从结构设计角度探析裂缝预防控制措施

李杰文

【摘要】由于混凝土材料特性以及设计施工的原因，现浇混凝土楼板开裂现象经常发生，直接影响到房屋建筑的正常使用以及结构安全性，已经成为房屋建筑工程施工迫切需要解决的质量通病。因此分析混凝土现浇楼板裂缝原因并提出预防处理措施，对于完善混凝土设计施工技术具有重要的意义。

【关键词】建筑结构；现浇钢筋混凝土楼板；裂缝

现浇钢筋混凝土楼板在结构安全和使用功能方面比预制板优越得多，但是楼板裂缝不断增加。大多数消费者对楼板裂缝缺乏必要常识，统视裂缝为有害，担心楼板裂缝会引起建筑物倒塌，反应极为敏感，近年来成为投诉热点。因此，本文针对现浇钢筋混凝土楼板易出现裂缝的问题，从建筑结构设计方面对产生裂缝的各种因素进行了探讨，并提出了在设计过程中进行裂缝控制的建议和方法。

1、从建筑结构设计角度分析现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因

混凝土结构产生宏观裂缝不外乎是由于混凝土原材料质量低劣、配合比选定不当；或是由于施工过程的施工方法有误或工艺欠佳；或是由于设计有误；或对温度变化和混凝土收缩产生的拉应力估计不足：或混凝土已遭受腐蚀或重大损伤，结构存在严重薄弱环节，成为结构面临破坏的前兆。所以必须采取各种措施预防或减少产生宏观裂缝，一旦出现宏观裂缝，就须分析其原因，并采取适当修补措施。

1.1混凝土收缩变形和温度裂缝

混凝土作为由砂石集料、水泥以及水拌和而成的脆性材料，在施工技术后随着水分的大量蒸发，混凝土体积势必随之收缩产生变形。但是由于现浇混凝土楼板受到梁、柱、墙等周边支座的约束力，并不能自由收缩变形。当约束应力超过混凝土的极限承受能力时，就会造成现浇混凝土楼板的开裂。这样的裂缝通常出现在板角等应力相对较为集中区域。

钢筋混凝土楼板浇筑初凝过程中，由于水化热的作用会导致钢筋混凝土内部温度较高，根据相关监测数据发现温度差最高可达50℃以上。在养护期14d内，混凝土内外温差一般处于较大水平。混凝土楼板表面由于具有较好的热量散失条件温度基本相对较低，现浇钢筋混凝土楼板的内外温差导致温度应力的产生，当温度应力超过混凝土的极限抗拉强度时，便会导致裂缝的产生。

1.2钢筋混凝土施工工艺控制不完善

在现浇钢筋混凝土楼板施工过程中，模板施工不满足设计规范要求也是导致现浇混凝土楼板开裂的主要原因。支模过程中模板的间距过大，上下层之间的支撑不垂直，垂直支撑面与现浇楼板接触位置松动等等都会造成模板支撑体系变形，使混凝土楼板内产生过大的应力变形，造成裂缝的发生。此外，拆除模板过早，由于现浇钢筋混凝土尚未达到设计承载能力，在荷载的作用下楼板结构受荷超过承载能力也会造成楼板的开裂。

现阶段现浇混凝土埋设的电暖等各类管线主要为PVC管，这在一定程度上导致了混凝土楼板内的有效截面减小，而且PVC管与混凝土两种材料的线性膨胀系数差别较大，粘结力不强，造成现浇钢筋混凝土的密实度不足，极易导致由于应力集中而造成的楼板开裂。

在房屋建筑工程施工过程中，现浇钢筋混凝土一般采取泵送的方式，这就要求混凝土的坍落度在120～220之间，水泥用量以及水灰比均较大。同時为了缓解运输过程中出现初凝，部分混凝土中还掺加了缓凝剂，极易导致在泵送以及浇捣过程中出现浮浆，造成浇筑混凝土的均匀性较差，表面收缩量增加，因而出现裂缝。

