某多層框架結構現澆板大面積裂縫分析

吳 軍 （黃山市祁門縣建設工程質量監督站，安徽 黃山 245400）

1 引言

現澆板裂縫為住宅質量投訴的常見熱點，隨著大量相關問題研究與處理，設計、施工、監理等單位對現澆板裂縫防治意識得到了提升。但部分企業卻不承擔責任，總以現澆板裂縫問題為不可避免的質量通病為借口，以無法控制、通病不是病為理由去掩蓋施工缺陷問題。施工質量控制意識的下降，導致現澆板裂縫投訴事件不斷增加，對業主心理及政府質量監管形象造成極大影響，并且該心理和形象影響遠大于結構安全的影響。

2 現澆板裂縫研究熱度變化及原因

現澆樓板裂縫研究層為設計、施工及監理從業者的一項熱門研究主題，隨著材料、設計與施工各項有關研究成果不斷推出，相關規范不斷完善與更新，該問題的處理得到一定改善，研究熱度呈下降趨勢，利用知網檢索功能獲得歷史時間曲線與年度關系曲線，如圖1所示。

圖1 現澆板裂縫文獻數量與年度檢索曲線

相關曲線顯示論文數量從2000 年開始急劇攀升，峰值在2007-2010 年期間出現，2011 年后論文數量開始急劇下降。2000 年后現澆板裂縫問題研究熱度間接反映該類問題的普遍性，究其原因主要有以下三個因素。

①2000 年房地產經濟開始快速發展，各地住宅建設量急劇攀升，相應施工企業管理經驗與技術水平未能及時提升。

②高層住宅及泵送混凝土大規模涌現，建設速度快，澆筑面積大；施工企業傳統混凝土養護能力及經驗不能滿足大面積泵送混凝土養護要求。

③更高強度鋼筋使用，降低了現澆板配筋率。

3 現澆板裂縫成因梳理

3.1 混凝土原材與裂縫成因關系

水泥凝結或膨脹異常，如水泥安定性不穩定，水泥中含有生石灰或氧化鎂，這些成分在發生水化反應后產生體積膨脹，從而產生裂縫；

粗骨料及砂石中含泥量過大，在混凝土硬化過程中會產生不規則的網狀裂縫；

蛋白石、安山石、玄武巖、輝綠巖、千枚巖等堿性骨料有可能與堿性很強的水泥起化學反應，生成有膨脹能力的堿-硅凝膠而引起混凝土膨脹破壞，從而產生裂縫；

混凝土配合比及預拌混凝土在運輸澆筑過程中，隨意加水，造成水灰比、塌落度過大，易造成混凝土泌水干縮，從而造成表面裂縫。

3.2 施工與裂縫關系

混凝土施工過分振搗，粗骨料沉落擠出水分、空氣，表面呈現泌水而形成豎向體積縮小沉落，從而形成表面砂漿層。表面砂漿層比下層混凝土有較大的干縮性能，易形成凝縮裂縫。混凝土澆筑前模板及墊層灑水不夠，過于干燥，吸水量大，易產生裂縫。

混凝土澆搗后過分抹干壓光會使混凝土細骨料過多地浮于表面，形成含水量很大的水泥漿層，水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳相互作用生成碳酸鈣，引起表面碳化收縮，導致混凝土板表面龜裂。

混凝土在自然硬化時，水分會不斷被蒸發，引起體積不斷收縮，梁柱對樓板的四周產生約束，使得樓板的收縮受到阻礙，易在板角處產生收縮貫穿裂縫。

混凝現澆板過早施加施工荷載引起的樓面開裂。根據《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（GB 50204-2015）規定，“混凝土強度達到1．2MPa 前，不得在其上踩踏或安裝模板及支架，提前作業，過早施加荷載，從而造成樓板開裂。”

在施工過程中由于施工工藝不當，致使支座處負彎矩鋼筋下陷，保護層過大，固定支座變為塑性鉸支座，導致現澆板在支座處產生裂縫。施工中在混凝土未達到規定強度，過早拆模或施加荷載，造成板彈性變形，致使現澆板產生支座負彎矩處裂縫。施工過程中不規范或負彎矩鋼筋支撐不足，導致負彎矩鋼筋下陷，也會造成負彎矩處裂縫。

4 研究成果與技術標準規范的實施

2007-2011 年現澆板裂縫大量研究的開展促進了技術標準及規范的發展。2010 年后出版的《混凝土結構設計規范》（GB 50010-2010）[7]在板尺寸變化、配筋率、收縮較大區域構造筋設置、拐角發散鋼筋的設置等多方面進行了要求，現澆板裂縫控制中做出了明確的規定，從技術要求上降低了現澆板裂縫概率。2011 出版的《房屋裂縫檢測與處理技術規程》（CECS 293:2011）[8]附錄A-2中較為全面地梳理及總結出常見的非結構受力裂縫種類、特征及產生原因。

