現(xiàn)澆混凝土樓板產(chǎn)生裂縫的原因分析及控制措施

[提　要] 　簡述多層、高層住宅樓面裂縫產(chǎn)生的現(xiàn)象,分析其發(fā)生的原因,并提出一些預(yù)防措施。

[關(guān)鍵詞] 　裂縫;混凝土;樓板

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速增長,人民生活質(zhì)量的不斷提高,促進(jìn)了房地產(chǎn)事業(yè)的發(fā)展,大量商品住宅被投入使用。但在目前的商品房住宅中,現(xiàn)澆混凝土樓板的裂縫是長期困擾房地產(chǎn)開發(fā)商、設(shè)計(jì)、施工等部門的一個(gè)難題,由于這些裂縫的存在,既影響美觀,又容易使住戶產(chǎn)生心理上的不安,有時(shí)甚至導(dǎo)致滲水現(xiàn)象的發(fā)生,由此常常引發(fā)消費(fèi)者的投訴與不滿。影響樓板裂縫的因素很多,本文現(xiàn)就從以下幾個(gè)方面來分析其發(fā)生的原因,并提出一些預(yù)防措施。

1 混凝土裂縫的種類

　　混凝土結(jié)構(gòu)是由水泥、石子、水和某些(如早強(qiáng)、快凝)外加劑通過攪拌依靠水泥的粘結(jié)力使骨料結(jié)成為整體,加之氣泡和毛細(xì)孔隙的存在,混凝土實(shí)際上是一種多相復(fù)合材料,不能認(rèn)為是連續(xù)的整體,更不同于由金屬結(jié)構(gòu)組成的金屬材料。混凝土的裂縫從理論上可分為微觀裂縫和宏觀裂縫。微觀裂縫簡稱微裂,是指尚未受荷的混凝土結(jié)構(gòu)自身中存在的肉眼看不見的裂縫。宏觀裂縫是指肉眼可見(縫寬0.05mm以上)的裂縫,是微觀裂縫在外力作用下發(fā)展產(chǎn)生的裂縫,它分為由荷載引起的裂縫和由變形引起的裂縫兩大類。

　　荷載引起的裂縫可通過計(jì)算,將裂縫寬度控制在規(guī)范允許范圍之內(nèi)(由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算的假定就是建立在允許結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫、混凝土僅受壓,拉力由鋼筋來承擔(dān)的理論基礎(chǔ)上,因此除特殊結(jié)構(gòu)外,是允許出現(xiàn)裂縫的,但裂縫允許寬度通常情況下小于0.3mm) 。變形引起的裂縫(如溫度、收縮、不均勻沉降、施工裂縫等)因情況復(fù)雜、計(jì)算困難,只能通過構(gòu)造來減少裂縫的產(chǎn)生,如設(shè)溫度變形縫、作保溫隔熱層等。

2 現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫常見的特征

　　根據(jù)一些實(shí)際情況觀察,這些裂縫通常具有如下幾個(gè)特征:

　　(1)板面裂縫多發(fā)生在建筑物的兩端跨,尤以兩端更為常見;

　　(2)板面裂縫在各樓層均可能出現(xiàn),對于多層住宅一般從三層開始到頂層為常見,高層住宅一般從頂層開始到下部2 /3的樓層范圍內(nèi)各層均有;

　　(3)板面裂縫多出現(xiàn)四角板角呈45°夾角;

　　(4)板面裂縫呈三種類型: ①表面細(xì)微裂縫小于013mm,但在允許范圍內(nèi); ②表面裂縫寬度大于0.3mm,但上下不貫通; ③裂縫呈下下貫通。

3 裂縫產(chǎn)生的原因

　　(1) 溫度應(yīng)力引起的裂縫

　　福州地區(qū)地處亞熱帶,年平均溫度24℃左右,夏季溫度比較高,極端最高可達(dá)38 - 39 ℃,而建筑物表面溫度可達(dá)50℃左右。

　　結(jié)構(gòu)物在高溫影響下,會產(chǎn)生熱脹冷縮變形,使混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),便出現(xiàn)裂縫。因樓板的上下面均有墻體支撐的約束,造成四角板45 o裂縫是上下貫通的,破壞結(jié)構(gòu)的整體性。

