建筑工程中钢筋混凝土现浇楼板裂缝的非荷载原因分析及控制措施研究

2014-09-18黄星

河北建筑工程学院学报 2014年3期

黄星

(张家口市住建局张家口市经济适用房发展中心，河北张家口 075000)

0 引言

现浇钢筋混凝土楼板是建筑工程中最普遍的一种结构形式，然而自从混凝土诞生开始裂缝便随之而来，虽然不同类型的裂缝对结构的影响不一而同，大部分裂缝对结构的承载能力并没有太大的直接影响，但裂缝的存在终究会对结构的使用寿命产生不良影响，缩短结构维修周期，增加维护成本[1].

近年来，现浇钢筋混凝土楼板的裂缝问题已成为影响建筑物使用的最严重问题之一，并成为近几年来建筑工程领域质量投诉的热点问题[2].

1 裂缝的分类及成因分析

混凝土楼板裂缝的产生原因很多，总的说来，可以分为两大类：(1)外荷载在楼板上的作用，导致楼板中出现直接应力和结构次应力，从而引起的裂缝，称之为荷载裂缝；(2)变形变化(如温度变化、湿胀干缩、徐变等因素)引起的楼板裂缝，称之为变形裂缝[3].

1.1 常见的裂缝类型

图1 现浇钢筋混凝土楼板的裂缝的主要形态

由于混凝土为脆性材料，其抗压强度远远大于其抗拉强度，而在实际工程中混凝土一般是用来承压的，并且在设计阶段充分考虑了其承载力的安全极限状态，因此实际工程中荷载原因引起的混凝土裂缝并不多见[4]，大量的实验和工程实践都证明，大部分混凝土楼板的结构裂缝是由非荷载原因引起的，也就是变形作用引起的，本文通过研究发现混凝土楼板的裂缝主要存在以下几种裂缝形式：

1.45°斜裂缝:该类裂缝一般穿透楼板，并且主要分布在内外墙交接角部及房屋四角等受力比较复杂的区域，一般的裂缝形态为中间宽,两端窄,在圈梁边上裂缝消失，裂缝宽度一般不大于l mm，楼板裂缝与外墙夹角约成45度(如图1a所示)；

2.平行于楼板某一边方向的裂缝:这类裂缝一般贯通楼板，在楼板中部以及采用整体连续浇注工艺的工程中比较常见,宽度一般在0.5～1.5 mm，与楼板的短边平行或者长边方向平行(如图1b、c所示)；

3.穿线管位置裂缝:这类裂缝通常上下贯通，并且宽度较大，这类裂缝一般发生在楼板内埋设线管的未知(如图ld)；

4.拐角处异性板裂缝；

5.顺钢筋方向的板面裂缝；

6.不规则裂缝，这类裂缝一般宽度较小，深度也较浅.

1.2 楼板裂缝的原因分析

针对以上混凝土楼板的形态，本文进行了对比研究，对不同形态裂缝的产生原因进行了详细研究，通过研究发现，以上类型的裂缝的产生原因主要分为以下几个方面.

1.现浇钢筋混凝土楼板内的45°斜裂缝的主要成因是由混凝土的温度变形引起的.砖混结构的建筑物受日温差、季节性温差、室内外温差导致结构内部出现温度应力，温度应力导致混凝土出现线膨胀，由于混凝土楼板变形受到其他构件的限制和约束，导致混凝土线膨胀的积累应力不断增大，最终的作用结果使钢筋混凝土现浇楼板在相对薄弱处开裂[5].

2.现浇钢筋混凝土楼板表面的不规则裂缝主要是由于混凝土的体积收缩引起的.当混凝土在空气中凝结硬化时，由于水化物的水化过程，其体积会产生一定程度的收缩.大量的试验数据表明，混凝土的体积收缩与混凝土构件的体积与表面积的比值有关，由于楼板的表面积比较大，所以混凝土楼板的体积收缩裂缝犹为突出.众所周知，振捣是混凝土施工过程中非常重要的一个过程，但过分振捣将导致骨料与砂浆分离，其表面砂浆较多，所以表层的混凝土有较大的体积收缩，导致楼板表面产生收缩裂缝，这种裂缝一般深度不大，这是这类裂缝不贯通的原因.除此之外，混凝土配合比中粗骨料尺寸太小，含泥量大，级配不合理，胶凝材料用量较大，坍落度大等都会导致混凝土的收缩变形加大，从而引起不规则裂缝是产生.