在現澆板裂縫控制技術要求方面各省市也做出了較大努力，安徽省出臺了《住宅工程質量常見問題防治技術規程》，較為詳細地提出現澆板配筋方面的要求。同時宣城市出臺了《宣城市住宅工程質量通病防治實施規定》，為控制現澆板裂縫的產生，提出了建筑物兩端端開間及變形縫兩側現澆板、平面橫向尺寸變化大的開間、大小房間尺寸懸殊的小板應設置雙層雙向鋼筋，其它開間宜設置雙層雙向鋼筋，該項要求在該地區裂縫防治中起到了積極的作用。

5 案例分析

研究熱度降低、技術文件及規范標準的實施并不能杜絕此類問題的產生，近期祁門縣出現了一次較為嚴重現澆板開裂事件。四棟多層異形柱框架結構出現大范圍的現澆板裂縫，引起了業主及社會的關注。

5.1 工程概述

四棟建筑物均為六層異形框架柱結構普通住宅，各棟建筑面積均約5000m2，基礎設計為樁基礎，建設場地平整，為山區緩坡地帶，基巖埋置深度較淺，無不良地質條件，且主體結構材料檢驗合格。

建筑物平面布置規則，無縮進及較大板洞，無錯層。建筑物總長70．1m，總寬11．5m，由變形縫將建筑物分割為46．6m 和23．1m 兩段。現澆板主要尺寸為 4．2m×3．9m、3．9m×3．9m、3．5m×3．9m。板厚均為120mm，配筋C8@200/ C8@150。交房前出現大范圍現澆板開裂現象，為了解開裂緣由，檢測機構對其進行了施工質量檢測及開裂原因分析，其中某棟建筑物1～6 層頂裂縫示意如圖2所示。

圖2 現澆板裂縫示意圖

裂縫調查結果顯示，現澆板裂縫主要部位為板面拐角處斜向縫、支座處平行直裂縫及部分中部直裂縫，調查發現裂縫貫穿現澆板。

5.2 施工質量檢測結果

施工質量檢測結果顯示，混凝土強度現齡期推定值在32．6～43．4MPa，板面與板底鋼筋平均間距偏差在-25～+10mm，板面負彎矩鋼筋保護層厚度在6～63mm，75%抽檢部位負彎矩鋼筋測點保護層厚度超出45mm。實測現澆板厚度平均值偏差在-7～+22mm。施工質量檢測結果反映板面支座鋼筋保護層厚度不符合設計要求。

5.3 其它調查結果

為了解裂縫與商品混凝土及施工企業混凝土校準管養能力之間是否存在因果關系，組織人員對相關混凝土企業同期供貨的其它11 個建設項目進行走訪，發現4 個項目出現少量裂縫，且裂縫主要為跨中直裂縫。對本工程施工企業在建的其它住宅項目進行調查，主體已完工的兩棟多層框架住宅中有15 處明顯裂縫。相關企業混凝土養護水平存在一定問題，未能配備專職人員，澆筑完成后樓面養護工作因水源問題無法正常實施。

5.4 裂縫成因分析

現澆板拐角縫為貫穿縫，在各類裂縫檢測報告中通常認為是混凝土收縮造成，通過討論溫度應力、收縮應力以及自重應力對于樓板結構板角斜裂縫出現的影響作用，得出在三者的共同作用下，完全有可能導致板角斜裂縫的產生，但單一因素不太可能產生板角裂縫。

跨中裂縫主要由板中預埋線管、混凝土收縮導致，但完善施工過程養護卻能有效控制該裂縫開展。本工程縱向尺寸（約46m）、南側客廳及臥室板面尺寸均較大，多數房間板面鋼筋未拉通，不利于現澆板中部裂縫控制，局部板面鋼筋貫通現澆板尺寸雖大但未見相關裂縫。

支座處平行直裂縫處支座負彎矩鋼筋保護層均較大，因此分析其原因主要為材料收縮及保護層較大，經計算部分現澆板負彎矩承載力不滿足規范要求。

6 結論

裂縫防治技術標準及管理要求雖不斷地完善，但各單位對現澆板裂縫重視程度不夠，裂縫壓積中經常出現。本工程案例最大因素為施工單位質量意識較低、保護層控制與養護能力較差。結合部分地方出臺的質量控制辦法及設計規范，可見板面鋼筋在現澆板中部裂縫控制中的重要性，各地宜結合本地特征開展類似相關研究。