陳利

摘 要：筏板結構具有很多的優點，近幾年來，筏板已經成為常用的建筑基礎形式。但是筏板也存在一些缺點，比如體積大，工藝要求較高，施工不合理易造成開裂[1]。本文結合具體工程實例進行筏板結構開裂原因的分析，研究了筏板裂縫的產生機理和危害性，介紹了筏板裂縫控制的相關技術，提出了新的筏板裂縫控制方法，優化了現有的施工工藝，最后驗證了所提方法的可行性和實用性。

關鍵詞：筏板結構;混凝土裂縫;裂縫控制;溫度應力;性能監測

當今，混凝土結構被廣泛應用于各種工程領域，成為建筑工程中主要的結構型式[2]。隨著建筑的荷載變得越來越大，建筑工程的復雜度也越來越高，導致對其結構要求均越來越高。近些年，工程質量問題屢見不鮮，有的事故造成了重大影響。筏板具有基礎底板面積較大，整體性較好等特點。不僅可以減小基底壓力，而且可以調整不均勻沉降。但筏板一般很大很厚，容易產生裂縫，因此，筏板結構的裂縫防范和控制是重中之重。

一、討論

對于有的建筑，由于地基承載能力弱，當自身受到的較大的上部荷載時，一般的獨立基礎或條形基礎不能滿足承載力極限狀態的要求，這時我們需要一個整體的大板作為基礎，這就是筏板。

（一）筏板控制的必要性

筏板結構的底板面積是比較大的，因此它的施工工藝具有特殊的要求。在工程結構中，裂縫主要是溫度變形引起的[3]。由于筏板體積通常比較大，在澆筑時，產生的水化熱無法及時地排出，導致筏板的內外溫差較大就會產生溫度裂縫。這種裂縫對筏板危害很大，同時也威脅著建筑結構的安全。

（二）裂縫對筏板結構的危害

裂縫對筏板結構的危害主要包括：1、加速混凝土的碳化速度。2、滲漏現象的發生。3、筏板結構的穩定性和承載力受到威脅。在筏板開裂嚴重時，貫穿性的裂縫甚至可能導致筏板被完全破壞。

（三）筏板裂縫分類

研究顯示，在混凝土結構中出現裂縫是必然現象，但是我們只允許有限制的裂縫產生，因為這種裂縫不影響到正常使用和承載能力。由裂縫出現的誘因將裂縫區分為結構性裂縫和非結構性裂縫兩種。結構性裂縫是指荷載性裂縫。而非結構性裂縫是指結構變形引起的裂縫。

根據裂縫的危害性質，我們可將筏板裂縫分為三種：

如圖1，貫穿裂縫會破壞整個結構，應當盡量避免這種裂縫，一旦發生應及時采取處理措施。

如圖2，通常，表面裂縫不會對結構產生影響，但是這種裂縫會影響結構的耐久性。

如圖3，深層裂縫嚴重威脅到結構的穩定性、安全性以及耐久性。

根據裂縫出現的順尋，我們也可將筏板分為：施工期裂縫和使用期裂縫。

（四）產生原因

筏板裂縫產生因素很多，而且每一條裂縫都多種因素共同作用導致的。具體原因包括：

1、水化熱因素：水化作用發出的熱量是產生筏板裂縫的根本原因。2、混凝土的收縮因素：在混凝土硬化和碳化過程中，其自身體積都會變小。3、氣溫變化因素：在澆筑施工時，氣溫變化極大影響著筏板裂縫。4、約束條件因素：約束條件通常分為兩類：外約束和內約束。

因此，我們需重視控制溫度裂縫，采取有效的技術措施防止筏板裂縫的產生。

（五）筏板開裂的控制

常用的筏板裂縫控制方法如下：

1.減小水泥水化熱;2.減小收縮變形;3.減少水泥的用量;4.改進骨料;5.控制澆筑溫度;6.強制降溫;7.分層澆筑方式;8.提高抗裂性能;9.合理配置鋼筋;10.摻入增強材料;11.提高混凝土的強度;12.改善約束條件。

綜上所述，控制混凝土溫度裂縫的措施和方法是很多的。

（六）裂縫理論

1、混凝土的物理力學性能

混凝土的物理力學性能直接關系到筏板施工中裂縫的產生情況。其物理力學性能主要包括：①混凝土的收縮

混凝土的收縮一般包括自生收縮、碳化收縮、塑性收縮以及干縮等。

②混凝土的徐變

在單位應力作用下，所產生的徐變變形值即為徐變度。用[C]來表示。其表達式為：

式中：[σ]表示恒定的加載應力;[εc]表示在應力[σ]作用下的徐變變形。

影響徐變的因素很多，由于發生徐變，隨著時間的增長，應力和變形會發生重新分布的情況。

（七）筏板的原材料要求

筏板的基礎強度介于C30～C55之間，根據施工特點，對以下幾種原材料要求進行介紹如下表1所示：

二、筏板開裂和防范的工程實例分析

接下來，我們采用實例來分析筏板結構施工裂縫的控制措施。

（一）工程概況

本案例為某市某房地產公司開發的住宅項目。該工程為22層住宅樓，采用框剪結構，總建筑面積約2.3萬平米。工程基礎為混凝土樁基礎。

（二）防范加固措施

本建筑工程采用“旋挖鉆孔”工藝。在施工結束后，驗收時發現墻、梁部分有不同程度開裂現象。初步判斷的開裂原因為不均勻沉降。檢測結果為：樁底沉渣、混凝土離析以及樁底持力層均不滿足規范要求。隨即，施工方提出了重新布置筏板基礎的新型裂縫控制處理方案。新方案中，筏板設置不再考慮原樁的條件下的承載力。在項目加固和穩定完畢之后，再進行上部結構后續施工。

三、結語

隨著建筑工業的發展，人們對筏板裂縫的控制也會越來越關注。本文結合某工程中筏板結構實例進行分析，闡述了開裂控制技術的實際應用。探討了筏板裂縫的產生原因以及控制原理。提出了相關裂縫控制技術，并對施工技術進行了評價分析。通過現場驗證，得到了預期的結果。綜上所述，筏板裂縫主要是混凝土內外出現的較大溫差和溫度應力導致的，同時也產生了干縮變形。因此，筏板裂縫防范和控制要綜合考慮多方面的因素。本文為今后的筏板裂縫的預防措施的研究提供了參考。

參考文獻：

[1]黃紅萬.筏形基礎大體積混凝土溫控防裂措施研究[D].武漢：武漢大學，2004.

[2]楊林.筏板基礎大體積混凝土施工技術研究[D].鄭州：鄭州大學土木工程學院，2013.

[3]朱耀臺.混凝土裂縫成因與防治措施研究[J].材料科學與工程學報，2003，21（5）： 727-728.