淺談現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面的裂縫分析與防治

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近今年隨著現(xiàn)澆混凝土樓板結(jié)構(gòu)在住宅樓工程中廣泛應(yīng)用，也相繼出現(xiàn)一系列現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量通病?，F(xiàn)澆混凝土樓板出現(xiàn)裂縫便是目前較難克服的質(zhì)量通病之一。一般情況下，樓屋面裂縫表現(xiàn)為：龜裂狀裂縫、跨中的縱向、橫向裂縫以及陽角斜向45º裂縫等。輕則影響美觀，重則危及結(jié)構(gòu)安全。根據(jù)筆者近幾年在工程中遇到的實(shí)際情況和查閱相關(guān)資料，對(duì)現(xiàn)澆混凝土樓板常見裂縫的產(chǎn)生原因和預(yù)防處理措施談點(diǎn)粗淺的看法，以供同仁們交流與探討。                                         一、 樓板裂縫發(fā)生原因分析                                               1.設(shè)計(jì)方面的原因                                                    （1）房產(chǎn)商為了降低工程開發(fā)成本，往往要求設(shè)計(jì)單位降低配筋率，從而導(dǎo)致住宅工程樓板裂縫的發(fā)生；                                                         （2）因地勘單位提供的報(bào)告不精確，對(duì)設(shè)計(jì)單位的結(jié)構(gòu)計(jì)算造成誤導(dǎo)，導(dǎo)致建筑物沉降不均勻，造成建筑物裂縫的發(fā)生；                                       （3）由于設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行現(xiàn)澆板的配筋計(jì)算過程中，通常只是根據(jù)其承載能力來確定配筋量的，而往往忽略了對(duì)板在正常使用階段由其承受的荷載而引起的撓度及裂縫寬度的驗(yàn)算，也未充分對(duì)溫差及混凝土收縮特性等因素進(jìn)行綜合考慮，由此而引起裂縫的產(chǎn)生；                                              （4）在建筑物的設(shè)計(jì)中，設(shè)備專業(yè)特別是電氣專業(yè)，大多將照明、有線電視、通訊等所需的管線直接敷設(shè)于現(xiàn)澆板中，而且有時(shí)集中于某一處現(xiàn)澆板中的管線多達(dá)7-8 根，并且這些管線的直徑多為2-3CM，由此就會(huì)使該處的現(xiàn)澆板厚度大大削弱,從而引起現(xiàn)澆板在該處開裂。                                   2.材料質(zhì)量方面的原因                                                （1）盡管目前已經(jīng)普遍采用泵送商品混凝土進(jìn)行澆筑，但混凝土供應(yīng)商為了減低成本，在混凝土中大量摻入粉煤灰及低價(jià)位、低性能的外加劑；另外，使用含泥量過大的細(xì)砂。為了施工方便；人為加大水灰比、增加混凝土的塌落度等，都是形成混凝土開裂的不可忽視的原因；                                  （2）堿--骨料反應(yīng)：骨料中云母、玄武巖等堿性骨料有可能與堿性很強(qiáng)的水泥起化學(xué)反應(yīng)，生成有膨脹能力的堿--硅凝膠而引起混凝土膨脹破壞，產(chǎn)生裂縫；（3）施工單位為了降低工程成本，將設(shè)計(jì)的樓面鋼筋通過再加工（調(diào)細(xì)）后安裝，實(shí)際上降低了設(shè)計(jì)的配筋率，也是裂縫產(chǎn)生的原因之一。                  3.施工方面的原因                                                    （1）鋼筋在樓面混凝土板中的抗拉受力，起著抵抗外荷載所產(chǎn)生的彎距和防止混凝土裂縫收縮和溫差裂縫發(fā)生的雙重作用，在施工過程中由于施工工藝不當(dāng)，致使樓面上層鋼筋網(wǎng)或支座處負(fù)筋下陷，保護(hù)層過大，從而產(chǎn)生板面裂縫；                       

