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現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫成因及有關(guān)預(yù)防、處理措施

時(shí)間日期：2008-7-4 已被閱讀次：[9738]

佛山市環(huán)市建筑工程有限公司　陳智永

　　一、前言
　　近年來(lái)，我市已竣工的工程中，有相當(dāng)多建筑物出現(xiàn)不同程度的混凝土樓板開(kāi)裂現(xiàn)象。
混凝土樓板的裂縫雖對(duì)承載力影響較小，但對(duì)建筑物使用功能卻影響較大，它的出現(xiàn)，給有
關(guān)工程各方及住戶(hù)造成了相當(dāng)大的困擾，且已成為質(zhì)量糾紛、投訴和輿論的焦點(diǎn)。造成樓板
裂縫的原因是多方面的，與建筑材料、建筑設(shè)計(jì)、建筑施工都有很大的關(guān)系。以下就現(xiàn)澆混
凝土樓板裂縫產(chǎn)生的常見(jiàn)原因及有關(guān)預(yù)防、處理措施，談?wù)剛€(gè)人的淺見(jiàn)。
　　二、現(xiàn)澆混凝土樓板開(kāi)裂原因
　　結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因很復(fù)雜，根據(jù)有關(guān)資料介紹，引起裂縫有兩大類(lèi)原因，一種由外荷
載（如靜、動(dòng)荷載）的直接應(yīng)力和結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的裂縫，其機(jī)率約20％；另一種是結(jié)構(gòu)因
溫度、膨脹、收縮、徐變和不均勻沉降等因素由變形變化引起的裂縫，其機(jī)率約80％。裂縫
產(chǎn)生與材料、設(shè)計(jì)、施工有關(guān)，現(xiàn)作進(jìn)一步的分析，具體如下：
　　1．材料方面
　　在變形裂縫中收縮裂縫占有80％的比例，混凝土收縮裂縫產(chǎn)生的機(jī)理是：混凝土在結(jié)硬
過(guò)程中，體積會(huì)發(fā)生變化，水泥石會(huì)產(chǎn)生水化熱，由于構(gòu)件內(nèi)部和表面升溫和降溫速度不同
，混凝土的收縮變形就不同，混凝土的收縮變形受到外界的約束時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)
力，當(dāng)收縮應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫。
　　引起現(xiàn)澆混凝土樓板收縮開(kāi)裂的原因大概有以下幾點(diǎn)：
　　1）混凝土配合比、水灰比
　　由于混凝土配合比不當(dāng)，造成混凝土分層離析，特別是梁板結(jié)構(gòu)的板，由于混凝土的離
析，上部出現(xiàn)富水泥漿層，收縮大，引起樓板面的不規(guī)則裂縫。
　　研究表明，水泥加水后變成水泥硬化體，其絕對(duì)體積減小。每100克水泥水化后的化學(xué)
減縮值為7～9ml，如砼水泥用量為350kg/m3，則形成孔縫體積約25～30L/m3之巨。這是混凝
土抗拉強(qiáng)度低和極限拉伸變形小的根本原因。研究表明，每100克水泥漿體可蒸發(fā)水約6ml，
如砼水泥用量為350kg/m3，當(dāng)混凝土在干燥條件下，則蒸發(fā)水量達(dá)21L/m3。毛細(xì)孔縫中水逸
出產(chǎn)生毛細(xì)壓力，使混凝土產(chǎn)生“毛細(xì)收縮”。由此引起水泥砂漿的干縮值為0.1～0.2％；
砼的干縮值為0.04～0.06％。而混凝土的極限拉伸值只有0.01～0.02％，故易引起干縮裂縫
。
　　混凝土中參與水化反應(yīng)的水量?jī)H為游離水的20～25％，而大部分水是為了保證混凝土和
易性的要求，這些游離水在蒸發(fā)后會(huì)在混凝土中產(chǎn)生大量毛細(xì)孔增加了混凝土的收縮。
　　2）水泥用量
　　隨著高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用，水泥用量也就越大水化熱就越高，混凝土的收縮變形也越大。
水泥水化是個(gè)放熱過(guò)程，其水化熱為165～250焦?fàn)?克，隨砼水泥用量提高，其絕熱溫升可
達(dá)50～80℃。
　　3）粗骨料用量減少和粒徑減小
　　砼初凝之前出現(xiàn)泌水和水份急劇蒸發(fā)，引起失水收縮，此時(shí)骨料與水泥之間也產(chǎn)生不均
勻的沉縮變形，它發(fā)生在砼終凝之前的塑性階段，故稱(chēng)為塑性收縮。其收縮量可達(dá)1％左右
