对某地下车库顶板开裂的原因分析及处理措施

沙晓东 朱凤奎

摘 要：本文以某无粘结预应力钢筋混凝土无梁楼盖地下车库顶板的实际开裂为例，从设计、施工、材料、环境等因素分析了其开裂的原因，并提出了相应的处理措施，最后对于类似问题提出了预防为主的原则并从“人、机、料、法、环”各因素上注意协调应对，为同类工程设计、施工提供借鉴。

关键词：地下车库;无粘结预应力;无梁楼盖;后浇带;徐变;间接裂缝;环氧树脂浆液压力注浆

地下车库的建造已经是现代城市地产开发中不可避免的一个环节，几乎每个住宅项目都配建地下车库，城中村改造中也同样。

本项目地下车库位于石家庄某城中村改造回迁项目中，位于几栋高层建筑之间，与主楼地下室外墙相连。综合考虑造价，车库顶板采用了无粘结预应力混凝土无梁楼盖体系，板厚350mm，顶板覆土厚度1.5m，柱距8.1m×8.1m。主楼与周边车库留设了沉降后浇带，待主楼封顶后封闭后浇带，同时开始张拉预应力钢绞线。由于张拉预应力过程中有些墙体未拆除模板，造成没有及时张拉，工地也一直处于停工状态，直至当年11月份才陆续张拉完成。随后天气突变，遇降雪，雪融化后车库顶板出现渗水现象。

车库顶板采用无粘结预应力技术，其通过施加在混凝土上的预加压力，使得顶板产生一定的反拱，从而增大钢筋混凝土楼板的刚度，减小大跨度楼板的挠度并减小裂缝，板厚也可以减小，况且本工程的预应力筋还可取代一部分普通钢筋的作用，参与受力，综合降低了整个工程的造价。原本是可以减小裂缝出现的技术反而由此出现问题，这样的开裂还是值得分析思考的。

通过对现场勘验发现车库顶板裂缝渗水出现在车库总长度中间位置，呈上下贯通状态。根据设计图纸及裂缝出现的位置、形态和环境状况可知：这种裂缝很大程度上是由于温度及混凝土收缩综合作用的结果且出现在预应力筋张拉之前。由于设计采用的普通钢筋占比在30%以上，而荷载设计取值为：板自重+1.5m厚覆土+活荷载，即荷载设计值Q=1.2×（25×0.35+20×1.5）+1.4×5=53.5kN/m2，目前拆模后仅有板自重，其荷载为q=1.2×25×0.35=10.5kN/m2，占比约20%，即普通钢筋完全可以承受目前的板自重，甚至加上2kN/m2均布活荷载也在其包络范围之内。所以其呈现出的裂缝状态也是非受力裂缝，或者叫做“间接裂缝”。如果是承载力不足造成的板面开裂，一般来说，其出现在各跨跨中且为板下皮开裂，对应上皮因处于受压区，一般不会开裂。如果按施工组织计划具备了张拉预应力筋的条件及时张拉，这种情况肯定会有改观。

那么产生这种裂缝的原因是什么呢？通过分析可知，本工程采用商品混凝土，为了适应泵送的条件，混凝土粗骨料的含量和粒径大幅度降低，骨料减少及粉剂含量的相对增加，会加大混凝土的收缩。尤其是板较厚且为大面积的情况，还会增加水化热，这对减少开裂都是不利的。另外本工程使用的是C40混凝土，水泥含量较大，引起的胶凝干缩和水化热散失伴随的冷缩也会使混凝土的收缩值显著增大;高强混凝土弹性模量的增加引起约束应力加大，但其抗拉强度却增长很小，所以对高强混凝土而言，其硬化过程中更易形成收缩开裂。但混凝土的收缩变形并不均衡发展，基本集中在胶凝硬化的早期，其发展规律是先快后慢，逐渐收敛。所以本工程即使在后浇带封闭后，其收缩变形也还没有完全停止。当然最初顶板浇筑时的养护及混凝土表面长期裸露对开裂也有很大的影响，再加上11月份的骤然降温也加剧了收缩裂缝的形成。

其实绝大多数混凝土在浇筑成型后本身就已存在缺陷，其中由于收缩产生的部分拉应力会随着混凝土的“徐变”而消解，另一部分则在固态的水泥石中产生内裂缝。当混凝土结构遭受各种作用（如本工程中的溫度骤降等）时，由于产生的拉应力超过了混凝土的抗拉强度或相应的变形超过了其极限变形时，才会发展到混凝土表面形成可见的裂缝。

因此，混凝土结构都有裂缝（无论是内部裂缝还是发展到表面的裂缝），只是是否被观察到而已。工程中出现的裂缝绝大多数都是非受力裂缝（即前述的“间接裂缝”），对结构安全影响并不大，但这些裂缝影响美观，产生渗漏，对结构的耐久性造成不利影响。

对于该车库顶板的裂缝，因为还未覆土，所以处理起来相对容易。找到裂缝位置后，采用环氧树脂浆液压力注浆法修补;其大致步骤如下：

（1）进行压力注浆前应骑缝或斜向钻孔至裂缝深处，并埋设注浆管，对贯穿性深裂缝应增设注浆管;

（2）使用专用封缝胶封缝，并与注浆嘴连接密封;

（3）使用压缩空气试压，确保注浆通道通畅、密封;

（4）注浆按由宽到细的顺序进行。

压力注浆加固后，板顶应尽快做防水并覆土，使其达到一定的保温隔热作用。在上述措施到位后，一些宽度不大的裂缝和灌浆修补并经预应力加压后变小的微裂缝，在适量无压水浸润的情况下还可以“自愈”闭合。

通过对该项目问题的分析和总结，希望能对类似工程提供一点借鉴作用：

建筑工程裂缝的控制与防治的原则为“预防为主、综合采取措施”。

所谓预防为主，就是要提高对控制与防治裂缝的认识，要重视设计规范对荷载裂缝控制的规定，还要重视非荷载效应引起裂缝的问题，同时对建筑材料质量、工程施工的质量，混凝土的振捣和养护等严格把关。

另外，监理工程师及建设单位的项目工程师，对各工序的衔接配合都应切实起到监督作用，形成良性有序的管理协调机制，减少上述类似问题的发生。

参考文献：

[1]建筑结构荷载规范：GB50009-2012[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2]房屋裂缝检测与处理技术规程：CECS293：2011[S].北京：中国计划出版社，2011.

[3]建筑工程裂缝防治技术规程：JGJ/T317-2014[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[4]何星华，高小旺.建筑工程裂缝防治指南[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.

作者简介：沙晓东（1969-），男，石家庄市建筑设计院副总工程师，一级注册结构工程师。