灘涂泥地吹填地區工業廠房SOG 地面裂縫檢測及處理思路

林燦榮，趙業保，李杰，籍忠清，張偉，廖英杰

（上海中建海外發展有限公司，上海 200125）

0 引言

目前國內外有許多地坪裂縫防治的理論研究和處理手段。針對地坪混凝土裂縫的成因和控制，于勝斌等[1]認為主要是由于房屋沉降和混凝土收縮產生的并提出了合理的解決措施。甘海濤[2]根據項目實例，分析了大面積地坪的裂縫控制技術特點和難點。唐佳等[3]進一步根據跳倉施工的技術，分析了裂縫原因和修補手段。唐興隆等[4]結合項目實例總結了多種裂縫處理技術措施。本文在此基礎上，結合目前地坪施工技術特點，總結了多種裂縫處理措施、裂縫產生的原因，提出了依據裂縫表觀情況特點進行分類識別的思路。并且根據項目實例，總結了多種處理措施的實施效果。

1 常見裂縫表觀情況及分類

通過對裂縫進行研究，根據裂縫的表觀情況和產生原因，初步將地面裂縫按4 個方面進行歸類。其中，按裂縫深度和寬度分類以及按裂縫的發育程度分類對于裂縫處理有較好的指導意義，是后續決定某個區域地面維修方案的關鍵指標。

（1）按裂縫的平面發展形態分為直線型裂縫、近直線型裂縫、分裂型裂縫和網狀裂縫。

（2）按裂縫的高度發展形態分為平面裂縫和高差變化裂縫。

（3）按照裂縫發展來源可分為基層裂縫和鋼筋混凝土結構層裂縫。

（4）按照裂縫的發育程度分為發育成熟裂縫和未發育裂縫。

按裂縫深度和寬度分為表觀細紋裂縫和結構性裂縫。在裂縫基本發育完全時，深度≤3mm，寬度≤0.3mm 的裂縫為表觀細紋裂縫，深度＞3mm，寬度＞0.3mm 的為結構性裂縫。在實際項目維修方案調研中，可以進一步按裂縫寬度對結構性裂縫的嚴重等級進行分類，將寬度為0.3 ～1mm 的裂縫定為第三等級裂縫，1 ～3mm 定為第二等級裂縫，3mm 以上定為第一等級裂縫，具體等級分類如表1。

表1 裂縫嚴重等級分類

裂縫成因復雜，難以溯源，工程上常結合裂縫表觀情況，以經驗判斷其處理方法。為避免經驗判斷失誤，通過項目實例，從可量化的裂縫深度、寬度對裂縫進行歸類，從而進一步根據裂縫的類型和嚴重等級制定合理的處理措施。

2 裂縫產生的原因及原理剖析

2.1 地勘調查不充分導致的裂縫

在地勘過程中，僅采取常見的地勘方法進行土質和地基承載力勘察，沒有對該地區地質地貌的歷史來源進行研究。在案例海外印尼區域的項目中，工業園區原為灘涂泥地，經過回填形成工業園區的情況被忽視，導致地面設計不合理。

2.2 溫濕度變化產生的裂縫

如所在地晝夜溫差明顯，大風天氣多，混凝土在硬化時會發生氣化反應，導致混凝土內部結構產生拉應力。氣溫低時會在混凝土地面表層產生拉應力，且當氣候干燥多風時，濕度會有明顯變化。溫度與濕度的變化導致混凝土表面出現裂縫。

2.3 地面、地基設計或施工不合理導致的裂縫

設計院常根據以往經驗進行新的廠房設計，導致不同地區，不同地質條件的地面混凝土面層結構設計均為相同設計。

2.4 荷載部位節點設計或施工不合理導致的裂縫

根據設備基礎、結構柱、柱墩、砌體結構和地面的節點設計和荷載大小。應在這類結構周邊設置伸漲縫或隔離縫。很多廠房項目困難由于設備基礎、柱墩等結構較多，施工困難，或留縫影響美觀性，忽略了該部位的留縫需求。產生內部應力且無法正常釋放，導致混凝土開裂。這類裂縫常常伴隨較大高差。按裂縫平面發展形態通常為圍繞荷載部位產生直線型裂縫，如荷載過大可能進一步發育為分裂性裂縫。按裂縫高度發展形態可能會產生高差變化裂縫。按裂縫的深度和寬度歸類，通常為結構性裂縫。

2.5 地坪縫設計或施工不合理導致的裂縫

根據地坪設計原理，地坪縫大致可分為施工縫、伸縮縫、切縫和隔離縫，如圖1 所示。由于混凝土硬化過程的化學反應脹裂、混凝土成型后的溫度變化，還有使用過程中區域荷載不同及部分區域長時間重復性承擔荷載等原因，地坪內部常常產生拉壓應力，如果沒有合理設置地坪縫去釋放應力，容易導致裂縫。

