論現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫成因與控制措施

摘要:隨著高層、超高層建筑不斷增加，建筑物也不斷向空中發(fā)展，因而對結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土的設(shè)計強度也在不斷提高?，F(xiàn)澆混凝土樓(屋)面板是現(xiàn)代建筑的主要結(jié)構(gòu)形式之一，其結(jié)構(gòu)整體性好、安全性能高，可以提高結(jié)構(gòu)抗震能力。但由于設(shè)計和施工等因素的影響以及混凝土內(nèi)部的變化很容易產(chǎn)生裂縫，這直接影響工程質(zhì)量和使用安全。因此必須采取合理措施，預(yù)防及控制裂縫的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞:現(xiàn)澆混凝土樓板;裂縫成因;控制措施

一、現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的主要成因

1.混凝土收縮變形引起的裂縫

混凝土收縮裂縫根據(jù)其形成的時間分為硬化前、硬化中和硬化后裂縫:初凝和終凝階段是混凝土膠結(jié)硬化的重要過程，也是裂縫的多發(fā)期，其龜裂就是常見裂縫之一。同時，混凝土因硬化而體積縮小，樓板四周受支座梁體的約束而不能自由伸展，當(dāng)收縮引起板產(chǎn)生的約束力超過一定程度時，早期混凝土強度極低又不足以抵抗，就會在板應(yīng)力相對較集中的板角處開裂，其走向與板的對角線相垂直。引起裂縫的主要原因:混凝土是由水泥、砂、石、水、外加劑和摻合料等材料經(jīng)攪拌后，由于水化作用、膠凝材料將松散的砂石骨料膠合成具有一定強度的各種粒徑的堆積體?；炷翝仓尚秃蟪跄埃捎谥亓ψ饔?，粗細(xì)骨料及水泥顆粒比重大，產(chǎn)生沉降;水分比重小，上浮至混凝土上表面，產(chǎn)生泌水，水泥凈漿浮至混凝土表面產(chǎn)生外分層;水泥凈漿浮至粗料下方，產(chǎn)生內(nèi)分層。混凝土泌水造成塑性收縮，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生微裂和水泥石內(nèi)部的裂縫。高強度試同性能混凝土，由于水灰比低，膠凝材料用量大，澆筑成型后，在凝結(jié)硬化的過程中，往往自行收縮而產(chǎn)生裂縫?；炷林械拿?xì)管孔隙，在混凝土干燥過程中逐步失水，毛細(xì)管也逐步變形，產(chǎn)生很大的毛細(xì)管張力，混凝土產(chǎn)生體積收縮，如果混凝土中的用水量增加，水灰比增大，毛細(xì)管孔隙也增多，混凝土體積收縮增大，會產(chǎn)生干燥收縮裂縫。

2.環(huán)境溫度變化引起的裂縫

混凝土線膨脹系數(shù)為10X10-6/°C，即溫度每升高或降低10°C，混凝土?xí)a(chǎn)生0.01%的線膨脹或收縮，即熱脹冷縮變形，環(huán)境溫度變化影響了樓板及梁的變形與開裂，一般板的厚度遠(yuǎn)小于梁高，板全截面隨氣溫的變化而變化，而當(dāng)梁的截面高則大于板厚，溫差變形則大大滯后于板，特別是急冷急熱后尤為明顯.如氣溫驟降或曝曬后突受雨淋冷卻時，板收縮量突然變大而梁則大大滯后，使板收縮時受梁的限制產(chǎn)生拉應(yīng)力而開裂，板長度越大，越易出現(xiàn)垂直于板長邊的貫穿裂縫.而當(dāng)氣溫急劇升高時，板發(fā)生膨脹，而梁變形滯后則限制板的膨脹，使梁受拉，致梁側(cè)產(chǎn)生豎向裂縫，有時包圍梁腹截面。梁裂縫也可常見于屋面板隔熱差而板下通風(fēng)良好，夏季時板溫度極高而板下溫度較低這種大溫差情況。

