現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫產(chǎn)生機理與預(yù)防控制

喬江濤 張 澤 王治國

(陜西航天建筑工程有限公司，陜西西安 710016)

1 產(chǎn)生機理

混凝土是一種由砂石、水泥、水及其他外加材料所組成的復(fù)合建筑材料，抗壓性能良好，但抗拉性能較差，其抗拉強度只有十幾到幾十兆帕，且極限拉伸變形很小，因而易發(fā)生開裂?，F(xiàn)澆混凝土樓板發(fā)生開裂的原因很多，如荷載的作用、溫度的變化、混凝土的變形、鋼筋的銹蝕以及基礎(chǔ)不均勻沉降等。一般情況下，多數(shù)裂縫都是幾種因素共同作用的結(jié)果，而其中荷載和溫度常是主要影響因素。在荷載作用下，混凝土產(chǎn)生的主拉應(yīng)力大于抗拉強度或主拉應(yīng)變大于極限拉伸應(yīng)變時，混凝土就會發(fā)生開裂?；炷烈驕囟茸兓a(chǎn)生開裂的一類情況是大體積混凝土因水泥水化放熱造成混凝土內(nèi)外溫差過大，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力超過混凝土早期抗拉強度而導(dǎo)致開裂，另一類情況是混凝土因外部溫度變化引起收縮變形，但變形受到外部約束的限制或內(nèi)部鋼筋的阻礙而導(dǎo)致開裂［1］。裂縫的存在一方面削弱了結(jié)構(gòu)的強度和剛度，另一方面影響了結(jié)構(gòu)的安全和美觀，容易導(dǎo)致工程事故的發(fā)生。因此，分析研究裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，并有效地進行預(yù)防控制，對保證結(jié)構(gòu)的整體性和安全性具有重要的實際意義［2］。

2 成因分析

通過對大量實際工程資料的調(diào)查、分析和總結(jié)，認為在材料、設(shè)計、施工三方面的原因可能會導(dǎo)致現(xiàn)澆混凝土樓板發(fā)生開裂。

2．1 材料方面

1)水泥水化放熱量大、混凝土中單方水泥用量增加、水泥標號提高都會導(dǎo)致混凝土的收縮變形加大。2)泵送商品混凝土的坍落度和水灰比都有顯著的增大，以及各種外加劑的應(yīng)用，導(dǎo)致混凝土收縮都比現(xiàn)場拌制混凝土有較大幅度的增加。3)粗骨料最大粒徑偏小、砂率偏大、粗細骨料級配不當、含泥量及雜質(zhì)含量較高，導(dǎo)致混凝土的收縮變形增大。

2．2 設(shè)計方面

1)由于荷載估計不足，受力分析錯誤，結(jié)構(gòu)計算疏忽等而造成混凝土強度和厚度、鋼筋數(shù)量和直徑偏小等。2)出于安全性考慮，混凝土強度等級選用過高，因高等級混凝土較大的收縮性導(dǎo)致樓板開裂。3)設(shè)計對溫度應(yīng)力考慮不足，保溫層、隔熱層、伸縮縫設(shè)置不當，造成樓板因荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力疊加作用而開裂。

2．3 施工方面

1)樓板板厚不足，造成樓板剛度減弱，保護層過厚，造成鋼筋性能不能有效發(fā)揮，導(dǎo)致在荷載作用下，樓板產(chǎn)生較大變形而發(fā)生開裂。找平層素混凝土抗裂性差，找平層過厚則易發(fā)生開裂。2)在現(xiàn)澆混凝土樓板中的預(yù)埋穿線管——大多采用PVC管，這種線管與混凝土結(jié)合差，在混凝土澆搗時，容易上移或下沉，造成樓板上部或下部保護層變薄，導(dǎo)致樓板出現(xiàn)沿線管走向的裂縫。3)在施工荷載作用下，如果模板因剛度不足而發(fā)生較大變形，導(dǎo)致樓板在混凝土硬化前產(chǎn)生初始塑性裂縫，這種裂縫會因溫度和濕度變化影響而逐漸發(fā)展。樓板拆模過早或在板上施加荷載過早，因混凝土早期強度不足而導(dǎo)致樓板開裂。4)施工過程中，如果混凝土澆灌不密實或不均勻，振搗出現(xiàn)漏振或過振，導(dǎo)致樓板開裂。5)混凝土澆筑后不及時養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不足，養(yǎng)護措施不當，導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生龜裂。

