某装配式钢结构建筑中现浇混凝土楼板裂纹产生原因及防治措施分析

王从章，秦中凡 （富煌钢构有限公司装配式技术研究中心，安徽 合肥 238076）

1 引言

随着装配式钢结构建筑在我国的大面积推广与应用，楼板裂纹的质量通病同样出现在采用现浇混凝土楼板的装配式钢结构建筑中。楼板裂纹的出现不但影响建筑物美观，更重要的是会对建筑的结构安全造成影响。楼板裂缝的产生轻则出现渗水，漏水现象，重则达不到楼板原有承载力设计指标，影响建筑物安全性能，这无疑对人民财产安全造成了极大的隐患。因此，装配式钢结构建筑中现浇混凝土楼板出现的楼板裂纹现象，应当引起广大建筑从业者的注意，下面结合实际工程项目简要分析装配式钢结构建筑中现浇混凝土楼板裂纹的产生原因及防治措施。

2 项目概况

该项目全称为合肥市海恒大厦（见图1），为安徽省首个装配式公共建筑项目。建设地点位于合肥市经开区紫云路与蓬莱路交口东北侧。建筑面积69255.03m2，地下2层，地上22层，建筑高度97.5m。项目建设内容包括A、B塔楼、裙房、地下车库等。裙房为钢框架结构，地上5层，地下2层，抗震等级为三级。A塔楼为钢框架-中心支撑结构，地上22层，地下2层，抗震等级为三级（钢框柱二级）。B塔楼为钢框架结构，地上11层，地下2层，抗震等级为三级（钢框柱二级）。地下车库为框架结构，2层，抗震等级为三级。该项目主体结构类型为EPC装配式钢框架结构，梁、柱均为钢结构，楼层板为现浇混凝土楼层板。

图1 项目效果图

3 现浇混凝土楼板裂缝的产生原因

该装配式钢结构公共建筑为两栋高层综合办公塔楼，均属于装配式钢结构体系，由于该项目施工中存在大量“钢结构”与“土建”混搭，因此装配式钢结构建筑的楼板裂纹防治相较传统土建类建筑难度更大，质量要求更高。可见采用现浇混凝土楼板的装配式钢结构项目的楼板裂纹质量控制的重要性，现针对该项目实际施工过程中出现的现浇混凝土楼板开裂原因做简要分析。

3.1 钢筋保护层设置不规范

在该项目的钢筋验收与浇筑混凝土过程中，现场质管人员发现多处楼板上部弯矩钢筋在浇筑时被人为踩坏，使钢筋保护层失去作用，导致楼板裂纹现象产生。钢筋保护层的质量控制是现浇混凝土楼板裂纹防治的重要一环，其设置目的是为了保证楼板中的钢筋与其周围的混凝土能共同发挥作用，并使钢筋充分发挥其设计强度。在理论情况下，钢筋保护层的厚度越大，构件受力钢筋的粘接锚固性能、耐久性与防火性能就越好，但是现浇混凝土楼板中的钢筋保护层厚度设置过大会导致混凝土受压变形能力弱，从而产生应力变形，导致钢筋无法均匀受力并最终导致混凝土楼板裂缝的产生。

3.2 现浇混凝土楼板支撑体系受力不均

传统土建类项目中的楼板支撑体系通常采用木支撑体系，考虑到装配式钢结构建筑的特性，目前建筑业通常采用钢梁与钢管支撑体系，该项目前期采用的正是这一支撑体系，但在后期的质量检测中发现该项目现浇混凝土楼板一次成型合格率仅为78.2%，并伴随有标高偏差、平整度偏差的现象出现。通过对楼板裂纹现象较严重的A、B塔楼二层楼板进行层顶钢梁的检测，并对现浇混凝土楼板的钢管支撑体系受力情况进行验算（见表1），发现主、次钢梁与钢管的受力情况不一致，且偏差较大，这无疑是导致现浇混凝土楼板裂纹出现的重要原因之一。当作为楼板支撑体系的钢梁与钢柱受力不均时，会导致混凝土楼板在凝固成型时不同部位受力差异较大，上荷载后会出现板挠度偏大现象，从而引起楼板四周以及受力不均处产生裂纹。

A、B塔楼二层楼板层顶钢梁检测 表1

3.3 现浇混凝土楼板的养护、覆盖不及时

在建筑工程中，楼面体系为现浇混凝土楼板的项目，无论是传统土建类建筑或装配式钢结构建筑，都需要对现浇混凝土楼板进行及时的养护与覆盖。施工时的气温、天气、洒水频率等均是影响现浇混凝土楼板一次成型质量的重要因素，通常楼层浇筑完成后不经过24h的养护，现浇混凝土楼板就会产生一些细微的裂纹，当后期混凝土收缩或者楼板承受荷载加强，细微的裂纹就会演变成肉眼可见的裂纹（≥1mm）。在实际施工过程中由于追赶工期、现场管理人员的疏忽往往会无法严格执行现浇混凝土楼板的养护覆盖措施，从而导致了楼板裂纹的产生。