3.不均勻沉降引起的裂縫

由于沉降縫或伸縮縫的設(shè)置，往往給建筑物處理及使用帶來麻煩，較容易引起滲漏，所以一些建筑物沒有設(shè)置必要的變形縫。當(dāng)基礎(chǔ)沉降不均勻時，特別是對沉降相當(dāng)敏感的框架結(jié)構(gòu)，容易在不均勻沉降的相鄰柱位處產(chǎn)生沉降裂縫，同時墻體也會在相應(yīng)部位開裂。另外，轉(zhuǎn)角角柱處也是不均勻沉降開裂的多發(fā)區(qū)。

4.應(yīng)力集中引起的裂縫

主要出現(xiàn)在轉(zhuǎn)角處或結(jié)構(gòu)剛度突變的地方。當(dāng)平面布局凹凸較多時，轉(zhuǎn)角也較多，轉(zhuǎn)角處由于剛度突變形成薄弱部位，當(dāng)受到混凝土收縮、溫度變化或少許沉降差影響時，易產(chǎn)生集中剪拉應(yīng)力而開裂。切角裂縫一般不會引起墻體開裂。

5.預(yù)埋管線引起的管線裂縫

一些地區(qū)習(xí)慣于將PVC電線管預(yù)埋于樓板結(jié)構(gòu)中，且線管多層交差重疊，施工時為方便線管固定，將其綁扎在板底鋼筋上，造成混凝土澆灌后鋼筋與混凝土失去有效的結(jié)合，該處板的有效厚度大大減少，形成樓板的抗拉、抗彎薄弱點。在秋冬季節(jié)氣溫變化大、空氣干燥、濕度低等多種不利因素影響下，混凝土收縮加劇，導(dǎo)致樓板產(chǎn)生較大的內(nèi)拉應(yīng)力，于是在電線管預(yù)埋處的薄弱位置發(fā)生開裂，使內(nèi)拉應(yīng)力得以釋放，通常裂縫位于PVC線管處，縫寬約0.2~1.2mm，且貫通板厚。

6.荷載作用下引起的結(jié)構(gòu)裂縫

主要是結(jié)構(gòu)受外荷載或自重作用下，材料承載力不足或不起作用，板受拉或剪切破壞而產(chǎn)生的裂縫。這種裂縫除結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理外，施工管理不善，支座處負(fù)筋下沉或板厚不足是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫的主要原因。當(dāng)負(fù)鋼筋下陷嚴(yán)重時，鋼筋無法發(fā)揮抗拉作用:或是板厚嚴(yán)重不足時，則會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)抗力下降，結(jié)構(gòu)抗力不足以抵抗拉應(yīng)力或剪切應(yīng)力面開裂，裂縫通常位于梁側(cè)且平行于板長邊嚴(yán)重時也可環(huán)繞四周梁側(cè)，此時板面將出現(xiàn)破壞性裂縫。

二、裂縫的預(yù)防和控制

1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

平面布置上應(yīng)盡量減少凹凸現(xiàn)象，必要時設(shè)置變形縫。減少結(jié)構(gòu)在平面內(nèi)和上下層間的剛度突變，避免由此引起板角等薄弱部位的剪拉力集中，造成板剪拉開裂。當(dāng)不可避免時，應(yīng)局部處理加強，逐漸過渡。

2.控制變形減少沉降量

工程設(shè)計中往往重視結(jié)構(gòu)承載力驗算，而忽視變形和沉降，由于變形或沉降差，樓板才會發(fā)生沉降裂縫和切角裂縫。一些地基地質(zhì)條件差，沉降變形大的建筑，產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象比地質(zhì)條件好、沉降量小的多得多。如支承于持力層較好的強風(fēng)化土或變形小的殘積土等土層，或者以端承樁為基礎(chǔ)的建筑，其沉降量很小，裂縫較少出現(xiàn)。而一些持力層較差的地質(zhì)由于基礎(chǔ)沉降量大，而易產(chǎn)生不均勻沉降，時常有樓板開裂的現(xiàn)象發(fā)生。所以，對地基地質(zhì)條件較差的建筑物，除應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)承載力要求外，控制沉降變形是基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)考慮的關(guān)鍵因素。