圖1 地坪縫劃分示意圖

另外，如果地坪縫正常留置，但其中的填充材料和表面密封材料選擇和使用不當，也會導致地坪縫位置在使用過程中因叉車、運輸工具、材料、塵土等因素破壞。部分工廠的地坪縫切割和留置十分規范，表面密封材料也選用了質量合格的密封膠和聚氨酯材料，但忽視了填充材料，沒有使用填充材料或者是采用了容易腐蝕、彈性不足的棉條，導致密封材料經過荷載作用后，出現凹陷，進一步導致地坪縫出現破壞的現象。如果沒有進一步處理，容易進一步導致嚴重的密封膠大量脫落、地坪縫位置起砂、坑洞現象。

按照分格跳倉澆筑施工原理，部分縫可結合施工，經過某機場項目驗證，可按照三級分縫方案實施，在荷載較大區域及施工縫位置可設置傳力桿。最終實施效果良好。

2.6 使用過程中荷載過大、疲勞荷載作用下產生的裂縫

工業廠房常常伴隨著部分設備機械的使用。在投產過程中，機械設備可能會更新，使荷載增加。操作人員可能為了加快工作效率，讓本身滿足設計要求的地面的使用荷載超過設計荷載，導致地面開裂。例如叉車超載。

2.7 混凝土配合比設計、生產、澆筑、養護過程中出現的質量問題

體量不大的工業廠房常常選擇用幾個商業混凝土站進行混凝土供應。不特別進行試配選用原材料。混凝土生產和配運過程中，常常存在配合比管控不嚴，不同配合比混凝土混用的情況。骨料耐磨地面的混凝土原材料中如果粉煤灰含量過大，可能導致面層骨料和混凝土結合性不好，產生局部分層現象。

室內地坪常采用地泵澆筑，澆筑前潤管的水或泥漿禁止澆于模板內，應采用專用容器用于處理潤管材料。耐磨骨料面積應分為兩層施工，實際作業中，工人可能為了快速施工，一次性撒完耐磨骨料并進行磨光作業，導致耐磨面層和混凝土結合性差，荷載作用后產生裂縫、起砂以及骨料層脫皮現象。另外，如果初凝后未及時進行耐磨骨料施工，也容易造成耐磨層脫皮現象。

3 確定地面裂縫產生原因的思路

結合裂縫產生的原因及其背后的原理、裂縫部位、表觀效果，寬度、深度、發展形態、所在地地理條件、附近類似工程項目情況，與上文產生裂縫的原因及出現的裂縫情況對應，可以綜合判斷廠房地面裂縫產生的原因。

案例項目中開裂最嚴重的區域是生產車間中的拋光地面和骨料耐磨地面，面層混凝土強度C30。拋光地面表面施工Basf Mastertop CC700 密封固化劑后拋光打磨，骨料耐磨地面表面應用骨料顆粒兩遍成形。混凝土厚度均為200mm，鋼筋直徑10mm 的雙層雙向鋼筋混凝土地面。基層由約300mm 的級配砂石、150mm 的水泥穩定碎石層和20 厚1:2.5 水泥砂漿找平層組成。經過兩年的投產使用后，拋光地面和骨料耐磨地面產生了較多的網狀裂縫和直線型、近直線型裂縫。但案例項目中的冷庫地面，并沒有出現任何裂縫。經過復核，發現冷庫地面下方的回填土經過設計變更，增加了2 ～4m 的級配砂石換填。從而達到了使用要求。冷庫溫度達-25℃，在試運行期間多次升溫降溫，按正常設計角度解讀，冷庫地面是最易出現裂縫的區域。但由于增加了換填厚度，基層的做法彌補了灘涂泥地的地質情況。同時案例項目中，廠區道路原設計除表面未應用密封固化劑或骨料外也采用了與拋光地面和骨料耐磨地面相似的設計，雖然道路設計的基層比拋光地面更薄，但并未發現明顯裂縫。經過復核，因印尼區域雨季降雨量過大，施工單位在施工過程中，額外在基層上施工了1 層200mm 厚的C30 素混凝土作為臨時道路。正式道路按原設計的鋼筋網片和厚度施工在臨時道路上。因此彌補了灘涂泥地的地質情況。

調研附近項目發現，由于跨國別的地勘單位和設計單位不了解該區域地質歷史情況，該地區類似情況的其他項目的地面裂縫也較為嚴重。甚至部分主體結構在結構梁板上出現了結構性裂縫。

