某裝配式鋼結構建筑中現澆混凝土樓板裂紋產生原因及防治措施分析

王從章，秦中凡 （富煌鋼構有限公司裝配式技術研究中心，安徽 合肥 238076）

1 引言

隨著裝配式鋼結構建筑在我國的大面積推廣與應用，樓板裂紋的質量通病同樣出現在采用現澆混凝土樓板的裝配式鋼結構建筑中。樓板裂紋的出現不但影響建筑物美觀，更重要的是會對建筑的結構安全造成影響。樓板裂縫的產生輕則出現滲水，漏水現象，重則達不到樓板原有承載力設計指標，影響建筑物安全性能，這無疑對人民財產安全造成了極大的隱患。因此，裝配式鋼結構建筑中現澆混凝土樓板出現的樓板裂紋現象，應當引起廣大建筑從業者的注意，下面結合實際工程項目簡要分析裝配式鋼結構建筑中現澆混凝土樓板裂紋的產生原因及防治措施。

2 項目概況

該項目全稱為合肥市海恒大廈（見圖1），為安徽省首個裝配式公共建筑項目。建設地點位于合肥市經開區紫云路與蓬萊路交口東北側。建筑面積69255.03m2，地下2層，地上22層，建筑高度97.5m。項目建設內容包括A、B塔樓、裙房、地下車庫等。裙房為鋼框架結構，地上5層，地下2層，抗震等級為三級。A塔樓為鋼框架-中心支撐結構，地上22層，地下2層，抗震等級為三級（鋼框柱二級）。B塔樓為鋼框架結構，地上11層，地下2層，抗震等級為三級（鋼框柱二級）。地下車庫為框架結構，2層，抗震等級為三級。該項目主體結構類型為EPC裝配式鋼框架結構，梁、柱均為鋼結構，樓層板為現澆混凝土樓層板。

圖1 項目效果圖

3 現澆混凝土樓板裂縫的產生原因

該裝配式鋼結構公共建筑為兩棟高層綜合辦公塔樓，均屬于裝配式鋼結構體系，由于該項目施工中存在大量“鋼結構”與“土建”混搭，因此裝配式鋼結構建筑的樓板裂紋防治相較傳統土建類建筑難度更大，質量要求更高?？梢姴捎矛F澆混凝土樓板的裝配式鋼結構項目的樓板裂紋質量控制的重要性，現針對該項目實際施工過程中出現的現澆混凝土樓板開裂原因做簡要分析。

3.1 鋼筋保護層設置不規范

在該項目的鋼筋驗收與澆筑混凝土過程中，現場質管人員發現多處樓板上部彎矩鋼筋在澆筑時被人為踩壞，使鋼筋保護層失去作用，導致樓板裂紋現象產生。鋼筋保護層的質量控制是現澆混凝土樓板裂紋防治的重要一環，其設置目的是為了保證樓板中的鋼筋與其周圍的混凝土能共同發揮作用，并使鋼筋充分發揮其設計強度。在理論情況下，鋼筋保護層的厚度越大，構件受力鋼筋的粘接錨固性能、耐久性與防火性能就越好，但是現澆混凝土樓板中的鋼筋保護層厚度設置過大會導致混凝土受壓變形能力弱，從而產生應力變形，導致鋼筋無法均勻受力并最終導致混凝土樓板裂縫的產生。

3.2 現澆混凝土樓板支撐體系受力不均

傳統土建類項目中的樓板支撐體系通常采用木支撐體系，考慮到裝配式鋼結構建筑的特性，目前建筑業通常采用鋼梁與鋼管支撐體系，該項目前期采用的正是這一支撐體系，但在后期的質量檢測中發現該項目現澆混凝土樓板一次成型合格率僅為78.2%，并伴隨有標高偏差、平整度偏差的現象出現。通過對樓板裂紋現象較嚴重的A、B塔樓二層樓板進行層頂鋼梁的檢測，并對現澆混凝土樓板的鋼管支撐體系受力情況進行驗算（見表1），發現主、次鋼梁與鋼管的受力情況不一致，且偏差較大，這無疑是導致現澆混凝土樓板裂紋出現的重要原因之一。當作為樓板支撐體系的鋼梁與鋼柱受力不均時，會導致混凝土樓板在凝固成型時不同部位受力差異較大，上荷載后會出現板撓度偏大現象，從而引起樓板四周以及受力不均處產生裂紋。

A、B塔樓二層樓板層頂鋼梁檢測 表1

3.3 現澆混凝土樓板的養護、覆蓋不及時

在建筑工程中，樓面體系為現澆混凝土樓板的項目，無論是傳統土建類建筑或裝配式鋼結構建筑，都需要對現澆混凝土樓板進行及時的養護與覆蓋。施工時的氣溫、天氣、灑水頻率等均是影響現澆混凝土樓板一次成型質量的重要因素，通常樓層澆筑完成后不經過24h的養護，現澆混凝土樓板就會產生一些細微的裂紋，當后期混凝土收縮或者樓板承受荷載加強，細微的裂紋就會演變成肉眼可見的裂紋（≥1mm）。在實際施工過程中由于追趕工期、現場管理人員的疏忽往往會無法嚴格執行現澆混凝土樓板的養護覆蓋措施，從而導致了樓板裂紋的產生。

