混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫的控制方法綜述

(重慶大學(xué)土木工程學(xué)院,重慶 400045)

0 引言

混凝土作為最主要的建筑材料之一，在建筑行業(yè)的發(fā)展中扮演者至關(guān)重要的角色，然而混凝土的開裂問題也是建筑工程中十分棘手的問題，也嚴(yán)重影響混凝土建筑的質(zhì)量[1]。由于裂縫在一定程度上可以反映工程質(zhì)量，而且結(jié)構(gòu)的破壞往往是從裂縫開始的，所以人們對建筑裂縫不理解，認為這是建筑破壞的征兆，因此對裂縫問題的研究十分重要，結(jié)合近代關(guān)于混凝土的細觀研究以及工程經(jīng)驗來看，建筑工程中混凝土的裂縫問題是沒有辦法完全消除的。因此對裂縫的控制也要從合理的角度出發(fā)，不能盲目的提出“零裂縫”的控制要求，這種要求過于嚴(yán)苛，實現(xiàn)起來不僅難度大而且浪費材料，花費巨大；而是應(yīng)該將裂縫控制在合理范圍之內(nèi)。

1 常見的現(xiàn)澆樓板裂縫形式及成因分析

混凝土自問世以來，建筑業(yè)對其的應(yīng)用十分廣泛，導(dǎo)致混凝土成為了工程建。20世紀(jì)80年代，我國推行大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和住宅建設(shè)，導(dǎo)致了我國混凝土的產(chǎn)量急速上升，因此可以說我國混凝土技術(shù)的發(fā)展在當(dāng)時是處在一個飛速發(fā)展的階段。然而，隨著混凝土的使用日益廣泛，混凝土的技術(shù)得到了很大的進步，過去在混凝土中不太突出的裂縫問題，近年來卻日益嚴(yán)重，甚至到了影響工程質(zhì)量的地步，許多工程人員對此也感到十分不解，為什么混凝土技術(shù)相較于從前更加先進而裂縫卻更多了，對于這一問題，工程人員從施工方法入手，也取得了一定的效果，但只從施工技術(shù)入手并不能從根本上了解混凝土開裂原因，也不能從根本上將裂縫控制在合理范圍內(nèi)[2]。

根據(jù)近年來的工程經(jīng)驗以及研究發(fā)現(xiàn)[3-6]，鋼筋混凝土裂縫產(chǎn)生的原因有85%以上的裂縫是由于變形作用（如收縮變形、溫度變形及沉降變形等），只有不足15%的裂縫是由于荷載效應(yīng)而引起的。并且在諸多變形裂縫中，又以混凝土早期收縮變形而產(chǎn)生的裂縫最多，并且逐年呈上升趨勢。其主要原因是當(dāng)前建筑工程中常采用鋼筋混凝土材料作為其承重構(gòu)件，因此當(dāng)混凝土發(fā)生收縮是，混凝土?xí)艿絻?nèi)部鋼筋等的約束，所以混凝土中會產(chǎn)生約束拉應(yīng)力。當(dāng)約束拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土就會出現(xiàn)開裂。因此，從研究成果來看，混凝土產(chǎn)生裂縫并不代表結(jié)構(gòu)的設(shè)計沒有滿足強度要求，也不能作為結(jié)構(gòu)破壞的征兆，混凝土產(chǎn)生裂縫的原因是多樣的，不能將責(zé)任推到單一的施工方或者設(shè)計方，而應(yīng)該從混凝土材料本身、設(shè)計和施工等多方面查找原因，以期更好地控制結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展。

2 裂縫的控制方法

2.1 國內(nèi)裂縫控制現(xiàn)狀

現(xiàn)階段國內(nèi)的工程項目中，控制樓板產(chǎn)生的裂縫以獨立控制其單一參數(shù)的影響為主，相關(guān)流程和實際操作大致分為以下幾點：首先是制定對樓板裂縫進行預(yù)防的相關(guān)文件，然后是對實際施工過程中樓板裂縫的控制，最后是對樓板產(chǎn)生裂縫后的分析及相關(guān)改善措施。研究分析國內(nèi)大量施工項目中裂縫情況，可以發(fā)現(xiàn)國內(nèi)裂縫控制現(xiàn)狀分為以下三種[7]：

第一種是專業(yè)的施工隊，他們長時間接觸有特殊抗裂要求的混凝土項目或是大體積混凝土工程。由擁有大量技術(shù)經(jīng)驗且絕大部分是專業(yè)裂縫控制技術(shù)員組成的專業(yè)施工隊，在整個項目的施工中十分注重裂縫發(fā)展情況，他們會采取嚴(yán)格的裂縫控制措施。在具體施工中，與裂縫控制相關(guān)的管理系統(tǒng)與組織系統(tǒng)也十分完善，裂縫控制情況佳，裂縫控制技術(shù)達國際水平。

