建筑工程樓板混凝土的裂縫成因及其預(yù)防

□宋 莉 □張廷濤 □程長(zhǎng)濤（許昌水利建筑工程有限公司）

實(shí)踐理論分析表明,鋼筋混凝土構(gòu)件基本上都是帶裂縫工作的,有些裂縫很細(xì),甚至肉眼看不見(jiàn),一般對(duì)結(jié)構(gòu)的使用無(wú)大的危害,允許其存在。有些裂縫在使用荷載或外界物理及化學(xué)因素作用下,不斷產(chǎn)生和發(fā)展引起混凝土碳化、保護(hù)層剝落及鋼筋銹蝕,使鋼筋混凝土強(qiáng)度和剛度受到削弱,耐久性降低,嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生垮塌事故,危害結(jié)構(gòu)的正常使用,必須控制。

一、裂縫的成因

（一）原材料的質(zhì)量導(dǎo)致混凝土裂縫

砂石含泥量超過(guò)規(guī)定,不僅降低混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性,還會(huì)使混凝土干燥時(shí)產(chǎn)生不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫。砂石的級(jí)配差,或砂顆粒過(guò)細(xì),用這種材料拌制的混凝土常造成側(cè)面裂縫。堿骨料反應(yīng)，骨料中含有泥性硅化物質(zhì)與堿性物質(zhì)相遇,水、硅反應(yīng)會(huì)生成膨脹的膠質(zhì),吸水后造成局部膨脹和拉應(yīng)力,則構(gòu)件產(chǎn)生爆裂狀裂縫,在潮濕的地方較為多見(jiàn)。

（二）拌合用水及外加劑

拌和用水或外加劑中氯化物等雜質(zhì)含量較高時(shí)，對(duì)鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土,或采用含堿的外加劑,可能對(duì)堿骨料反應(yīng)有影響。

（三）施工違反操作規(guī)程

常見(jiàn)因素有攪拌、運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng);振搗不良;澆筑速度過(guò)快;塑性混凝土下沉;施工縫接茬處理不好;初期養(yǎng)護(hù)不當(dāng),早期受凍;鋼筋骨架構(gòu)造不當(dāng)(主箍筋配置、主箍筋間距、主筋搭焊接錨固、輔筋和預(yù)埋件問(wèn)題等);亂踩配筋致使保護(hù)層減小;模型板剛度不足;模板支架下沉或失穩(wěn);過(guò)早拆模等。其中多數(shù)屬物理性缺陷。

（四）溫度變形

混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)。當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí),就會(huì)產(chǎn)生溫度變形,由此產(chǎn)生附加應(yīng)力,當(dāng)這種應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

（五）濕度變形

混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí),體積會(huì)逐漸減小,一般謂之干縮。收縮裂縫較普遍,常見(jiàn)于現(xiàn)澆墻板式結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)等,通常是因?yàn)轲B(yǎng)護(hù)不良造成?；炷恋氖湛s值一般為0.2‰～0.4‰。其發(fā)展規(guī)律是早期快,后期緩慢。因此對(duì)于超長(zhǎng)的建筑物或構(gòu)筑物,通常是每隔20～40m設(shè)置一道后澆帶,或采用在混凝土中摻加微膨脹劑等,這樣可基本解決混凝土的早期干縮。

二、改善商品混凝土的性能

目前已普遍采用泵送商品混凝土進(jìn)行澆筑,但受激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)影響,導(dǎo)致各商品混凝土廠商以采用大粉煤灰摻量,低價(jià)位、低性能的混凝土外摻劑,以及細(xì)度模數(shù)低、含泥量較高的中細(xì)砂作為降低價(jià)格和成本的主要競(jìng)爭(zhēng)手段。因此控制好原材料質(zhì)量,選用高效優(yōu)質(zhì)混凝土外摻劑,改善和減小混凝土的收縮值,建立好控制體系,是一項(xiàng)改善商品混凝土質(zhì)量和性能的根本性工作。另一方面承包商在訂購(gòu)商品混凝土?xí)r,應(yīng)根據(jù)工程的不同部位和性質(zhì)提出對(duì)混凝土品質(zhì)的明確要求,不能片面壓價(jià)和追求低價(jià)格、低成本而忽視了混凝土的品質(zhì),導(dǎo)致混凝土性能下降和收縮裂縫增多。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)逐車嚴(yán)格控制好商品混凝土的坍落度檢查,以保證混凝土熟料的半成品質(zhì)量。