。
　　為了保證混凝土的可泵性，工程中一般選用較小粒徑的粗骨料，或減少粗骨料的用量。
粗骨料用量的減少和粗骨料粒徑的減小，會(huì)使混凝土的體積穩(wěn)定性下降，不穩(wěn)定性變大，從
而增大了混凝土收縮。
　　4）溫度附加應(yīng)力。
　　因?yàn)樗嗑哂锌煊�、高�?qiáng)、水化熱大的特點(diǎn)，再加上建筑物的主體施工多發(fā)生在夏季，
混凝土澆搗后又未及時(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(guò)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。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，尤其在我們南方地區(qū)，建筑物西邊及頂層的裂縫占
的比例較大。
　　事實(shí)上許多裂縫往往是混凝土收縮及溫度變化綜合引發(fā)的。
　　2．設(shè)計(jì)方面
　　1）建筑平面
　　收縮裂縫往往出現(xiàn)在收縮應(yīng)力集中的薄弱截面上，在建筑設(shè)計(jì)中，一般只注重建筑功能
而忽視建筑結(jié)構(gòu)問(wèn)題。如建筑平面不規(guī)則，而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)又沒(méi)有采取加強(qiáng)措施，在凹凸角處
容易產(chǎn)生溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力集中，從而造成樓板開(kāi)裂。
　　2）伸縮縫或后澆帶
　　部分建筑物的總長(zhǎng)未超混凝土規(guī)范結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距55m的限制，因而未考慮設(shè)置伸
縮縫或后澆帶。但現(xiàn)在建筑物樓面混凝土多采用泵送工藝施工，砼收縮較大，因此在材料收
縮較大、夏季炎熱且暴雨頻繁地區(qū)容易出現(xiàn)較多溫度裂縫。
　　3）樓板配筋
　　板配筋間距偏大，特別是板面抵抗負(fù)彎矩的鋼筋未通長(zhǎng)設(shè)置，致使在靠近板邊緣處沿負(fù)
彎矩筋端部出現(xiàn)裂縫。而在房屋角部的板角處，雙向板由于收縮是雙向的，但沒(méi)有配置足夠
的構(gòu)造鋼筋，因此易產(chǎn)生45度斜裂縫。
　　4）樓板厚度
　　鋼筋混凝土構(gòu)件的受力是由鋼筋與混凝土共同承擔(dān)的，現(xiàn)澆混凝土樓板過(guò)薄，板的剛度
勢(shì)必降低，受拉鋼筋和受壓混凝土應(yīng)力增大，板因此開(kāi)裂。
　　3．施工原因
　　1）編制模板施工方案不完善
　　梁板模板安裝、拆除方案編制不完善，支撐體系沒(méi)按規(guī)定進(jìn)行模板設(shè)計(jì)，其強(qiáng)度、剛度
和穩(wěn)定性不能滿(mǎn)足規(guī)范要求，盲目趕工，過(guò)早拆模。
　　2）鋼筋保護(hù)層偏大
　　鋼筋綁扎間距不均，扎絲不牢，特別踩筋造成負(fù)彎矩鋼筋位移變形，使鋼筋位置超過(guò)規(guī)
定要求而又沒(méi)及時(shí)整改，導(dǎo)致現(xiàn)澆混凝土樓板有效厚度減小，鋼筋保護(hù)層厚度超過(guò)設(shè)計(jì)要求
，降低樓板剛度引發(fā)局部開(kāi)裂。
　　3）混凝土過(guò)度振搗
　　由于缺乏對(duì)混凝土工人的技術(shù)交底和嚴(yán)格的管理，往往樓板混凝土在施工過(guò)程中可能會(huì)
出現(xiàn)過(guò)度振搗，導(dǎo)致混凝土樓板表面形成水泥含量較多的砂漿層，致使收縮量增大而開(kāi)裂。
4）早期混凝土養(yǎng)護(hù)效果欠佳
　　因盲目追求施工進(jìn)度，過(guò)早安排上層結(jié)構(gòu)施工放樣、堆載鋼筋和模板，導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)時(shí)間不
足，影響早期砼養(yǎng)護(hù)效果，或未對(duì)砼構(gòu)件進(jìn)行適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)，這樣誘發(fā)早齡低強(qiáng)度砼斷裂內(nèi)傷
。
　　5）未采取適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施