第二種是由部分專業(yè)裂縫控制技術(shù)員組成的施工隊，他們經(jīng)常從事普通的工業(yè)與民用建筑項目，來自于中等及以上施工單位，在整個項目的施工中比較注重裂縫發(fā)展情況。在具體的裂縫控制工作中，他們有比較完善的技術(shù)系統(tǒng)，然而因為工地的技術(shù)限制，不能完全實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)質(zhì)量的有效監(jiān)督與觀測，對裂縫的發(fā)展不能迅速分析其產(chǎn)生原因，從而導(dǎo)致相關(guān)措施工作的遲緩開展，這種情況在結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境突變和結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不可預(yù)料的質(zhì)量問題時尤為突出。這在整個施工過程中是很難避免的，但幸而施工隊中的專業(yè)裂縫控制技術(shù)員可以詳細且系統(tǒng)的剖析裂縫情況，由此采取相關(guān)措施改善裂縫發(fā)展?fàn)顩r，大大減少了裂縫造成的不利影響。

2.2 裂縫的控制措施

現(xiàn)澆樓蓋易產(chǎn)生有害裂縫，為了避免裂縫的產(chǎn)生，可從混凝土材料、設(shè)計、施工三方面進行預(yù)防。

2.2.1 混凝土材料方面

（1）結(jié)合工程實際，選擇合適的、質(zhì)量可靠的水泥品種。現(xiàn)澆樓蓋厚度較小，產(chǎn)生裂縫的主要原因是混凝土的收縮變形，因此應(yīng)優(yōu)先選用收縮較小的水泥，如粉煤灰水泥或普通硅酸鹽水泥。（2）混凝土設(shè)計的前提是混凝土強度，在滿足此前提下，配制樓板混凝土?xí)r選擇標(biāo)號較低的水泥以減少單方水泥用量。（3）粗細骨料的選擇應(yīng)滿足級配良好，最大粒徑盡可能大的要求。泵送混凝土，應(yīng)選擇石灰?guī)r碎石，因其粒徑較大，還應(yīng)選擇細度模數(shù)M=2.8～3.0左右的中砂，這樣可減少混凝土收縮、用水量和水泥用量。（4）控制水灰比，減少混凝土單位用水量。數(shù)據(jù)表明，水泥水化時需要的水量占水泥用量的25%，即水灰比為0.25；單位用水量增加0.5倍時，干燥收縮變形會增加一倍。因此，為了提高混凝土和易性，減少混凝土收縮，提高耐久性，可采用“雙摻技術(shù)”摻加高效減水劑和優(yōu)質(zhì)粉煤灰。（5）加入合適的外加劑。在有條件的情況下，將摻入外加劑的混凝土和未摻外加劑的普通混凝土進行對比試驗，應(yīng)避免早強型外加劑的摻入。無特殊情況，不得為了減少收縮濫用膨脹劑。