三、施工中應(yīng)采取的主要技術(shù)措施

（一）加強(qiáng)樓面上層鋼筋網(wǎng)的有效保護(hù)措施

鋼筋在樓面混凝土板中的抗拉受力,起著抵抗外荷載所產(chǎn)生的彎矩和防止混凝土收縮和溫差裂縫產(chǎn)生的雙重作用,而這一雙重作用均需鋼筋處在上下合理的保護(hù)層前提下才能確保有效。在實(shí)際施工中,樓面下層的鋼筋網(wǎng)在受到混凝土墊塊及模板的依托下保護(hù)層比較容易正確控制。但當(dāng)墊塊間距放大到1.5m時(shí),鋼筋網(wǎng)的合理保護(hù)層厚度就無(wú)法保障,所以縱橫向的墊塊間距限制在1m左右。

與此相反,樓面上層鋼筋網(wǎng)的有效保護(hù),一直是施工中的一大較難問(wèn)題。其原因?yàn)?板的上層鋼筋一般較細(xì)較軟,受到人員踩踏后就立即彎曲、變形、下墜;鋼筋離樓層模板的高度較大,無(wú)法受到模板的依托保護(hù);各工種交叉作業(yè),造成施工人員眾多、行走十分頻繁,無(wú)處落腳后難免被大量踩踏;上層鋼筋網(wǎng)的鋼筋設(shè)置間距過(guò)大,甚至不設(shè)(僅依靠樓面梁上部鋼筋擱置和分離式配筋的拐腳支撐)。

（二）預(yù)埋線管處的裂縫防治

預(yù)埋線管,特別是多根線管的集散處是截面混凝土受到較多削弱,從而引起應(yīng)力集中,容易導(dǎo)致裂縫發(fā)生的薄弱部位。當(dāng)預(yù)埋線管的直徑較小,并且房屋的開(kāi)間寬度也較小,同時(shí)線管的敷設(shè)走向又不重于(即垂直于)混凝土的收縮和受拉方向時(shí),一般不會(huì)發(fā)生樓面裂縫。反之,當(dāng)預(yù)埋線管的直徑較大,開(kāi)間寬度也較大,并且線管的敷設(shè)走向又重合于(即垂直于)混凝土的收縮和受拉方向時(shí),就很容易發(fā)生樓面裂縫。因此對(duì)于較粗的管線或多根線管的集散處,應(yīng)按技術(shù)導(dǎo)則要求增設(shè)垂直于線管的短鋼筋網(wǎng)加強(qiáng)。建議增設(shè)的抗裂短鋼筋采用Φ6～Φ8,間距≤150mm,兩端的錨固長(zhǎng)度應(yīng)≮300mm。

（三）材料吊卸區(qū)域的樓面裂縫防治

目前在主體結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程中,普遍存在著質(zhì)量與工期之間的較大矛盾。一般主體結(jié)構(gòu)的樓層施工速度平均為5～7d左右一層,最快時(shí)甚至不足5d一層。因此當(dāng)樓層混凝土澆筑完畢后不足24h的養(yǎng)護(hù)時(shí)間,就忙著進(jìn)行鋼筋綁扎、材料吊運(yùn)等施工活動(dòng),這就給大開(kāi)間部位的房間雪上加霜。除了大開(kāi)間的混凝土總收縮值較小開(kāi)間要大的不利因素外,更容易在強(qiáng)度不足的情況下受材料吊卸沖擊振動(dòng)荷載的作用而引起不規(guī)則的受力裂縫。并且這些裂縫一旦形成,就難以閉合,形成永久性裂縫,這種情況在高層住宅主體快速施工時(shí)較常見(jiàn)。對(duì)這類裂縫的綜合防治措施如下：