　　混凝土成型后未按規(guī)范規(guī)定在12h內(nèi)對(duì)混凝土加以覆蓋和澆水，并至少濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)7d，以
致混凝土在風(fēng)吹日曬的影響下，表面水分散失過(guò)快，體積收縮大，而其內(nèi)部溫度和收縮變化
小，其表面收縮變形內(nèi)部約束出現(xiàn)拉應(yīng)力而導(dǎo)致開(kāi)裂。
　　三、預(yù)防現(xiàn)澆混凝土樓板開(kāi)裂的措施
　　混凝土收縮開(kāi)裂是與材料性能有關(guān)的固有特性。要想完全阻止裂縫的開(kāi)展是不可能的，
只能從材料、設(shè)計(jì)以及施工等方面加以改進(jìn)，采取“防和放”的手段防止和釋放收縮變形產(chǎn)
生的應(yīng)力集中，以減小和細(xì)化裂縫。
　　1．材料方面
　　嚴(yán)格控制商品混凝土的坍落度，不得大幅降低泵送混凝土粗骨料含量和減少粒徑。不應(yīng)
采用收縮率較大的水泥，如礦渣水泥等，應(yīng)選用低熱或中熱水泥。在滿(mǎn)足混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等
級(jí)的前提下，水泥用量盡可能不超過(guò)350kg/m3，并盡量降低單方用水量，必要時(shí)可采用“雙
摻技術(shù)”（摻高效減水劑和優(yōu)質(zhì)粉煤灰），同時(shí)把水灰比和砂率控制在合理水平，并適當(dāng)提
高粗骨料含量。為減少收縮裂縫，應(yīng)采用比現(xiàn)行行業(yè)規(guī)范更嚴(yán)格的含泥量限制，砂和碎石分
別不少于2％和1％，且均不應(yīng)含有泥塊。
　　2．設(shè)計(jì)方面
　　1）平面轉(zhuǎn)角過(guò)多，即薄弱部位越多，而這些部位由于應(yīng)力集中，往往是裂縫的多發(fā)區(qū)
。因此平面布置上盡量減少凹凸現(xiàn)象。
　　2）根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010－2002）中第9.1.2條：“材料收縮較大、
夏季炎熱且暴雨頻繁地區(qū)的結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距宜適當(dāng)減小”，設(shè)計(jì)單位可根據(jù)實(shí)際情況適
當(dāng)設(shè)置伸縮縫。
　　3）四周的陽(yáng)角處樓面板配筋進(jìn)行加強(qiáng)，負(fù)筋不采用分離式切斷，改為沿房間（每個(gè)陽(yáng)
角僅限一個(gè)房間）全長(zhǎng)配置，并且適當(dāng)加密加粗�，F(xiàn)澆板的四周在設(shè)計(jì)上都已配置負(fù)筋，但
針對(duì)絕大多數(shù)裂縫產(chǎn)生于板角這一現(xiàn)象，在板角四周增設(shè)輻射筋，使產(chǎn)生裂縫的應(yīng)力作用方
向與輻射筋相一致，能有效地抑制裂縫，此外配筋較多時(shí)，相對(duì)來(lái)說(shuō)也能明顯改善裂縫的產(chǎn)
生或擴(kuò)展，根據(jù)裂縫距板角的距離，輻射筋長(zhǎng)度為1.5m左右。
　　4）現(xiàn)澆樓板厚度應(yīng)比《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010－2002）表10.1.1現(xiàn)澆鋼筋
混凝土板的最小厚度有所提高。
　　5）單向板的長(zhǎng)向鋼筋間距不應(yīng)大于200mm。
　　3．施工方面
　　1）強(qiáng)化模板工程作業(yè)方案編制和審批制度，認(rèn)真計(jì)算模板支撐體系，確保模板強(qiáng)度、
剛度和穩(wěn)定性。嚴(yán)格按規(guī)范要求安裝模板，做到方案與現(xiàn)場(chǎng)一致。且混凝土澆筑前，模板應(yīng)
充分濕潤(rùn)。編制切合實(shí)際的施工組織設(shè)計(jì)，增加模板資源投入，加強(qiáng)同條件試塊強(qiáng)度決定拆
模時(shí)間的管理，認(rèn)真執(zhí)行《砼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》第4.3.1條規(guī)定，杜絕以往憑經(jīng)
驗(yàn)拆模的做法。
　　2）對(duì)雙層板筋間及板面負(fù)筋增設(shè)有效支承馬登，支承馬登筋直徑不小10mm，間距不大
于600×600 mm ，同一方向上的支承筋不少于一道。有效設(shè)置足量的砼墊塊，保證鋼筋保護(hù)