2.2.2 施工方面

（1）設(shè)計規(guī)范對樓板厚度、樓板找平層厚度、混凝土強度、鋼筋直徑、鋼筋錨固長度、下層鋼筋的保護層厚度及上下層鋼筋間的有效高度有要求，需要滿足規(guī)范要求。不設(shè)找平層時，可在混凝土澆筑后，一次性壓平磨光。（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙需仔細審查，復(fù)合圖紙中的信息，如板的厚度，鋼筋等。由于溫度應(yīng)力的存在，屋面板的配筋要適當(dāng)放大。（3）鋼筋工程隱蔽驗收加強。鋼筋直徑、間距、上下層鋼筋間的有效高度、鋼筋錨固長度、下層鋼筋的保護層墊板厚度及分布都是檢查的重點，應(yīng)著重檢查是否符合要求。（4）為了避免出現(xiàn)上層負筋被踩壓而出現(xiàn)下沉的情況，需要安排專門的護筋人員在混凝土澆搗時保護鋼筋。（5）預(yù)埋線管應(yīng)從板件中部穿越，并保證鋪設(shè)的線管有可靠合理的固定措施。同一位置不能布設(shè)多條管線，混凝土達到設(shè)計強度之后才能拆模，確保混凝土強度達到要求。板上的施工堆載不能太大，應(yīng)做到均勻堆載。（6）模板不僅要有足夠的強度，還要有可靠的支撐，底層模板支撐地基要夯實處理。（7）混凝土布料、振搗要均勻，漏振或過振都是不允許出現(xiàn)的。澆筑泵送混凝土1-1.5小時后，為了避免出現(xiàn)早期塑性沉降裂縫，應(yīng)進行復(fù)振處理。若出現(xiàn)裂縫，要采取相應(yīng)措施，采用木板拍打、抹平、搓毛處理。（8）加強樓板濕養(yǎng)護。在混凝土澆筑完成后，應(yīng)采用適當(dāng)方法進行養(yǎng)護，可采取覆蓋澆水養(yǎng)護，要注意避免太陽暴曬和大風(fēng)襲擊。規(guī)范對保濕養(yǎng)護的時間有明確規(guī)定，一般最少養(yǎng)護時間為7天。混凝土養(yǎng)護可減少早期收縮，避免早期裂縫出現(xiàn)和開展，但是不能影響最終收縮量。在天氣劇烈變化不利于施工的情況下，如刮風(fēng)、下雨、降溫，混凝土樓板的施工應(yīng)暫停。（9）樓板在達到設(shè)計強度要求前，不得堆放雜物，不得上人；拆模時間必須嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范確定。（10）嚴(yán)格禁止商品混凝土在泵送時加水。具體原因是此時加入的水基本上是不會參與混凝土水化反應(yīng)的，依舊是游離狀的，反而會造成混凝土水灰比過大，而水灰比過大是混凝土收縮乃至產(chǎn)生裂縫的重要因素之一。

2.2.3 設(shè)計方面

（1）除了增強圖紙設(shè)計相關(guān)工作者的安全意識，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中一定要優(yōu)先考慮安全性，即結(jié)構(gòu)上合理，必須遵照相關(guān)規(guī)范，以及改進以往有缺陷的圖紙復(fù)審流程外，最突出的，一定要讓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員糾正以往非結(jié)構(gòu)性裂縫(特別是混凝土樓蓋產(chǎn)生的)與設(shè)計因素?zé)o關(guān)的概念。（2）在確定樓板厚度時，不能只想著降低成本，因此選擇盡可能薄的樓板，必須意識到，樓板在管線鋪設(shè)中，同樣不能產(chǎn)生裂縫，還要降低管線對溫度的敏感性，因此，樓板厚度不宜低于100mm。（3）設(shè)計時選用混凝土強度等級，一是不能一味選高，二是不能只圖施工方方便，與梁柱等級一致。除此之外，以外只對施工時混凝土提出強度等級這一要求的做法也不合理，最好為考慮到混凝土收縮，對其他混凝土參數(shù)，如配合比，外加劑摻量等也應(yīng)提出要求，以提醒施工相關(guān)單位，引起重視。（4）由于增加樓板的邊界約束，為盡量避免裂縫開展問題，一定要考慮構(gòu)造鋼筋。可供參考的做法是：可以適當(dāng)設(shè)置放射狀的鋼筋，位置選擇在樓板外邊角上下層，選取鋼筋長度不宜過短，至少應(yīng)超過樓板一邊長的三分之一，達到有效防止樓板邊角產(chǎn)生斜裂縫，尤其是超出限定寬度的45°斜裂縫。（5）設(shè)計屋面樓蓋時，要考慮到保溫隔熱，選取合理的保溫層、隔熱層材料與厚度；必要時，考慮采用設(shè)置溫度縫的方法。

3 結(jié)語

在當(dāng)前的諸多建筑材料中，混凝土是目前世界上應(yīng)用最為廣泛的人造建筑材料，工程技術(shù)人員關(guān)注的裂縫問題就是圍繞這一材料進行的，由于混凝土的裂縫問題是影響混凝土耐久性的重要因素，因此有引起了許多工程技術(shù)人員和學(xué)者的關(guān)注，也進行了大量的研究。然而，當(dāng)前主要的研究方向主要是從混凝土裂縫產(chǎn)生的單一因素（如收縮、堿骨料反應(yīng)等）進行的研究，并未從多因素的角度去考慮混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，而當(dāng)前的混凝土組成越來越復(fù)雜，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生的原因也更加難以研究，例如各種化學(xué)外加劑的加入就會導(dǎo)致混凝土裂縫產(chǎn)生原因更加復(fù)雜，因此僅憑借現(xiàn)有的單一因素研究來控制混凝土開裂還遠遠不能達到指導(dǎo)施工的要求。因此，本文通過對建筑工程中最為常見的混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫成因進行分析，隨后提出從材料、設(shè)計、施工等三個方面入手進行控制，盡量避免裂縫的產(chǎn)生。