1.主體結(jié)構(gòu)的施工速度不能強(qiáng)求過(guò)快,樓層混凝土澆筑完后的必要養(yǎng)護(hù)(一般不宜≤24h)必須獲得保證。主體結(jié)構(gòu)階段的樓層施工速度宜控制在6～7d一層為宜,以確保樓面混凝土獲得最起碼的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

2.對(duì)計(jì)劃中的臨時(shí)大開(kāi)間面積材料吊卸放區(qū)域部位(一般約40m2左右)的模板支撐架在搭設(shè)前,就預(yù)先考慮采用加密立桿(立桿的縱、橫向間距均不宜＞800mm)和格柵增加模板支撐架剛度的加強(qiáng)措施,以增強(qiáng)剛度,減少變形來(lái)加強(qiáng)該區(qū)域的抗沖擊振動(dòng)荷載,并應(yīng)在該區(qū)域的新筑混凝土表面上鋪設(shè)舊木模加以保護(hù)和擴(kuò)散應(yīng)力,進(jìn)一步防止裂縫的發(fā)生。

3.加強(qiáng)對(duì)樓面混凝土的養(yǎng)護(hù)。混凝土的保濕養(yǎng)護(hù)對(duì)其強(qiáng)度增長(zhǎng)和各類性能的提高十分重要,特別是早期的妥善養(yǎng)護(hù)可以避免表面脫水并大量減少混凝土初期伸縮裂縫產(chǎn)生。但實(shí)際施工中,由于搶趕工期和澆水將影響彈線及施工人員作業(yè),因此樓面混凝土往往缺乏較充分和較足夠的澆水養(yǎng)護(hù)延續(xù)時(shí)間。為此,施工中必須堅(jiān)持覆蓋麻袋或草袋進(jìn)行一周左右的妥善保濕養(yǎng)護(hù)。

四、混凝土裂縫的彌補(bǔ)處理

由于各種原因仍可能有少量的樓面裂縫發(fā)生。當(dāng)這些樓面裂縫發(fā)生后,應(yīng)在樓地面和天棚粉刷之前預(yù)先做好妥善的裂縫處理工作,然后再進(jìn)行裝修。住宅樓地面上部的粉刷找平層較厚,可以通過(guò)在找平層中增設(shè)鋼絲網(wǎng)、鋼板網(wǎng)或抗裂短鋼筋進(jìn)行加強(qiáng),并且上部常被木地板等裝飾層所遮蓋,問(wèn)題相對(duì)較小。但板底則粉刷層較薄,并且通常無(wú)吊頂遮蓋,更易暴露裂縫,影響美觀并引起投訴,所以板底更應(yīng)妥善處理。板底裂縫宜委托專業(yè)加固單位采用復(fù)合增強(qiáng)纖維等材料對(duì)裂縫作粘貼加強(qiáng)處理(注:當(dāng)遇到裂縫較寬、受力較大等特殊情況時(shí),建議采用碳纖維布粘貼加強(qiáng))。復(fù)合增強(qiáng)纖維的粘貼寬度以350～400mm為宜,既能起到良好的抗拉裂補(bǔ)強(qiáng)作用,又不影響粉刷和裝飾效果,是目前較理想的彌補(bǔ)措施。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，樓板混凝土以及其他構(gòu)件混凝土裂縫的出現(xiàn)是難以避免的，是現(xiàn)實(shí)存在的。但是如何減少裂縫出現(xiàn)，那就要靠在具體施工過(guò)程中各道工序都嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，認(rèn)真負(fù)責(zé)。