3 預(yù)防控制

根據(jù)上述在材料、設(shè)計、施工三方面可能會導(dǎo)致現(xiàn)澆混凝土樓板發(fā)生開裂的原因分析，進行相應(yīng)的預(yù)防和控制措施分述如下［3，4］。

3．1 材料方面

1)嚴格控制混凝土的原材料質(zhì)量，盡量采用質(zhì)量穩(wěn)定的普通硅酸鹽水泥，粗細骨料采用優(yōu)質(zhì)花崗巖碎石、河卵石和粗砂。2)在滿足混凝土強度和耐久性的前提下，優(yōu)選有利于抗拉性能的混凝土級配，可選用適當?shù)耐饧觿?，以減少水泥用量，降低水灰比。3)在滿足施工要求的情況下，降低砂率、含泥量及雜質(zhì)含量，粗骨料含泥量應(yīng)不大于1%，粗砂含泥量應(yīng)不大于2%。增加骨料粒徑，最大粒徑盡可能大。

3．2 設(shè)計方面

1)設(shè)計人員應(yīng)科學(xué)設(shè)計，嚴格遵守規(guī)范要求，不斷提高設(shè)計水平，切實保證設(shè)計質(zhì)量。2)考慮到預(yù)埋管線對樓板有效高度的減少，樓板厚度不宜太薄，建議不宜采用厚度低于100 mm的樓板。3)在滿足工程要求前提下，不宜采用過高的混凝土強度等級，但也不應(yīng)低于C20，合理設(shè)置溫度縫。4)注意構(gòu)造鋼筋的直徑和數(shù)量的選擇，在易產(chǎn)生裂縫部位如板頂部的受壓區(qū)和板的陽角及陰角加強配筋構(gòu)造措施。

3．3 施工方面

1)確?；炷翉姸?、厚度，鋼筋直徑、間距及錨固長度，保護層厚度，找平層厚度等符合設(shè)計要求。2)預(yù)埋線管鋪設(shè)應(yīng)盡量避免立體交叉穿越和緊密平行排列，如有交叉，則應(yīng)在交叉處采用線盒，如有多根線管集散，宜采用放射形分布，且在線管較密或交叉處應(yīng)適當加厚混凝土厚度。3)保證模板具有足夠的強度和剛度，特別是對底層模板支撐點地基要夯實，使支撐牢固。拆模時間和先后順序應(yīng)依據(jù)混凝土齡期及規(guī)范要求。4)混凝土的澆灌振搗應(yīng)均勻和適度，盡量做到既振搗充分又避免過振和漏振，可以采用二次振搗、二次抹面技術(shù)，以提高混凝土密實度。5)加強濕養(yǎng)護?；炷翝补嗾駬v前，應(yīng)先將模板和墊層澆水均勻濕透，混凝土澆筑成型后，適時澆水養(yǎng)護并及時覆蓋，在高溫和大風天氣要設(shè)置遮陽和擋風設(shè)施，確保濕養(yǎng)護時間滿足規(guī)范要求。

4 結(jié)語

現(xiàn)澆混凝土樓板的開裂是多種因素共同作用的結(jié)果，具有其復(fù)雜性和不確定性，因此，重點需從現(xiàn)澆樓板整個生產(chǎn)過程——材料、設(shè)計、施工等多方面入手分析其成因，進行相應(yīng)的預(yù)防和控制，才可以取得較好的效果。

［1］張修明，劉海峰．磚混結(jié)構(gòu)溫度裂縫探討［J］．建筑結(jié)構(gòu)，2001，31(9):50-51．

［2］康立中，金 延，薛啟龍．淺談現(xiàn)澆商品混凝土樓板變形裂縫的成因和防治［J］．混凝土，2003(5):18-19．

［3］弋 剛，楊 敏．住宅建筑現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫成因分析及防治對策［J］．四川建筑科學(xué)研究，2005，31(2):86-88．

［4］張鳳蓮，趙書遠．鋼筋混凝土現(xiàn)澆板裂縫的成因分析及處理［J］．安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2006，5(6):96-97．