3.設(shè)置后澆帶

后澆帶是施工期問保留的臨時性溫度收縮變形縫，是一種專業(yè)留設(shè)的特殊施工縫。當(dāng)樓板結(jié)構(gòu)長度超過40m～45m而不設(shè)縫，高低層相差大或地基變形大等可能導(dǎo)致沉降差時，適當(dāng)設(shè)置后澆帶，可以消除早期收縮和沉降差。對超長板，后澆帶間距宜控制在25m～30m間，為消除沉降差而設(shè)置的后澆帶，應(yīng)根據(jù)功能性質(zhì)，從首層到天面層逐層設(shè)置，有地下室的也應(yīng)包含地下室剪力墻設(shè)置，并于主體結(jié)構(gòu)(含磚砌體等主要荷載)完成后再澆筑后澆帶。

4.剛體變化較大的地方增加負(fù)筋及板厚

在凹凸變化較大處或框剪結(jié)構(gòu)的剪力墻周圍，特別是剪力墻的樓梯問或電梯井周邊，其剛度遠(yuǎn)大于周邊結(jié)構(gòu)，極易因剪拉應(yīng)力集中而使剪力墻周圍板塊產(chǎn)生剪拉開裂。采用周邊板塊加大板厚，加大配筋率、配置雙層雙向鋼筋等技術(shù)措施，可有效抵抗剛度突變產(chǎn)生的剪拉應(yīng)力，避免產(chǎn)生裂縫。增加構(gòu)造鋼筋及合理配置鋼筋，能明顯改善混凝土性能及控制裂縫的產(chǎn)生和擴展。并對一些薄弱部位進(jìn)行加強處理。

5.優(yōu)選混凝七原材料

1)水泥。水泥的品種很多，由于不同水泥品種所含礦物組成不同，它表現(xiàn)的基本特征也不同。所以，根據(jù)現(xiàn)澆構(gòu)件的性質(zhì)和特點、所處環(huán)境條件及施工條件，按所掌握的水泥特性進(jìn)行合理選擇。

2)摻合料。在混凝土中通過使用摻合料，降低水泥用量，改善混凝土性能，能有效地控制水化熱和收縮。a.采用礦渣微粉和磨細(xì)粉煤灰(或硅灰)的雙摻技術(shù)，降低水泥用量，改善混凝土性能。雙組份摻合料能填充水泥顆粒的空隙，有利于堆積密度的提高，減少孔隙率，使孔隙細(xì)化，且在水化過程中，兩者能相互作用，相互激發(fā)活性，改善水泥石與骨料的交界面強度。與普通混凝土相比，使用雙摻技術(shù)的新拌混凝土坍落度損失減少、泌水率降低、抗離析性增加、絕熱升溫峰值延遲:硬化后混凝土后期強度增加、收縮降低、抗摻性提高。b ，采用微膨脹劑技術(shù)，通過摻加微膨脹劑替代部分水泥，以補償混凝土的收縮。根據(jù)工程實踐，用微膨脹劑，對混凝土要嚴(yán)格保溫養(yǎng)護。

3)外加劑。為滿足泵送混凝土要求，混凝土必須具有足夠坍落度，但混凝土坍落度越大收縮越大。所以，應(yīng)選用能減少用水量及水泥用量，降低混凝土水化熱和收縮的外加劑。外加劑的品種及最佳摻量須通過試驗確定。

6 施工技術(shù)措施

為了減少裂縫，施工中還應(yīng)采取一些技術(shù)措施。如澆混凝土?xí)r應(yīng)鋪設(shè)臨時道路，避免對面層鋼筋的踩踏:另外，還應(yīng)注意對樓面混凝土的養(yǎng)護，可以采用蓄水養(yǎng)護或覆蓋草袋保濕養(yǎng)護等措施，以減少混凝土干裂和塑性裂縫。

五、結(jié)束語

使用預(yù)拌混凝土對混凝土質(zhì)量提供有力的保證。它加快施工速度，提高施工機械化程度。但由于預(yù)拌混凝土產(chǎn)生的問題也要引起我們重視。只要我們認(rèn)識預(yù)拌混凝土的特性，加強混凝土施工工藝管理，嚴(yán)格按混凝土施工規(guī)程辦事，就能大大減少混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的機會。