　　(2 )混凝土收縮引起的裂縫

　　混凝土澆搗后,其在硬化過程中和硬化后,由于水分的消失,或混凝土較長時(shí)間暴露在干燥空氣中不加養(yǎng)護(hù),同時(shí),砂石級配差,石子太細(xì)、粗骨料中的石粉含量過大, 配合比不良,用水量或水泥用量太多等,都會增加混凝土的干縮率導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生收縮并引起裂縫。另外,由于預(yù)埋PVC管與混凝土之間無粘結(jié)力,當(dāng)混凝土收縮時(shí),樓板內(nèi)PVC管斷面的薄弱部位也會產(chǎn)生裂縫。

　　(3) 現(xiàn)在多層及高層住宅大量使用泵送商品混凝土,與普通自拌混凝土相比,在泵送商品混凝土構(gòu)造成分中, ①大量使用早強(qiáng)水泥且水泥漿乃是增加; ②含砂率由普通自拌混凝土的35～36%增加到42～45%; ③粗骨料粒徑比自拌混凝土偏小; ④水灰比和坍落度增加(福州地區(qū)商品混凝土坍落度一般在15以上,甚至達(dá)到20) ; ⑤粉煤灰的摻量過多(通常達(dá)水泥用量15%以上) ,且粉煤灰質(zhì)量大部分未達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)。

　　從上述成分可以看出,商品混凝土的受壓強(qiáng)度是能夠得到保證,但由于商品混凝土中水泥漿用量較大,必然是砂率大,石子用量少,粒徑又小,削弱了粗骨料在混凝土中的作用,另一方面容易造成澆筑后的混凝土分層離析而不均勻造成樓板內(nèi)部強(qiáng)度不一,所以板的裂縫數(shù)量相對增多,這也是近幾年大量使用商品混凝土造成樓板開裂的主要原因。

　　(4) 施工因素引起的裂縫

　?、偕唐坊炷猎谶\(yùn)輸過程中各種因素造成坍落度損失,使商品混凝土泵送產(chǎn)生困難,施工人員對商品混凝土特性了解不足,時(shí)有發(fā)生在澆搗時(shí)擅自加水來增加坍落度,使整個(gè)商品混凝土配合發(fā)生變化,造成樓板的開裂。

　　②施工中混凝土早振和過振現(xiàn)象普遍存在,造成粗細(xì)骨料分離,梁、板有效高度降低,導(dǎo)致梁板開裂。

　?、燮渌┕ち芽p,如混凝土養(yǎng)護(hù)不到位、模板剛度不足、拆模時(shí)間太早、樓板厚度以及板面負(fù)筋踩踏,雨天照樣澆筑混凝土等,都會導(dǎo)致梁板開裂。

　　(5) 設(shè)計(jì)方面原因

　　許多開發(fā)商為了提高土地的利用率,房屋長度要求設(shè)計(jì)過長,而又未考慮設(shè)置伸縮縫;另外,建筑師出于建筑采光和建筑造型需要,單體布置凹凸較多,即轉(zhuǎn)角也越多,這些轉(zhuǎn)角處應(yīng)力集中形成薄弱部位,一受到混凝土收縮及溫差變化易產(chǎn)生裂縫。同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中為了控制造價(jià)指標(biāo)節(jié)省投資,板厚多取設(shè)計(jì)下限。還有板的構(gòu)造措施設(shè)計(jì)時(shí)沒有引起足夠的重視,例如:板角未設(shè)置放射鋼筋,板表面未設(shè)置溫度收縮鋼筋,板的最小厚度未考慮樓板中大量預(yù)埋管線從樓板中穿過的影響等。

4 防止裂縫產(chǎn)生的措施

　　根據(jù)對上述裂縫產(chǎn)生原因的分析,筆者結(jié)合自己現(xiàn)場施工管理的經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為裂縫的控制應(yīng)通過設(shè)計(jì)、材料、施工等幾個(gè)方面來考慮,從而采取有效的措施來控制裂縫的產(chǎn)生。

4．1 設(shè)計(jì)措施

　　(1)建筑物長度設(shè)計(jì)不宜過長,多層宜控制在55m內(nèi),高層宜控制在45m內(nèi)。若建筑物長度太長,超過規(guī)范要求的伸縮縫的最大間距,可根據(jù)文獻(xiàn)[ 1 ]先“放”后“抗”的原則,在樓板的中部設(shè)置后澆帶,在溫差變化較大的部位如地下室頂板一至三層,屋面及以下二至三層適當(dāng)增加板厚,采用上下雙向雙層配筋,適當(dāng)提高配筋率,且采用細(xì)直徑螺紋鋼筋。平面布置上應(yīng)盡量采取規(guī)則的結(jié)構(gòu)形狀。對凹凸不規(guī)則的結(jié)構(gòu)形狀,為了避免結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生應(yīng)力集中,在形狀突變處應(yīng)作配筋加強(qiáng)處理。

