住宅項目常見鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)裂縫的防治措施分析

黃承惠

(富利建設(shè)集團(tuán)有限公司福州分公司，福建 福州 350000)

常規(guī)住宅項目中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件包含梁板墻柱，其中梁和板是主要的水平結(jié)構(gòu)構(gòu)件，是直接承受各種豎向荷載的構(gòu)件，同時還對墻柱起著水平支撐的作用，傳遞各種側(cè)向水平荷載，故其對結(jié)構(gòu)的重要性不言而喻。本文選取幾種常見的梁板結(jié)構(gòu)裂縫，分析其成因與防治措施。

1 樓板板面平行于梁邊支座裂縫

1.1 樓板板面平行于梁邊處的支座裂縫成因分析

某住宅項目在交付前排查時，發(fā)現(xiàn)戶內(nèi)樓板板面有大量平行于梁邊處的支座裂縫，全項目涉及有該類型裂縫的戶數(shù)達(dá)到60%以上，通過板面裂縫處潑水觀測，可以發(fā)現(xiàn)裂縫位置的板底也有水漬，即為貫通性樓板裂縫；以該項目6#樓結(jié)構(gòu)平面布置圖為例，支座裂縫分布示意見圖1。

通過現(xiàn)場裂縫收集與示意圖可以看出，本次樓板裂縫多數(shù)出現(xiàn)在較大板塊的板面支座處，且平行于長跨方向的長邊梁，從表征上判斷為樓板面的支座處受力裂縫；查詢圖2示位置1處的板塊，短向板跨軸距3700mm，板厚120mm，按四邊固端計算的位置1處支座配筋計算值為306，根據(jù)地方規(guī)定要求的下限值實際配筋為φ8@150(配筋值335)，故設(shè)計滿足相關(guān)規(guī)范的要求。

圖2 位置1處裂縫照片與鋼筋布設(shè)情況

對現(xiàn)場位置1處裂縫的板面混凝土保護(hù)層進(jìn)行鑿除，鑿至板面鋼筋位置，并清理灰塵后測得板面鋼筋直徑為8mm，間距分別為200、130和160，板面筋的保護(hù)層厚度為6cm，也就是鋼筋直徑符合設(shè)計要求，平均間距163略大于設(shè)計要求，但是板面筋的保護(hù)層厚度為6cm，遠(yuǎn)大于設(shè)計要求的室內(nèi)一類環(huán)境下板筋保護(hù)層厚度2cm的要求，相當(dāng)于樓板的有效高度由原設(shè)計的96mm變?yōu)閷嶋H的56mm，支座處的正截面受彎承載力大大降低，這點是造成該類型裂縫的根本原因。走訪考察若干在建住宅項目，發(fā)現(xiàn)該問題并不是偶然現(xiàn)象，較多樓盤均出現(xiàn)此類型板面支座裂縫，從而分析其防治措施顯得尤為重要。

1.2 樓板板面平行于梁邊處的支座裂縫防治措施

1.2.1 設(shè)計方面需保證的措施

1)充分考慮大板裝修荷載和使用活荷載、施工荷載，不得以成本優(yōu)化為目的刻意減少計算荷載。板上固定隔墻荷載應(yīng)按實際情況輸入(YJK和理正可以將板上隔墻荷載按線性恒載輸入)，甲方或建筑專業(yè)提出后期若有改造要求時應(yīng)考慮板上非固定隔墻荷載，可計入活荷載，但不應(yīng)小于1.0 kN/m2。

2)大跨板布置應(yīng)盡量規(guī)則，避免局部凹凸形成應(yīng)力集中，盡量避開建筑物角部、端部等溫度應(yīng)力集中的部位，減少出現(xiàn)裂縫。