（2）樓面墊層內(nèi)鋪設(shè)的暗裝水管、電線套管鋪設(shè)不當(dāng)，如水管、電線套管鋪設(shè)不夠牢靠、集中鋪設(shè)、上下交疊鋪設(shè)致使水管、電線套管上皮在墊層厚度1/3 以內(nèi)，保護(hù)層厚度不足都可能造成板面沿管線長度方向產(chǎn)生裂縫；             （3）目前在主體結(jié)構(gòu)的施工過程中，普遍存在著質(zhì)量與工期之間的較大矛盾。一般主體結(jié)構(gòu)的樓層施工速度平均為５-７天左右一層，最快時(shí)甚至不足5 天一層。因此當(dāng)樓層混凝土澆筑完畢后不足２４小時(shí)的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，就忙著進(jìn)行鋼筋綁扎、模板支撐搭設(shè)、材料吊運(yùn)等施工活動(dòng)，這就使得板面混凝土在強(qiáng)度不足的情況下受材料吊卸沖擊振動(dòng)荷載的作用而引起不規(guī)則的受力裂縫。并且這些裂縫一旦形成，就難于閉合，形成永久性裂縫；                                  （4）混凝土施工過分振搗，為了方便施工，提高混凝土塌落度，在商品混凝土中加水，混凝土澆筑振搗后，粗骨料沉落擠出水分、空氣，表面呈現(xiàn)泌水而形成豎向體積縮小沉落造成表面砂漿層，它比下層混凝土有較大的干縮性能，待水分蒸發(fā)后易形成凝縮裂縫。此外，模板在澆筑混凝土之前灑水不夠，過于干燥，則模板吸水量大，引起混凝土的塑性收縮，產(chǎn)生裂縫。而混凝土的水灰比過大更是導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的最重要因素；                                    （5）混凝土澆搗后抹平壓實(shí)工序進(jìn)行的過遲或過分抹壓也會(huì)導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生裂縫。過分抹壓會(huì)使混凝土的細(xì)骨料過多地浮到表面，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二氧化碳作用生成碳酸鈣，引起表面體積碳水化收縮，導(dǎo)致混凝土板表面龜裂；                                     （6）混凝土的收縮（溫度裂縫）：眾所周知，混凝土引起收縮的原因，在硬化初期主要是由于水泥的水化作用，形成一種新的水泥結(jié)晶體，這種結(jié)晶體化合物較原材料體積小，因而引起混凝土體積的收縮，即所謂的凝縮，后期主要是混凝土內(nèi)自由水蒸發(fā)而引起的干縮。而且如果混凝土處在一個(gè)溫差變化較大的環(huán)境下，將會(huì)使其收縮更為加劇。如施工發(fā)生在夏季炎熱氣溫下，石子表面溫度升高，使石子體積膨脹，拌制成混凝土后，石子受冷收縮，使混凝土表面出現(xiàn)發(fā)絲裂縫；混凝土澆搗后未及時(shí)澆水養(yǎng)護(hù)，混凝土在較高溫度下失水收縮，水化熱釋放量較大，而又未及時(shí)得到水分的補(bǔ)充，因而在硬化過程中，現(xiàn)澆板受到支座的約束，勢(shì)必產(chǎn)生溫度應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫，這些裂縫也首先產(chǎn)生在較薄弱的部位，即板角處。另外，室內(nèi)外溫差變化較大，也要引起一定的裂縫。 二 樓板裂縫的預(yù)防                                                   1.認(rèn)真學(xué)習(xí)圖紙、規(guī)范及相關(guān)設(shè)計(jì)文件 （1）在基礎(chǔ)開挖的過程中，仔細(xì)比對(duì)地勘報(bào)告與現(xiàn)場實(shí)際土質(zhì)情況。