某住宅工程現(xiàn)澆樓板裂縫原因分析

孫立富 劉東芳

(1.青島市建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司，山東 青島 266012； 2.濟(jì)南黃河路橋工程公司，山東 濟(jì)南 250032)

某住宅工程現(xiàn)澆樓板裂縫原因分析

孫立富1劉東芳2

(1.青島市建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司，山東 青島 266012； 2.濟(jì)南黃河路橋工程公司，山東 濟(jì)南 250032)

針對混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中存在不同程度的裂縫問題進(jìn)行了研究，根據(jù)某新建住宅工程現(xiàn)澆樓板裂縫發(fā)展的具體形態(tài)，在對該結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆樓板施工質(zhì)量進(jìn)行檢測和考慮設(shè)計(jì)及施工等各方面因素的條件下，分析了該裂縫產(chǎn)生的主要原因，并提出了相應(yīng)的處理建議。

樓板，裂縫，原因

0 引言

混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫分為受力裂縫及非受力裂縫，其中受力裂縫分為受力主筋處的彎曲(含一般彎剪)裂縫和軸拉裂縫以及剪切裂縫，在GB 50292—1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)4.2.5條中該剪切裂縫系指斜拉裂縫，以及集中荷載靠近支座處出現(xiàn)的或深梁中出現(xiàn)的斜壓裂縫；非受力裂縫分為因主筋銹蝕產(chǎn)生的沿主筋方向的裂縫及因溫度收縮等作用產(chǎn)生的裂縫。無論對于受力裂縫還是非受力裂縫，首先要分析裂縫對構(gòu)件的安全性的影響，即判斷裂縫是否為不適于繼續(xù)承載裂縫，對于受力裂縫可依據(jù)GB 50292—1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)4.2.5條及表4.2.5進(jìn)行評定，對于非受力裂縫可按照4.2.6條進(jìn)行評定。如裂縫被評定為不適于繼續(xù)承載裂縫，則應(yīng)對產(chǎn)生裂縫的構(gòu)件采取措施。當(dāng)裂縫經(jīng)判斷為適于繼續(xù)承載裂縫時(shí)，應(yīng)評定裂縫所在構(gòu)件的正常使用性，評定裂縫是否顯著影響構(gòu)件的使用功能，評定依據(jù)為裂縫設(shè)計(jì)計(jì)算值及現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范限值，若檢測值大于現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范限值時(shí)，應(yīng)對裂縫所在構(gòu)件采取措施。在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫中，又以樓板裂縫較為常見，現(xiàn)就某工程現(xiàn)澆樓板裂縫進(jìn)行分析，找出該工程樓板裂縫產(chǎn)生的原因，并提出處理建議。

1 建筑工程概況

1.1 建筑工程簡介

某住宅項(xiàng)目單體工程為剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為條形基礎(chǔ)加抗水板，地下2層，地上27層，建筑面積為26 364.54 m2，其中-2層～2層 梁板混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級為C35，3層～19層梁板混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級為C30。該工程1層～15層施工日期為2014年10月—2015年4月。經(jīng)現(xiàn)場普查，1層～15層樓板均出現(xiàn)不同程度的裂縫，主要裂縫形態(tài)相似，其中部分裂縫寬度已超過1 mm，且部分裂縫已貫穿樓板。同期施工并使用同一廠家商品混凝土的其他3個(gè)單體工程樓板均未出現(xiàn)0.2 mm及以上裂縫。查閱該工程施工資料，該工程施工進(jìn)度為7 d～8 d一層。

1.2 樓板配筋情況

查閱設(shè)計(jì)圖紙，該樓板開間3 600 mm，進(jìn)深6 500 mm，板厚120 mm；板底受力鋼筋為HRB400 Φ8@200 mm，雙向布置；板頂配筋為HRB400 Φ8@200 mm，南北向通長布置，此外支座處尚布置負(fù)彎矩鋼筋為HRB400 Φ8@150 mm，軸及軸支座負(fù)彎矩鋼筋伸入板內(nèi)950 mm，該樓板保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)值為15 mm，樓面活荷載設(shè)計(jì)值為2.0 kN/m2。查閱施工資料，該樓層施工日期為2014年12月份中旬。

2 樓板結(jié)構(gòu)檢測

2.1 樓板裂縫形態(tài)

對該工程1層～15層樓板進(jìn)行了普查，發(fā)現(xiàn)這15層樓板都不同程度的出現(xiàn)裂縫，其裂縫的形態(tài)大致相同，在普查的基礎(chǔ)上對這15層的裂縫進(jìn)行了裂縫分布、范圍、長度、寬度和深度的檢測。下面以9層為例進(jìn)行說明。

2.2 樓板結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量檢測

圍繞樓板裂縫產(chǎn)生的原因，應(yīng)對樓板結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量進(jìn)行檢測，包括鋼筋間距、鋼筋保護(hù)層厚度、混凝土強(qiáng)度、樓板厚度和樓板撓度等。