3)在施工圖設(shè)計過程中適當(dāng)增加大板板厚，雙向板板厚取值按不小于1/35短跨跨度。

4)應(yīng)根據(jù)強(qiáng)度、撓度、裂縫、溫度應(yīng)力等綜合驗算結(jié)果選取配筋，且配筋率適當(dāng)加強(qiáng)；裂縫從嚴(yán)控制，大板周邊梁截面適當(dāng)加大、梁配筋適當(dāng)加強(qiáng)，梁跨度較大時應(yīng)進(jìn)行預(yù)起拱設(shè)計。

5)板底筋應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)，特別是短跨方向的板底受力筋，當(dāng)板面支座處因鋼筋保護(hù)層太大而出現(xiàn)受力裂縫時，樓板內(nèi)彎矩會重新分布，板底跨中承受的彎矩迅速增大，設(shè)計上應(yīng)當(dāng)考慮該不利情況出現(xiàn)時板底筋能夠承擔(dān)彎矩，不至于發(fā)生樓板坍塌等嚴(yán)重后果[1]。

1.2.2 施工方面需保證的措施

1)對于溫度應(yīng)力較大的大跨板結(jié)構(gòu)主體部位，建議施工單位加強(qiáng)大梁板混凝土的養(yǎng)護(hù)(應(yīng)在澆筑完畢后12h內(nèi)對其加以覆蓋和澆水養(yǎng)護(hù)，澆水次數(shù)應(yīng)能保持混凝土處于濕潤狀態(tài)，澆水養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)符合施工規(guī)范要求)，減小溫度應(yīng)力的影響，有效控制結(jié)構(gòu)裂縫。

2)大跨板范圍內(nèi)的支撐立桿應(yīng)均勻布置，間距適當(dāng)減小，拆撐時間不能過早，需達(dá)到混凝土設(shè)計強(qiáng)度后方可拆撐。

3)合理布置管線，盡量避免交叉和管線集中布置，管線盡量順著受力鋼筋方向布置。

4)施工中應(yīng)盡量減少或避免大跨度板上施工材料、施工器械的堆積，以免早期裂縫的開展。

5)建議加強(qiáng)現(xiàn)場施工質(zhì)量管理，避免因施工質(zhì)量(鋼筋直徑、鋼筋間距、保護(hù)層厚度、樓板厚度、起拱)或混凝土材料問題等造成主體結(jié)構(gòu)的開裂。

6)確保大板內(nèi)上下層鋼筋位置準(zhǔn)確，保證大板計算高度；施工期間采取防止踩踏板面鋼筋的措施(如設(shè)置馬鐙鋼筋或者鋼筋定位支架等)。

7)項目上經(jīng)常出現(xiàn)板面鋼筋保護(hù)層偏大的另一個主要原因是因為某些施工單位，為了梁鋼筋方便安裝，不影響模板的安裝誤差，會有意識地把梁的箍筋高度做小，比如500高截面的梁箍筋高度一般為450mm，有些施工單位在下料時會故意做成410～430mm，板面筋又是架在梁面筋之上，由于這個箍筋高度做小的原因又把板面筋往下帶，就造成了大量的樓板面筋保護(hù)層偏厚問題，進(jìn)而出現(xiàn)較多板面支座邊的裂縫。因此，施工方面需保證的措施還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)現(xiàn)場管理，嚴(yán)控鋼筋下料環(huán)節(jié)以及增加鋼筋安裝巡查等，嚴(yán)格按照設(shè)計施工圖施工，不得私自隨意變更設(shè)計意圖[2]。

2 大跨度懸挑梁根部裂縫

2.1 大跨度懸挑梁根部裂縫成因分析

福州地區(qū)近幾年市面上出現(xiàn)越來越多的立體生態(tài)住宅產(chǎn)品，其超高的露臺贈送率深得購房客戶的青睞。該產(chǎn)品的露臺結(jié)構(gòu)出挑跨度一般為3.6m，如果露臺出挑位置又遇到戶內(nèi)贈送凸窗的時候，那么結(jié)構(gòu)出挑跨度會達(dá)到4.3m；又因為立體生態(tài)住宅常常定位為中高端產(chǎn)品，出挑位置立面方案要求不允許設(shè)置斜撐，故露臺位置的出挑就變?yōu)榇罂缍燃儜姨艚Y(jié)構(gòu)，見圖2；且露臺在功能設(shè)計上遠(yuǎn)端會有種植覆土的要求，一般為0.5～0.6m覆土厚度，給懸挑結(jié)構(gòu)增加了很大的設(shè)計荷載，所以大跨度純懸挑結(jié)構(gòu)的重要性不言而喻，從設(shè)計到施工上都要引起足夠的重視。