3.穿线管位置裂缝的产生原因，当前实际工程中使用PVC管代替钢管的现象非常普遍，PVC管的存在一方面削弱了楼板的有效承载面积；另一方面，PVC管作为有机材料与混凝土楼板的界面粘结效果比较差；除此之外，PVC管与混凝土楼板的线膨胀系数差别较大.这些原因导致混凝土楼板沿电线套管埋设方向产生一定程度的应力集中，从而导致裂缝的产生.

4.施工赶进度、过早拆模、材料周转不足等原因也是导致混凝土出现裂缝的原因.为了赶工期，一些管理不严格的施工单位在混凝土的早期强度未达到要求(1.2 MPa)时，过早在楼板上堆料，或者直接进行下一道工序施工，导致现浇钢筋混凝土楼板产生过大变形，从而导致裂缝产生.

5.模板支撑的刚度不够也是混凝土楼板出现裂缝的原因之一.混凝土浇筑之后，由于混凝土自重较大，模板刚度不够便会产生过大变形，从而导致现浇钢筋混凝土楼板裂缝的产生.拆模过早或者在施工过程中产生过度震动也会导致混凝土楼板出现裂缝.除此之外，由于楼板支座处马凳筋数量不足，而支座处优势各工种交叉作业密集区，往往容易将楼板支座处负筋踩踏偏离原有位置，同时又没有及时修复纠正，导致楼板负筋其不能发挥应有的抵抗负弯矩的作用，从而导致裂缝的出现[6].

2 现浇钢筋混凝土楼板裂缝的防治

针对上述普遍存在的各类现浇钢筋混凝土楼板裂缝的形态及成因，本文推荐采取的防止措施主要有一下几个方面.

1.昼夜寒暑温差是普遍存在的自然规律，所以在目前的工程实践中，防治由温差引起的45?斜裂缝的主要方法可以分为两个方面：(1)提高混凝土的抗拉强度，(2)减少温差影响.具体措施有:(1)增加板厚，板厚跨比达到1/35-1/30可以有效降低这类裂缝的产生；(2)适当提高板的配筋率，尽量采取双层双向配筋或在板的转角位置增设放射状构造钢筋.(3)提高墙体的保温隔热性能，以减少温差的产生.

2.针对混凝土现浇楼板表面不规则裂缝的这种情况，本文作者认为减少收缩裂缝产生的主要措施主要有一下几个方面.(1)选用体积收缩较小的胶凝材料品种，在满足强度、耐久性、流动性要求的前提下，尽可能降低胶凝材料的用量；(2)在混凝土终凝前进行二次振捣，以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部产生的水分和空隙，增强混凝土与钢筋的粘结作用，从而提高混凝土的抗裂性能[7]；(3)加强养护，在混凝土表面经过二次抹压后，立即覆盖塑料薄膜或其他材料，采用保湿养护法，防止表面水分蒸发过快；(4)选用级配合理的石子、细骨料尽量选用中砂，严格控制坍落度和水灰比，满足要求的前提下，优先选用半干硬性混凝土；(5)对于减水剂、缓凝剂、早强剂、引气剂等外加剂的掺量，必须进行试验，掺量一定要符合要求，千万不可过量；(6)严格控制混凝土的入模温度，对表面温度较高的砂石在使用前可以进行洒水降温，在浇筑混凝土之前应对模板、模板与混凝土接触的表面、钢筋骨架等进行洒水降温，混凝土入模温度不要超过35度.

3.楼板内的PVC管宜埋设在圈梁内，尽量减少穿过楼板，对无法避免而必须穿过的，首先选用尽可能小管径的PVC管，设置在板底层钢筋网片上，上部负筋之下，并将管线上部紧绑在楼板的底筋上，尽量平行于板的支座的短边方向，严禁乱穿乱放.同时注意防止管线纵横叠压，以保证管线上部混凝土断面的厚度，如果管线上部的混凝土过薄，应在管线上下部位各设一道宽度不小于400 mm的钢丝网片作为补强措施，进行混凝土补强处理，增大PVC管附近混凝土的抗拉强度，有效防止裂缝的产生[8].

4.根据混凝土的特性安排好施工进度，加强模板的支撑，确保其刚度、稳定性.在梁模板与砖砌体接触的部位，用海绵条拼缝，支撑牢固，防止在浇筑过程中发生意外情况，造成意外的停工，使现浇板的混凝土出现间歇性的施工缝.同时在浇筑过程中派专人看护模板支撑，发现意外立即修复，确保模板的稳定性.严格控制现浇板的拆模时间，在现浇板的浇筑地点，增做一组试块，与楼板同条件养护，在拆模板之前应检验混凝土的抗压强度，达到规定标准后方可拆模.加强现浇板的成品保护，在现浇板的混凝土的强度未达到规范规定之前，严禁上人上料，进行下一道工序.