層厚度。加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆搗施工管理，強(qiáng)化操作平臺(tái)鋪設(shè)，防止施工操作人員直接踩踏負(fù)
彎矩鋼筋，落實(shí)澆搗過(guò)程的鋼筋看護(hù)，隨時(shí)將位移、變形的鋼筋復(fù)位，確保其置準(zhǔn)確。并結(jié)
合馬登筋設(shè)置一定數(shù)量的標(biāo)高控制點(diǎn)，同時(shí)在澆搗過(guò)程用探針等專(zhuān)用工具隨時(shí)檢查砼厚度和
保護(hù)層厚度，確�，F(xiàn)澆樓板厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，且板筋保護(hù)層厚度應(yīng)控制在20mm內(nèi)。
　　3）嚴(yán)格控制混凝土振搗
　　加強(qiáng)對(duì)混凝土工人的技術(shù)交底和嚴(yán)格的管理，要求混凝土應(yīng)振搗密實(shí)，但避免過(guò)度振搗
，可在處凝后終凝前進(jìn)行二次抹壓。
　　4）落實(shí)混凝土澆筑完畢12小時(shí)后開(kāi)始澆水養(yǎng)護(hù)，克服因施工放樣停止養(yǎng)護(hù)的不規(guī)范做
法，禁止在澆筑砼強(qiáng)度未達(dá)到1.2Mpa /mm2 之前上人施工或堆載鋼筋、模板等物料，消除砼
早齡低強(qiáng)度的斷裂內(nèi)傷。
　　5）加強(qiáng)現(xiàn)澆板澆搗后的養(yǎng)護(hù)�；炷琉B(yǎng)護(hù)是整個(gè)施工過(guò)程中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，混
凝土成型后12h（炎熱時(shí)應(yīng)縮短至2～3h）內(nèi)應(yīng)覆蓋草墊、草袋等材料，避免陽(yáng)光直射和大風(fēng)
吹襲�；炷翍�(yīng)要求潤(rùn)濕養(yǎng)護(hù)不少于14d，泵送混凝土則不少于21d。尤其在高溫下施工，更
應(yīng)經(jīng)常澆水養(yǎng)護(hù)，這樣既可減少溫度產(chǎn)生的裂縫，也可降低由于混凝土的收縮而產(chǎn)生的約束
應(yīng)力，有效控制裂縫。對(duì)大面積的樓板可采用蓄水養(yǎng)護(hù)和塑料薄膜養(yǎng)護(hù)。
　　四、現(xiàn)澆混凝土樓板開(kāi)裂的處理措施
　　混凝土裂縫修補(bǔ)方法主要有三種：開(kāi)槽填補(bǔ)法、壓力注漿法和表面封閉法（見(jiàn)圖1）
1. 開(kāi)槽填補(bǔ)法
通常做法沿砼裂縫鑿一條V型深槽，并清理干凈后在槽內(nèi)填補(bǔ)水泥砂漿或環(huán)氧膠泥、
聚氯乙烯膠泥，然后在其表面抹上水泥砂漿保護(hù)層。
　　2. 壓力注漿法
　　這是一種借助壓力將改性環(huán)氧水泥漿液注入砼裂縫中，而將裂縫充滿(mǎn)補(bǔ)牢。為避免注漿
過(guò)程中產(chǎn)生自身?yè)p壞，其壓力應(yīng)在安全工作范圍內(nèi)，一般不追求高壓而傾向于采用適當(dāng)?shù)牡?
壓，一般在0.1～0.15 Mpa 。注漿后，可在表面粘貼碳纖維布，纖維布的粘貼寬度以350～4
00mm為宜，既能起到良好的抗拉裂補(bǔ)強(qiáng)作用，又不影響粉刷和裝飾效果。該修補(bǔ)方法質(zhì)量好
，是可優(yōu)先選用的裂縫修補(bǔ)法。
　　3.表面封閉法
　　適用于對(duì)承載能力無(wú)影響且小于0.2 mm的表面微細(xì)裂縫。通常做法在表面裂縫處直接清
理干凈涂抹水泥砂漿、環(huán)氧膠泥或環(huán)氧粘貼玻璃布。
　　五、結(jié)束語(yǔ)
　　混凝土樓板裂縫是一個(gè)帶普遍性的技術(shù)問(wèn)題，產(chǎn)生裂縫的原因有多種多樣。所以混凝土
樓板裂縫的防治重點(diǎn)在于“防”，而不在于“治”。我們應(yīng)從裂縫產(chǎn)生過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行
預(yù)防，就可以最大程度上減少混凝土裂縫的產(chǎn)生，從而不影響結(jié)構(gòu)耐久性和正常使用。

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現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫成因及有關(guān)預(yù)防、處理措施

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