圖2 某項目3#樓懸挑露臺效果圖及其平面圖

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范3.4.5條：二a類環(huán)境鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)最大裂縫寬度限值為0.2mm，實際項目中，大跨度懸挑梁根部開裂裂縫寬度超過規(guī)范限值的可能原因包括如下：1)混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)不到位，導(dǎo)致其中的水分蒸發(fā)過快，易形成脫水現(xiàn)象表面收縮開裂；2)混凝土自身材料的問題，混凝土水灰比、骨料粒徑以及是否私自摻水等；3)混凝土結(jié)構(gòu)拆撐時間過早，混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計要求時即拆模，會因為過早受荷或拆模擾動，破壞其內(nèi)在結(jié)構(gòu)進(jìn)而產(chǎn)生受力裂縫，成為混凝土的終身缺陷，影響混凝土的使用壽命；4)混凝土梁，特別是大跨度懸挑梁施工時若未按要求設(shè)置施工起拱，則后期上較大荷載后會造成懸挑梁端部下?lián)蠂?yán)重，進(jìn)而在根部產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫；5)混凝土梁的鋼筋保護(hù)層厚度未按相關(guān)要求正確設(shè)置，特別是懸挑梁的根部頂層受力鋼筋，若保護(hù)層偏大則會導(dǎo)致梁有效截面變小，在外荷載作用下使懸挑梁根部產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫[3]。

2.2 大跨度懸挑梁根部裂縫防治措施

2.2.1 設(shè)計方面需保證的措施

1)充分考慮懸挑梁上部露臺裝修荷載、覆土荷載、使用活荷載及施工活荷載，不得以成本優(yōu)化為理由刻意減小計算荷載。

2)大跨懸挑梁的根部內(nèi)跨應(yīng)布置有內(nèi)跨結(jié)構(gòu)梁，平衡豎向構(gòu)件兩側(cè)彎矩的同時，還能保證懸挑梁的頂筋有足夠的錨固長度，避免較多頂筋都彎折伸入豎向構(gòu)件內(nèi)，導(dǎo)致節(jié)點核心區(qū)鋼筋過于密集，影響混凝土的澆筑質(zhì)量。

3)豎向構(gòu)件的截面寬度宜比懸挑梁的截面寬度大，避免懸挑梁的縱筋在豎向構(gòu)件內(nèi)與墻柱縱筋沖突，不利于保證鋼筋安裝的施工質(zhì)量。

4)梁板的混凝土強(qiáng)度等級不宜過高，滿足實際環(huán)境類別下規(guī)范要求的最低強(qiáng)度等級即可，高等級強(qiáng)度的混凝土水化熱更大，更容易出現(xiàn)收縮裂縫。

5)應(yīng)根據(jù)強(qiáng)度、撓度、裂縫、舒適度、溫度應(yīng)力等綜合驗算結(jié)果選取配筋，且配筋率可適當(dāng)加強(qiáng)；特別是懸挑梁頂筋實際配筋值宜比計算配筋值適當(dāng)放大，放大系數(shù)一般不小于1.20；由于鋼筋直徑比較大，實際根據(jù)裂縫控制的實配頂筋往往是計算配筋的1.3～1.4倍。