根據以上情況，案例項目最終確定了裂縫要因是由于不了解該區域灘涂泥地吹填的歷史情況，導致設計和實際需求不符，最終導致地面出現了較多裂縫。在調查過程中，也發現了由于以上其他原因產生的局部裂縫。導致工業廠房SOG地面裂縫的原因非常多，因此在調查中應仔細辨別，查出主要原因，針對要因制定措施、實施樣板、驗證效果、最后正式開展維修。

4 維修方案確定思路

對案例項目中各類地面調研后發現，聚氨酯地面的基層與骨料耐磨地面設計相同，但表面未見任何裂縫。拋光地面和骨料耐磨地面的裂縫中，未見高差變化明顯的裂縫。結合裂縫實際情況，發現案例項目中出現的主要裂縫按裂縫的高度發展形態，主要為平面裂縫。按裂縫的發展狀態，主要為網狀型裂縫、直線型裂縫，少部分為近直線型裂縫。按裂縫深度和寬度主要為表觀裂縫，少部分為結構性裂縫。按發育程度分類，主要為發育成熟裂縫。少部分未使用叉車區域或僅堆放輕質材料的區域為未發育裂縫。

根據本項目各類型地面投產后的質量情況，結合以往項目經驗和同類項目調研，針對地面裂縫，主要有以下4 種維修方法。

（1）表面修復：如果裂縫屬于表面細紋裂縫，可以通過表面修復來解決。采用填充材料，如特種砂漿、環氧樹脂或聚氨酯材料，對裂縫進行填充后磨光表面，以達到和原地面近似的表觀效果。

（2）鉆孔注漿：如果裂縫為結構性裂縫，可以通過鉆孔注漿的方法。在裂縫周圍鉆孔后注入特種砂漿、聚氨酯或環氧樹脂材料，填補裂縫，并將其密封或拋光打磨。

（3）翻新地面：如果地面裂縫數量多，深度較大，大部分都是結構性裂縫，且部分地面出現遠超國標規范的裂縫，已經影響了地面的結構穩定性。可以采用翻新地面，去除全部原有地面，或去除局部原有地面，或去除原有地面的局部厚度，然后重新澆筑地面。

（4）新增柔性面層：如果按裂縫發育程度歸類，裂縫主要為發育成熟裂縫，并且按裂縫高度發展形態，主要為平面裂縫，可以通過對地面裂縫初步處理后施工柔性聚氨酯、環氧樹脂面層達到維修目的。

基于以上情況對每個具體區域中的裂縫數量和類型進行分類，結合業主的使用需求、項目的資金水平和預期內的地面維修方案，在具體維修中，可以針對不同區域、不同裂縫類型采取不同的維修方法。

5 維修效果

在案例項目中，采用表面修復的區域，通過填充特種砂漿材料后，對填充部位進行打磨拋光。最終達到地面無裂縫裂紋現象、無起砂現象的效果。但由于砂漿和混凝土顏色有一定區別，近距離下可以看出修補痕跡，在美觀性上不如整體翻新地面或新增柔性面層。由于表面細紋裂縫不會再進一步發育，重新投產使用后未發現裂紋重復出現。根據項目實際經驗和其他項目經驗，維修采用的填充材料需經過技術人員論證和現場樣板確認，否則容易重復開裂，增加維修費用。

采用鉆孔注漿維修方法的區域，維修后效果與表面修復的區域相似，最終達到地面無裂縫裂紋現象、無起砂現象的效果。但由于砂漿和混凝土顏色有一定區別，近距離下可以看出修補痕跡，在美觀性上不如整體翻新地面或新增柔性面層。由于案例項目裂縫主要未發育成熟裂縫，重新投產使用后未發現裂縫重復出現。采用在原地面上去除局部厚度，然后重新澆筑特種砂漿的翻新地面維修方法，經過維修后裂縫消失。使用后兩個月暫未發現新裂縫。采用新增柔性面層維修方法的區域，經過面層施工后，美觀性為幾種維修方案中最佳。但是施工成本較高。經過維修后，未發現任何裂縫。

6 結論

（1）解決灘涂泥地吹填地區工業廠房地面裂縫把控好地勘、設計和施工三個方面。

（2）地勘不僅要做好各類試驗，也要對該地區的地質地貌的歷史來源進行調查。

（3）為防止出現裂縫，在施工過程中，還需要加強對地面基層、鋼筋綁扎、混凝土施工、耐磨骨料面層、混凝土養護、切縫等工序施工質量和施工時間節點的管理。

（4）出現裂縫后要根據及時組織專家對地坪裂縫的類別和發育情況進行甄別。可以根據使用需求，擇機選用表面修復、鉆孔注漿、鉆孔注漿、新增柔性面層四種修復方法。