三角形钢筋网片抗裂技术的研究与应用

王小东

上海建工房产有限公司 上海 200080

1 现浇混凝土楼板裂缝的成因

从对现浇钢筋混凝土楼地面出现裂缝的各种起因进行分析可知，引起楼地面开裂的因素主要有主观和客观两方面。

1.1 主观因素

1）模板系统：支撑体系中立杆间距过大，扫地杆、斜杆缺失，致使模板支撑刚度不够；未到混凝土龄期强度过早拆模，易造成钢筋混凝土楼地面的开裂。

2）管线预埋：一般毛坯交付的住宅楼，其强弱电管线需在楼板中预埋，管线设置的密集、重叠布置，易造成钢筋混凝土楼地面的开裂。

3）混凝土：混凝土强度等级大于C30、水灰比过大、缓凝剂过量、砂石含泥量超标、级配不合理等因素，也会造成钢筋混凝土楼地面板的开裂。

4）施工管理：预拌混凝土加水不当、布料不连续、振捣不实、终凝不及时收光和混凝土不养护及施工材料的过量集中堆放等，都会造成钢筋混凝土楼地面板的开裂。

1.2 客观因素

上海位于长江入海口东南前缘，属三角洲冲积平原。其地基土质特征属软土地基，一般表现为地下水位高、土质湿度较饱和、压缩性较高，容易造成上海地区客观存在房屋自然沉降的通病问题。而房屋的不均匀沉降致使房屋发生倾斜，更容易造成现浇钢筋混凝土楼地面的开裂；如若沉降值与倾斜率过大则将造成房屋严重开裂甚至破坏的后果[1,2]。

2 外墙阳角现浇混凝土楼地面裂缝的防治

无约束外墙阳角处的现浇钢筋混凝土楼地面，在房屋施工及竣工后的使用过程中，由于房屋的不均匀沉降，致使板面产生局部应力集中，最终造成板面相对强度较薄弱的无约束部位混凝土出现开裂的现象。针对这一现象，传统的技术措施是在无约束（外墙阳角）处的现浇钢筋混凝土板面上增加放射状钢筋，以增强板面的抗拉强度，防止板面裂缝的产生，详见图1。

图1 放射状钢筋构造

三角形抗裂钢筋网片专利技术（图2，实用新型专利号ZL2014205680524）是针对放射钢筋传统技术进行改良后推出的一种新产品，它可以解决传统放射状钢筋设计强度较低、可塑性较大、不能很好防止现浇混凝土楼板阳角开裂等不足之处，提高混凝土楼地面的抗应变能力，有效防治混凝土楼地面的开裂问题。该专利技术采用冷拔钢丝焊接网片，平面形状为等腰三角形，抗裂钢筋网片的直角边长a与所对应混凝土楼板板跨L之间的关系一般为1/4L＜a＜1/2L。钢丝焊接网片可置放在楼板面上排钢筋处，并与楼板面上排钢筋绑扎固定。

图2 三角形抗裂钢筋网片构造

3 三角形抗裂钢筋网片的技术分析

3.1 钢筋的强度与变形

放射状钢筋通常采用普通热轧Ⅰ级钢筋。而三角形抗裂钢筋网片采用的是冷拔钢丝。Ⅰ级钢筋的伸长率较大，强度较低，可塑性较大。冷拔钢丝是对热轧钢筋进行冷加工制成，其钢筋强度得到提升的同时，伸长率减少，塑性应变也随之减少。正由于这种钢筋的强度提高、变形值减少，可以更有效地提高钢筋混凝土楼板面的抗裂性能[3]。

3.2 钢筋的受力形态分析

放射状钢筋呈现的是单根钢筋独立受力特性，分布钢筋相互之间没有关联性。而三角形抗裂钢筋网片是由冷拔钢丝通过点焊制作而成，呈现的是钢筋网片的整体受力工况，与放射状钢筋相比，大大提高了钢筋混凝土楼地面的抗裂性能。

3.3 钢筋与混凝土的黏结力分析

Ⅰ级钢筋和冷拔钢丝的外表面都是光圆面，放射状钢筋与混凝土的黏结力，取决于钢筋的握裹力。而三角形抗裂钢筋网片中钢丝与混凝土的黏结力，除了钢丝的握裹力，还取决于焊接钢丝网与混凝土的剪切力，这就更有效地提高了钢筋混凝土楼板面的抗裂能力。

4 应用实例

上海市大型居住社区新选址航头基地27-01、26-02、21-05三个地块项目，总建筑面积265 000 m2，其中住宅建筑面积239 000 m2，共有29栋（18～27层）高层住宅楼组成。3地块住宅结构类型均采用钢筋混凝土-剪力墙结构体系，地下均为1层地下停车库，民防工程为核六级、常六级。桩基为PHC管桩，桩基安全等级设计为二级，厚400 mm钢筋混凝土带梁筏板基础。项目于2011年9月开工建设，现已陆续竣工交付使用。

为了防止混凝土楼地面开裂等结构质量通病问题的发生，针对楼板挑檐板转角、外墙阳角、大跨度板的外角等最容易产生应力集中，造成混凝土开裂的位置，航头基地3个地块项目管理团队在施工前对原设计在无约束外墙阳角处现浇钢筋混凝土楼板面增设的φ8 mm@100 mm放射钢筋进行了修改，设计修改均采用三角形抗裂钢筋网片专利技术，现场实际施工中根据各房型开间的尺寸，选用φ4 mm@75 mm的冷拔钢丝钢筋焊接成的三角形网片（1 500 mm×1 500 mm）取代原设计的放射状钢筋。

由现场统计看，航头基地3个地块共计使用三角形抗裂钢筋网片6 158片。根据抗裂钢筋网片的直角边长a与混凝土楼板板跨L之间的关系要求，在上述3个地块中三角形钢筋网片的a取值均为1 500 mm，三角形钢筋网片在工厂集中加工、按量定制，成品运输至工地现场使用。由于成型的三角形网片整块施工，工期相应缩短，这种节省成本、便捷安装、收效可靠的技术改进型施工工艺，受到业主和施工单位的认可和欢迎[4,5]。

从经济成本核算看，经造价部门测算，φ4 mm@75 mm的1 500 mm×1 500 mm三角形抗裂钢筋焊接网片的质量为2.90 kg/片，原设计要求φ8 mm@100 mm放射状钢筋的质量为4.20 kg/片，从数据对比可见，三角形抗裂钢筋焊接网片比原设计放射状钢筋用钢量降低30%，工程造价相应降低5%～15%。

再从施工质量控制方面看，针对用三角形抗裂钢筋网片代替原设计放射状钢筋做法，在房屋施工过程中和竣工交付使用后，分别对房屋的沉降值进行系统的观测，各栋楼的沉降值虽有一定差异，但各楼层的楼地面均未发现由于应力集中或温度变化等原因造成混凝土表面的开裂现象。房屋交付至今保持零投诉的良好纪录。

5 结语

三角形钢筋焊接网片专利技术是一项适用性较广的技术改进专利。从钢筋的材性、网片的形状和网片焊接的整体性为提高现浇钢筋混凝土楼地面的抗拉性能提供了技术支撑，能有效防治住宅建筑、特别是高层住宅现浇钢筋混凝土楼地面的开裂问题。相信三角形钢筋焊接网片专利技术会在上海乃至全国的住宅开发建设中得到更为广泛的推广和应用。