6)分工況計算懸挑梁的撓度值，并把懸挑梁需要的施工起拱值在梁圖中予以注明，并做好施工圖交底、現(xiàn)場樣板層驗收等流程。

7)與業(yè)主單位充分溝通，了解施工工藝；按目前現(xiàn)行的模板技術(shù)，鋁模工藝還無法做到施工起拱，未能滿足大跨梁板設(shè)計起拱的實際需求；而且立體生態(tài)住宅的露臺往往是兩層通高，錯層布置，采用木模施工更加便捷也更為經(jīng)濟(jì)。

8)懸挑梁的配筋設(shè)計還應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)場實際情況，選取適當(dāng)?shù)目v筋直徑，控制好各排頂筋的鋼筋凈距，方便混凝土的澆筑施工，有利于保證懸挑梁的混凝土振搗密實[4]。

2.2.2 施工方面需保證的措施

1)對于大跨度懸挑梁主體結(jié)構(gòu)部位，建議施工單位加強(qiáng)大梁板混凝土的養(yǎng)護(hù)，應(yīng)在澆筑完畢后12h內(nèi)對其加以覆蓋和澆水養(yǎng)護(hù)，澆水次數(shù)應(yīng)能保持混凝土處于濕潤狀態(tài)，澆水養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)符合施工相關(guān)規(guī)范要求，減小溫度應(yīng)力的影響，有效控制結(jié)構(gòu)的裂縫。

2)懸挑露臺位置為兩層通高，支模高度一般不小于6m；根據(jù)混凝土施工規(guī)范，搭設(shè)高度5m及以上的混凝土模板支撐工程，屬于危險性較大的分部分項工程，施工單位應(yīng)當(dāng)在施工前編制專項施工方案，經(jīng)相關(guān)負(fù)責(zé)人審批。

3)大跨度懸挑范圍內(nèi)的支架布置建議均勻布置，適當(dāng)減小間距，拆模時間嚴(yán)格按施工驗收規(guī)范要求，需達(dá)到混凝土設(shè)計強(qiáng)度100%后方可拆模拆撐。

4)建議加強(qiáng)施工支架模板的檢查，按要求設(shè)置好模板起拱，同時避免支架剛度不夠、頂撐未頂緊而造成塌模、脹模等問題。

5)建議加強(qiáng)現(xiàn)場施工質(zhì)量的管理，避免因施工質(zhì)量(鋼筋直徑、間距、保護(hù)層厚度、樓板厚度、起拱)或混凝土材料等問題造成主體結(jié)構(gòu)的開裂。

6)確保懸挑梁內(nèi)上下層鋼筋位置準(zhǔn)確，特別是頂筋的鋼筋保護(hù)層厚度不應(yīng)過大，保證大梁的有效截面高度，鋼筋綁扎牢固，施工期間采取防止踩踏頂層鋼筋的有效措施。

7)施工中應(yīng)盡量減少或避免大跨度露臺上施工材料、施工器械的堆積，以免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)早期裂縫的開展。

8)懸挑梁頂筋往往布置密集，需要采用專用的小型混凝土振動棒加以振搗，保證混凝土振搗密實。

9)生態(tài)住宅的種植露臺，后期在施工回填土方時應(yīng)注意不得隨意堆放土坡，造成荷載集中；回填壓實時也應(yīng)注意不得產(chǎn)生較大震動，增加懸挑梁根部的開裂風(fēng)險[5]。

3 結(jié)語

在我國現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程加快的腳步中，工程建設(shè)的施工質(zhì)量應(yīng)該得以重視并加強(qiáng)監(jiān)督，工程質(zhì)量直接關(guān)系到人民群眾的切身利益，特別是結(jié)構(gòu)裂縫類的工程質(zhì)量，具有不可逆性，混凝土裂縫一旦產(chǎn)生后，就變成終身缺陷，修補(bǔ)起來費時費力，也無法完全恢復(fù)到原狀。所以，住宅項目的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題，重在預(yù)防，防治措施做到位，能夠大大降低開裂的風(fēng)險，做好品質(zhì)工程。