　　(2)屋面應(yīng)設(shè)架空隔熱層,起到隔熱降溫的作用,減少溫度應(yīng)力對樓板的影響,從而避免裂縫的產(chǎn)生。板跨度大于415米的樓板和建筑物端部四角板角應(yīng)配置不小于5Φ8的放射加強(qiáng)筋,長度為115m左右。

　　(3)應(yīng)嚴(yán)格控制板面負(fù)筋的長度、直徑、間距以及保護(hù)層厚度,建議對建筑物端部開間的板負(fù)筋的長度不小于板跨的三分之一,必要時(shí)應(yīng)配置雙層鋼筋,配筋直徑宜小,間距要密。

　　(4)為了減少樓板角部開裂,雙向板周邊為墻、梁里,設(shè)計(jì)時(shí)樓板宜按四邊嵌固板進(jìn)行,負(fù)彎矩鋼筋應(yīng)滿足計(jì)算配筋,正彎矩鋼筋取計(jì)算配筋的112倍。

4．2 材料措施

　　適當(dāng)提高材料的抗裂能力和材料的收縮能力,配置混凝土所用的水泥,盡量避免使用收縮性較大的礦渣水泥,采用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。減少水灰比,混凝土所用的骨料應(yīng)控制其含泥量和級配,因?yàn)楹嗔刻髸够炷恋摹案伞笨s性增加。另外,可考慮加入一些外加劑,如膨脹劑、減水劑、粉煤灰等,也可摻入纖維等抗裂材料,以增強(qiáng)混凝土的抗裂性能。同時(shí),可適當(dāng)提高混凝土的強(qiáng)度等級和含鋼量,盡量減小鋼筋的直徑,加密鋼筋間距等,這些都是防止樓板產(chǎn)生裂縫的有效措施。

4．3 施工措施

　　(1)加強(qiáng)商品混凝土質(zhì)量管理,控制好含砂率、水灰比、石子級配以及外加劑的摻量,嚴(yán)禁運(yùn)輸過程和現(xiàn)場澆搗混凝土?xí)r擅自加水,保證混凝土配合比不被人為破壞,確?；炷翝矒v的質(zhì)量,以防止裂縫的產(chǎn)生。

　　(2)施工中應(yīng)注意做到防止早振,過振造成的板混凝土出現(xiàn)分層而降低混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度;同時(shí),混凝土澆筑完工后,必須派專人澆水養(yǎng)護(hù),必要時(shí)用塑料薄膜覆蓋,可減少和防止水分蒸發(fā)過快和溫濕差變化過大引起的主拉應(yīng)力。一般混凝土澆筑完畢24小時(shí)后方可進(jìn)行施工放樣, 48小時(shí)進(jìn)行模板制作、安裝等其他作業(yè),嚴(yán)禁集中堆載及施加沖擊荷載。

　　(3)鋼筋制作安裝時(shí),板面負(fù)筋<Φ12,距梁200mm外設(shè)置600 ×600mm方格網(wǎng), ≥Φ12設(shè)置1000 ×1000mm馬凳筋,以保證板面負(fù)筋的位置。

　　(4)嚴(yán)格控制板面負(fù)筋的保護(hù)層厚度。應(yīng)采用鐵架子或墊塊等措施來固定負(fù)筋的位置,保證在施工過程中板面鋼筋不會下沉,從而有效控制保護(hù)層厚度,避免支座處因鋼筋下沉,保護(hù)層厚度變大而產(chǎn)生裂縫。

　　(5)應(yīng)提高模板制作、安裝工藝,保證其具有足夠的剛度和穩(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)應(yīng)加強(qiáng)混凝土施工現(xiàn)場管理,對混凝土施工的每個(gè)環(huán)節(jié)要嚴(yán)格按照國家有關(guān)規(guī)范進(jìn)行,嚴(yán)禁野蠻施工,以盡量避免人為因素造成混凝土施工質(zhì)量下降,而引起裂縫的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)

　　[ 1 ]王鐵夢,《工程結(jié)構(gòu)裂縫控制》,中國建筑工業(yè)出版社, 1997。

　　[ 2 ]《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范( GB50010—2002) 》,中國建筑工業(yè)出版社, 2002。