4 现浇混凝土楼板裂缝的防治措施

现浇混凝土楼板裂缝对建筑物美观、功能均会产生不同程度的影响，因此采用何种防治措施是施工中最为重要的质量控制要点。根据该装配式钢结构建筑项目中现浇混凝土楼板裂纹的产生原因，总结出一系列防治措施，其实施效果在项目施工过程均得到验证，对控制现浇混凝土楼板裂纹的产生有显著效果。

4.1 混凝土质量控制措施

在现浇混凝土楼板的施工过程中，所使用的混凝土质量是否合格是保证楼板质量的最基本因素，若使用质量不符合施工要求的混凝土进行浇筑，不仅会产生裂缝、起鼓等外观质量问题，严重的会直接影响到建筑物的使用功能，所以对现浇混凝土质量的控制极为重要。通过结合实际工程项目，总结出如下质量控制措施：

①严查混凝土供应商所提供的混凝土配合比是否符合相关设计及规范要求；

②项目部相关负责人员应对进场混凝土进行80%抽测，抽测结果不合格应返厂处理；

③安排专业质检对进场混凝土进行100%塌落度复测，复测合格后方可进行楼板浇筑，对塌落度不符合要求的混凝土进行返厂处理。

4.2 设置马凳架立筋对钢筋保护层进行质量控制

通过将类三角马凳架立筋（见图2）焊接成支架腿，以确保现浇混凝土楼板上部钢筋保护层15mm，该项目现浇混凝土楼板板厚120mm，控制马凳筋高度不超过100mm；马凳筋最小长度不应小于60mm，结合实际施工情况，马凳筋设置长度可采用1000mm或按板长设置通常马凳筋[1]。经项目验证，采用成品钢筋保护层马凳筋对现浇楼板钢筋保护层的控制有了很大的提高，合格率达到了95%，很大程度上降低了楼板裂缝及地面标高偏差问题发生概率。

图2 类三角马凳架立筋

4.3 采用装配式钢结构建筑自承式楼板支撑系统

自承式楼板支撑系统是适用于装配式钢结构建筑中的一种新型楼板支撑体系，该支撑体系主要由热轧工字钢、U型托撑、钢管、扣件、方木、模板等组成。通过利用已有的钢梁作为楼面模板的支撑，通过在楼面钢梁上依次设置主龙骨、次龙骨及木模板，组成一个完整的受力体系，从而起到支撑楼板混凝土浇筑与施工的需要。通过对该支撑体系实际项目施工中设置变形观察点进行追踪观察，采用了装配式钢结构建筑自承式楼板支撑的部位均未出现楼板裂缝，合格率达97%。该支撑系统控制要点如下：

①支撑体系工装梁材料应选用12a以上的工字钢或壁厚为8m以上，100mm×150mm的方管做为主材；

②顶托采取直径为25mm以上的直托[2]；

③采用50mm木龙骨纵横向布置。

4.4 现浇混凝土楼板养护覆盖措施

为保证现浇混凝土质量，应安排专人负责现浇混凝土楼板的养护、覆盖任务，每次楼板浇筑完成的24h内，需对所浇筑混凝土楼板进行100%覆盖并浇水养护。关键性措施如下：

①在常温条件下连续养护时间不少于7d，养护期间应封闭，严禁上人[3]；

②大盘收光，不少于三次抹压收光，大跨间表面压光，并搓毛处理，通过多次抹压将混凝土内部的泌水通道、毛细管道，进行抹压、消除，减少混凝土楼板内部细纹的产生概率；

③养护期内土工布或者毛毡养护，保持楼板湿润，各房间覆盖严密；

④严格控制大跨度的楼板覆盖的及时性[4]。

4.5 楼板裂纹补救措施

受施工现场气温、环境、施工人员等多方面因素影响，无法保证彻底根除现浇混凝土楼板裂纹现象。因此，针对成型后出现的部分可补救裂纹可进行如下补救措施：

①通过使用尖锥对裂缝附近表面混凝土进行凿毛划缝处理；

②通过加压水对裂缝进行冲洗，冲洗时间不宜过长，以裂缝处无明显灰尘为标准；

③预先准备加热融化的石蜡溶液，将其灌入经干燥处理的裂缝内，并及时用胶带纸封闭封口，再使用水泥砂浆覆盖[5]；

④对缝隙较大处，沿板缝方向开槽并用膨胀水泥砂浆填缝处理。

5 防治措施效果检验

为检验以上楼板裂纹防治措施实施效果，通过对该项目A、B塔楼，共计320处现浇混凝土楼板防治措施实施前后质量问题进行比较（见表2），可发现楼板裂缝防治措施效果明显，在显著控制楼板裂缝产生的同时，也减少了其他楼板质量问题的发生概率，大大提高装配式钢结构建筑中现浇混凝土楼板的一次成型质量。

防治措施实施前后质量问题对比表 表2

6 结语

现浇混凝土楼板质量作为建设工程中极为重要的控制要点，尽管目前仍无法完全避免楼板裂纹情况的出现，但通过将合理的防治措施与有效的补救措施相结合，便可显著减少现浇混凝土楼板裂纹现象的发生。本文所提出的楼板裂纹防治措施，在实际装配式钢结构建筑项目中的应用取得了良好的效果，通过防补结合的思路显著提高了建设工程的质量安全。