如發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場出現(xiàn)了古墓、古穴等異常情況，且在地質(zhì)勘察報(bào)告上沒有體現(xiàn)，此刻必須及時(shí)和業(yè)主及設(shè)計(jì)單位溝通解決，以防止建筑物因不均勻沉降形成裂縫；         （2）建議業(yè)主及設(shè)計(jì)單位對(duì)四周的陽角處樓面板配筋進(jìn)行加強(qiáng)，負(fù)筋不采用分離式配置，改為沿房間（每個(gè)陽角僅限一個(gè)房間）全長配置，并且適當(dāng)加密加粗。在相同配筋率的情況下，采用直徑較小的鋼筋，縮小鋼筋間距，可提高現(xiàn)澆板的抗裂能力。                                                            2.加強(qiáng)預(yù)埋管處的裂縫防治                                            （1） 對(duì)于較粗的線管或多根線管的集散處，可增設(shè)垂直于線管的抗裂短鋼筋網(wǎng)加強(qiáng)，抗裂短鋼筋采用Φ６-Φ８，間距≤１５０，兩端的錨固長度應(yīng)不小于３００毫米；                                                           （2）線管在敷設(shè)時(shí)應(yīng)盡量避免立體交叉穿越，交叉布線處采用線盒，同時(shí)在多根線管的集散處宜采用放射形分布，盡量避免緊密平行排列，以確保線管底部的混凝土灌筑順利和振搗密實(shí)。并且當(dāng)線管數(shù)量眾多，使集散口的混凝土截面大量削弱時(shí)，按預(yù)留孔洞構(gòu)造要求在四周增設(shè)上下各２Φ１２的井字形抗裂構(gòu)造鋼筋3.加強(qiáng)對(duì)原材料的控制                                                （1）在訂購商品混凝土?xí)r，應(yīng)根據(jù)工程的不同部位和性質(zhì)提出對(duì)混凝土品質(zhì)的明確要求，并在合同中明確體現(xiàn)以下內(nèi)容：a應(yīng)采用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥拌制，并控制摻合料的摻量，粉煤灰的用量不要超過水泥量的15%； b合理控制混凝土的水灰比。應(yīng)根據(jù)施工部位不同以及氣候條件、混凝土強(qiáng)度等因素要求，合理控制混凝土的最大水灰比，保證現(xiàn)場澆搗時(shí)混凝土塌落度控制在15厘米以下； c控制好混凝土中的細(xì)骨料，不得用細(xì)沙或特細(xì)砂，盡量杜絕細(xì)骨料的含泥量(不得大于2%)。同時(shí)現(xiàn)場應(yīng)嚴(yán)格控制好商品混凝土的坍落度檢查，以保證混凝土熟料的半成品質(zhì)量。                                         （2）現(xiàn)場的質(zhì)檢員加強(qiáng)對(duì)原材料質(zhì)量的控制，鋼筋進(jìn)場后，未經(jīng)抽樣送檢合格一律不得使用。嚴(yán)格控制鋼筋現(xiàn)場拉伸率，保證設(shè)計(jì)配筋率；                （3）經(jīng)常對(duì)混凝土供應(yīng)商進(jìn)行檢查，從混凝土的源頭上進(jìn)行把關(guān)。防止混凝土供應(yīng)單位使用劣質(zhì)混凝土外摻劑及劣質(zhì)的粗細(xì)骨料。                       4.加強(qiáng)鋼筋保護(hù)層的控制                                              （1） 嚴(yán)格控制板面負(fù)筋的保護(hù)層厚度：現(xiàn)澆板負(fù)筋一般放置在支座梁鋼筋上面，與梁筋應(yīng)綁扎在一起；樓面雙向鋼筋必須設(shè)置鋼筋小馬凳，其縱橫向間距不應(yīng)大于700mm(每平方米不少于2只)；對(duì)于φ8一類的細(xì)小鋼筋，小馬凳應(yīng)控制在600mm以內(nèi)（即每平方米不少于3只）;                              （2）澆灌混凝土?xí)r，操作人員應(yīng)充分重視保護(hù)板面上層負(fù)筋的正確位置，必須行走時(shí)，應(yīng)自覺沿鋼筋小馬凳支撐點(diǎn)通行，不能隨意踩踏中間架空部位鋼筋。