4 現澆混凝土樓板裂縫的防治措施

現澆混凝土樓板裂縫對建筑物美觀、功能均會產生不同程度的影響，因此采用何種防治措施是施工中最為重要的質量控制要點。根據該裝配式鋼結構建筑項目中現澆混凝土樓板裂紋的產生原因，總結出一系列防治措施，其實施效果在項目施工過程均得到驗證，對控制現澆混凝土樓板裂紋的產生有顯著效果。

4.1 混凝土質量控制措施

在現澆混凝土樓板的施工過程中，所使用的混凝土質量是否合格是保證樓板質量的最基本因素，若使用質量不符合施工要求的混凝土進行澆筑，不僅會產生裂縫、起鼓等外觀質量問題，嚴重的會直接影響到建筑物的使用功能，所以對現澆混凝土質量的控制極為重要。通過結合實際工程項目，總結出如下質量控制措施：

①嚴查混凝土供應商所提供的混凝土配合比是否符合相關設計及規范要求；

②項目部相關負責人員應對進場混凝土進行80%抽測，抽測結果不合格應返廠處理；

③安排專業質檢對進場混凝土進行100%塌落度復測，復測合格后方可進行樓板澆筑，對塌落度不符合要求的混凝土進行返廠處理。

4.2 設置馬凳架立筋對鋼筋保護層進行質量控制

通過將類三角馬凳架立筋（見圖2）焊接成支架腿，以確?，F澆混凝土樓板上部鋼筋保護層15mm，該項目現澆混凝土樓板板厚120mm，控制馬凳筋高度不超過100mm；馬凳筋最小長度不應小于60mm，結合實際施工情況，馬凳筋設置長度可采用1000mm或按板長設置通常馬凳筋[1]。經項目驗證，采用成品鋼筋保護層馬凳筋對現澆樓板鋼筋保護層的控制有了很大的提高，合格率達到了95%，很大程度上降低了樓板裂縫及地面標高偏差問題發生概率。

圖2 類三角馬凳架立筋

4.3 采用裝配式鋼結構建筑自承式樓板支撐系統

自承式樓板支撐系統是適用于裝配式鋼結構建筑中的一種新型樓板支撐體系，該支撐體系主要由熱軋工字鋼、U型托撐、鋼管、扣件、方木、模板等組成。通過利用已有的鋼梁作為樓面模板的支撐，通過在樓面鋼梁上依次設置主龍骨、次龍骨及木模板，組成一個完整的受力體系，從而起到支撐樓板混凝土澆筑與施工的需要。通過對該支撐體系實際項目施工中設置變形觀察點進行追蹤觀察，采用了裝配式鋼結構建筑自承式樓板支撐的部位均未出現樓板裂縫，合格率達97%。該支撐系統控制要點如下：

①支撐體系工裝梁材料應選用12a以上的工字鋼或壁厚為8m以上，100mm×150mm的方管做為主材；

②頂托采取直徑為25mm以上的直托[2]；

③采用50mm木龍骨縱橫向布置。

4.4 現澆混凝土樓板養護覆蓋措施

為保證現澆混凝土質量，應安排專人負責現澆混凝土樓板的養護、覆蓋任務，每次樓板澆筑完成的24h內，需對所澆筑混凝土樓板進行100%覆蓋并澆水養護。關鍵性措施如下：

①在常溫條件下連續養護時間不少于7d，養護期間應封閉，嚴禁上人[3]；

②大盤收光，不少于三次抹壓收光，大跨間表面壓光，并搓毛處理，通過多次抹壓將混凝土內部的泌水通道、毛細管道，進行抹壓、消除，減少混凝土樓板內部細紋的產生概率；

③養護期內土工布或者毛氈養護，保持樓板濕潤，各房間覆蓋嚴密；

④嚴格控制大跨度的樓板覆蓋的及時性[4]。

4.5 樓板裂紋補救措施

受施工現場氣溫、環境、施工人員等多方面因素影響，無法保證徹底根除現澆混凝土樓板裂紋現象。因此，針對成型后出現的部分可補救裂紋可進行如下補救措施：

①通過使用尖錐對裂縫附近表面混凝土進行鑿毛劃縫處理；

②通過加壓水對裂縫進行沖洗，沖洗時間不宜過長，以裂縫處無明顯灰塵為標準；

③預先準備加熱融化的石蠟溶液，將其灌入經干燥處理的裂縫內，并及時用膠帶紙封閉封口，再使用水泥砂漿覆蓋[5]；

④對縫隙較大處，沿板縫方向開槽并用膨脹水泥砂漿填縫處理。

5 防治措施效果檢驗

為檢驗以上樓板裂紋防治措施實施效果，通過對該項目A、B塔樓，共計320處現澆混凝土樓板防治措施實施前后質量問題進行比較（見表2），可發現樓板裂縫防治措施效果明顯，在顯著控制樓板裂縫產生的同時，也減少了其他樓板質量問題的發生概率，大大提高裝配式鋼結構建筑中現澆混凝土樓板的一次成型質量。

防治措施實施前后質量問題對比表 表2

6 結語

現澆混凝土樓板質量作為建設工程中極為重要的控制要點，盡管目前仍無法完全避免樓板裂紋情況的出現，但通過將合理的防治措施與有效的補救措施相結合，便可顯著減少現澆混凝土樓板裂紋現象的發生。本文所提出的樓板裂紋防治措施，在實際裝配式鋼結構建筑項目中的應用取得了良好的效果，通過防補結合的思路顯著提高了建設工程的質量安全。