2、 现浇钢筋混凝土楼板裂缝预防措施

2.1严格按照相关规范进行其设计

在进行现浇钢筋混凝土楼板结构构件设计时，对其承受的永久荷载和可变荷载应按相关的规定采用；施工过程中的临时荷载，可按预期的最大值确定；机械运转或运输机具运转时产生的动荷载，按特殊荷载确定。设计时应避免在设计使用年限内发生结构构件不应有的超载。

2.2控制好最大裂缝宽度的目标值

钢筋混凝土结构构件的最大裂缝宽度限值是保证结构构件耐久性的设计目标值，在设计时，需要考虑防止漏水的最大裂缝宽度的目标值要根据可靠资料确定。在一类环境下，对钢筋混凝土屋架、托架及需作疲劳验算的吊车梁，其最大裂缝宽度限值应取为0.2mm；对钢筋混凝土屋面梁和托梁，其最大裂缝宽度限值应取为0.3mm。对较长的建筑结构在设计时可采取分割措施（设置沉降缝、防震缝、伸缩缝等），将建筑物分割为长度较短的若干结构单元，以减少混凝土收缩、温度变化或地基不均匀沉降产生的结构构件内部拉应力，也可采取加强结构构件刚度或增设除按通常承载力计算所需结构构件配筋量外的构造钢筋或设置后浇带或对地基进行处理等措施，见表1所示。

环境类别 一 二 三

最大裂缝宽度限值（mm） 0.3（0.4） 0.2 0.2

一类环境是指室内正常环境。

二类环境是指室内潮湿环境；非严寒和非寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境；严寒和寒冷地区的露天环境：与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境。

三类环境是指使用除冰盐的环境；严寒和寒冷地区冬季水位变动的环境；滨海室外的环境。

面对上述出现的情况，应采取有效措施加强建筑物屋面、外墙或构件外露表面的保温、隔热性能，减少温度变化和日照对混凝土结构构件产生的不利影响。

对跨度较大的混凝土受弯构件宜采用预加应力或其他有效措施，控制正截面、斜截面裂缝的开展并减小其宽度。

3 、现浇混凝土钢板裂缝基本控制措施

3.1严格控制原材料混凝土质量

由于钢筋混凝土现浇楼板大多使用商品混凝土，因此为避免由于混凝土材料原因出现裂缝，必须严格控制水泥、砂石等原材料的质量，严格按照设计以及规范要求进行配合比设计及计量。对于进场使用的混凝土，处进行坍落度等必要的试验验收外，仍需留置混凝土试块，以确保用于浇筑施工的混凝土质量。

3.2 完善钢筋混凝土现浇过程施工工艺。规范混凝土养护作业

对于模板支撑体系施工作业，首先应该根据工况及相关要求进行设计验算，综合考虑施工过程中吊装等各种荷载对模板稳定性的影响。对于钢筋的绑扎，应该确保保护层的厚度与设计要求一致，避免保护层过厚导致现浇板有效厚度降低而出现裂缝。电暖等管线的铺设应尽可能的与钢筋交叉布置或者与现浇板短跨方向平行铺设。避免多层管线相互叠放造成应力集中，如不得已需要在各种管线集中位置增加钢筋加强网或采取预埋线盒等保护措施。对于混凝土的浇筑捣实作业，应根据不同混凝土的初凝时间，确保初凝前完成捣实以及找平。在现浇混凝土终凝时间之前应完成板面的抹压工作，以便于及时进行混凝土保湿养生。规范合理的混凝土养护措施，是提高钢筋混凝土现浇板整体强度，预防裂缝发生的有效措施。养护作业的关键要点在于确保混凝土处于潮湿状态下，避免混凝土表面水分的蒸发。通常情况下混凝土养护采用覆盖塑料薄膜或者使用薄膜养生液，保湿养生时间不得低于一周，对于使用外掺剂的混凝土应适当延长养生时间。

4 、结束语

综上所述，我国现浇钢筋混凝土楼板已被广泛的应用起来，但是其裂缝问题已成为建筑行业所面临重大课题。不同的裂缝形成有不同的原因，因此，要有目的性的采取预防处理办法，加强施工过程中的质量控制管理，完善施工监管及质量验收手段，可以有效的缓解现浇钢筋混凝土裂缝的发生。

参考文献

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