同時(shí)安排足夠數(shù)量的鋼筋工，在混凝土澆筑前及澆筑的過程中及時(shí)對(duì)鋼筋進(jìn)行整修。以確保鋼筋間距及保護(hù)層厚度；                                        （3）混凝土工在混凝土的澆筑過程中，對(duì)裂縫的易發(fā)生部位及負(fù)彎矩筋受力最大區(qū)域，應(yīng)鋪設(shè)臨時(shí)性活動(dòng)跳板，擴(kuò)大接觸面，分散應(yīng)力，防止上層鋼筋被踩踏變形。                                                                5.科學(xué)合理的安排施工進(jìn)度計(jì)劃                                        （1）一般情況下，主體結(jié)構(gòu)階段的樓層施工速度控制在6-7天/層，以確?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)時(shí)間； （2）科學(xué)合理的安排施工作業(yè)計(jì)劃，在混凝土澆筑結(jié)束后的24h內(nèi)，只能安排測量工作，不得進(jìn)行材料吊裝作業(yè)；24h后，可以進(jìn)行小批量的暗柱及剪力墻鋼筋綁扎，并做到輕缷、輕放，以控制和減小沖擊荷載；3天后方可從事柱、墻、梁、板的模板施工作業(yè)。在吊裝模板時(shí)，應(yīng)分散就位，不得集中堆放。嚴(yán)禁多工種平行作業(yè)，爭搶工作面。                                              6.強(qiáng)化施工過程的質(zhì)量控制                                            （1）在混凝土澆搗前，既要將基層和模板澆水濕透，又要防止?jié)菜^多，造成模板或基層表面積水;                                                 （2）混凝土澆搗過程中應(yīng)盡量做到既振搗充分又避免過度?；炷翗前鍧仓戤吅?，表面刮抹應(yīng)限制到最小程度，禁止在混凝土表面撒干水泥刮抹，并加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù)。樓板澆筑后，對(duì)板面應(yīng)及時(shí)用材料覆蓋保溫，認(rèn)真養(yǎng)護(hù)，防止強(qiáng)風(fēng)和烈日曝曬;                                                       （3）澆搗時(shí)因入模落料高度過大或入模方式不妥而造成離析。澆搗豎向結(jié)構(gòu)混凝土?xí)r，先在底部澆50～100mm厚與混凝土成分相同的水泥砂漿。豎向落料自由高度不應(yīng)超過2m，超過時(shí)應(yīng)采用串筒、溜槽落料；                     （4） 對(duì)計(jì)劃中的臨時(shí)大開間面積材料吊卸堆放區(qū)域部位的模板支撐架在搭設(shè)前，就預(yù)先考慮采用加密立桿增加模板支撐架剛度的加強(qiáng)措施（立桿的縱、橫向間距均不宜大于800毫米），以增強(qiáng)剛度，減少變形來加強(qiáng)該區(qū)域的抗沖擊振動(dòng)荷載，并應(yīng)在該區(qū)域的新澆混凝土表面上鋪設(shè)舊木模加以保護(hù)和擴(kuò)散應(yīng)力，進(jìn)一步防止裂縫的發(fā)生；                                                  （5） 加強(qiáng)對(duì)模板制作、安裝過程中的質(zhì)量監(jiān)控，保證其具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，使之能承受施工過程中所產(chǎn)生的荷載，以避免由于模板的彎曲變形造成混凝土的開裂。 （6）嚴(yán)格控制模板的拆除時(shí)間 ，梁、板底模拆除時(shí)，混凝土強(qiáng)度必須符合下表要求：   混凝土的強(qiáng)度以施工現(xiàn)場同條件養(yǎng)護(hù)的混凝土試塊的抗壓強(qiáng)度為準(zhǔn)。       7. 加強(qiáng)對(duì)樓面混凝土的養(yǎng)護(hù) 混凝土的保濕養(yǎng)護(hù)對(duì)其強(qiáng)度增長和各類性能的提高十分重要，特別是早期的妥善養(yǎng)護(hù)可以避免表面脫水并大量減少砼初期伸縮裂縫發(fā)生。實(shí)際施工中，由于搶趕工期和澆水將影響彈線及施工人員作業(yè)，因此樓面混凝土往往缺乏較充分和較足夠的澆水養(yǎng)護(hù)延續(xù)時(shí)間。為此，施工中必須堅(jiān)持覆蓋麻袋或草簾進(jìn)行一周左右的妥善保濕養(yǎng)護(hù)，并可采用噴養(yǎng)護(hù)液進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，達(dá)到降低成本和提高工效，并可避免或減少對(duì)施工的影響。                                                三 、樓板裂縫的處理                                                    1. 表面處理法：表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細(xì)而淺的、不漏水、不伸縮的縫及不再活動(dòng)的縫。常用材料有環(huán)氧樹脂類等。進(jìn)行裂縫處理時(shí)混凝土表面應(yīng)堅(jiān)實(shí)、清潔，混凝土表面必須干燥。 2. 填充法：用修補(bǔ)材料直接填充裂縫，一般用來修補(bǔ)對(duì)于寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫、用灌漿法很難達(dá)到效果的裂縫、以及小規(guī)模裂縫，這種方法操作簡單，而且費(fèi)用低。可采取開Ｖ型槽，然后作填充處理。填充材料一般采用彈性膩?zhàn)?，分層鑲嵌密?shí)，面層用復(fù)合增強(qiáng)纖維材料黏貼加強(qiáng)處理。 3. 灌漿法。此法應(yīng)用范圍廣，從細(xì)微裂縫到大裂縫均適用，處理效果好。灌漿材料常用的有環(huán)氧樹脂類、甲基丙烯酸甲酯等。其中環(huán)氧類材料來源廣，施工較方便，建筑工程中應(yīng)用較廣；甲基丙烯酸甲酯粘度低，可灌性好，擴(kuò)散能力強(qiáng)，不少工程用來修補(bǔ)縫寬≥0.05mm的裂縫，補(bǔ)強(qiáng)和防滲效果良好 。          四、工程實(shí)例                                                                      筆者在阿聯(lián)酋世界經(jīng)濟(jì)大都市迪拜施工的一項(xiàng)高層公寓項(xiàng)目，該工程由6棟29層高的塔樓組成，1至3層為裙房用作停車庫，建筑面積近40萬平米 。主體框架剪力墻結(jié)構(gòu)，樓板為300厚現(xiàn)澆混凝土無梁樓板，板中配筋為單層Φ 20間距200.當(dāng)施工到裙房3層時(shí)發(fā)現(xiàn)框架柱四周樓板上表面不同程度地出現(xiàn) 細(xì)微裂縫，有的長達(dá)數(shù)米。情況發(fā)生后，項(xiàng)目部迅速組織設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量等負(fù)責(zé)人組成事故處理小組，進(jìn)行研究分析。經(jīng)過深入細(xì)致的分析研究，大家認(rèn)為造成裂縫的主要原因是原設(shè)計(jì)混凝土樓板中配筋不足。隨即同設(shè)計(jì)單位取得聯(lián)系，經(jīng)進(jìn)一步受力分析、計(jì)算，在確保配筋率限制的條件下將原設(shè)計(jì)Φ 20間距200單層配筋改為 Φ20間距250雙層配筋。同時(shí)將板中出現(xiàn)的裂縫采用填充法處理，使之得到有效控制；在后續(xù)施工的樓板中未發(fā)現(xiàn)類似裂縫。