1)鋼筋間距檢測：依據(jù)JGJ/T 152—2008混凝土中鋼筋檢測技術(shù)規(guī)程相關(guān)規(guī)定，對樓板受力鋼筋間距進(jìn)行檢測，按照GB 50204—2002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(2011年版)相關(guān)規(guī)定，對樓板鋼筋設(shè)置進(jìn)行評定，該樓板鋼筋直徑符合設(shè)計(jì)要求，所檢部位鋼筋間距平均值基本符合驗(yàn)收規(guī)范要求，樓板鋼筋間距檢測結(jié)果見表1。

表1 鋼筋間距檢測結(jié)果 mm

從表1所列檢測結(jié)果可以看出，其板上部和下部的鋼筋間距均有3個(gè)超過GB 50204—2002混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(2011年版)關(guān)于受力鋼筋間距允許偏差為±10的要求，該樓板鋼筋間距施工質(zhì)量為不合格。

2)樓板鋼筋保護(hù)層厚度：對樓板鋼筋保護(hù)層厚度進(jìn)行檢測，樓板保護(hù)層厚度檢測值介于10 mm～30 mm之間，樓板鋼筋保護(hù)層厚度檢測結(jié)果見表2。

表2 保護(hù)層厚度檢測結(jié)果 mm

從表2所列檢測結(jié)果可以看出，其板上部鋼筋保護(hù)層厚度屬于偏厚且有2個(gè)超過GB 50204—2002混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(2011年版)關(guān)于允許偏差為+8的要求，該樓板下部鋼筋保護(hù)層厚度正負(fù)偏差也有2個(gè)超過GB 50204—2002混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(2011年版)關(guān)于允許偏差為+8的要求，該樓板鋼筋保護(hù)層厚度施工質(zhì)量為不合格。

3)樓板混凝土強(qiáng)度：依據(jù)CECS 03∶2007鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程，對樓板鉆取芯樣檢測樓板混凝土強(qiáng)度，共鉆取3個(gè)芯樣，按最小值評定，芯樣混凝土抗壓強(qiáng)度值不滿足混凝土強(qiáng)度等級C30要求，混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果見表3。

表3 混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果 MPa

4)樓板厚度檢測：按照GB 50204—2002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(2011年版)相關(guān)規(guī)定，樓板厚度滿足驗(yàn)收規(guī)范要求，樓板厚度檢測結(jié)果見表4。

表4 樓板厚度檢測結(jié)果 mm

從表4所列的檢測結(jié)果可以看出，所檢測的3個(gè)點(diǎn)與設(shè)計(jì)值120 mm的偏差均小于GB 50204—2002混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(2011年版)關(guān)于允許偏差為-5的要求，該樓板厚度施工質(zhì)量為合格。

5)樓板撓度檢測：依據(jù)JGJ 8—2007建筑變形測量規(guī)范對樓板撓度進(jìn)行檢測，跨中撓度值為4.5 mm，小于現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范限值l0/200=3 600/200=18 mm。

3 裂縫形成原因分析

3.1 混凝土樓板產(chǎn)生裂縫可能的原因

影響新建工程混凝土樓板出現(xiàn)裂縫的因素主要有設(shè)計(jì)、材料與施工三個(gè)方面。GB 50011—2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范給出了控制裂縫的規(guī)定，主要是對于體量大或外形變化的混凝土結(jié)構(gòu)宜設(shè)置伸縮縫或適量的后澆帶、對穩(wěn)定和收縮應(yīng)力較大的現(xiàn)澆板應(yīng)在板的表面雙向配置防裂構(gòu)造鋼筋等；混凝土材料應(yīng)按照J(rèn)GJ 55—2011普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)；混凝土結(jié)構(gòu)施工應(yīng)針對板類構(gòu)件采取專門的預(yù)防裂縫的措施，包括底層鋼筋墊塊、上層與下層鋼筋之間的馬鐙設(shè)置和保濕養(yǎng)護(hù)等。

3.2 該工程樓板裂縫的原因分析

1)設(shè)計(jì)因素。結(jié)合鋼筋設(shè)置、樓板混凝土強(qiáng)度、樓板厚度及樓板撓度檢測結(jié)果，對樓板裂縫進(jìn)行了驗(yàn)算。對該處樓板按四邊固定進(jìn)行跨中及支座彎矩計(jì)算，在施工荷載作用下，支座彎矩約為跨中彎矩的兩倍，施工荷載按2.5 kN/m2，經(jīng)計(jì)算，支座處樓板即使在混凝土前期強(qiáng)度較低的情況下也不能達(dá)到現(xiàn)在的裂縫狀態(tài)，考慮到支座及跨中處樓板裂縫均為上寬下窄狀態(tài)，與荷載作用下支座及跨中的樓板裂縫理論狀態(tài)不一致，因此裂縫判斷為非受力裂縫。

但該工程樓板的表面沒有雙向配置防裂構(gòu)造鋼筋，是樓板出現(xiàn)收縮裂縫的原因之一。

2)混凝土材料。同期施工的其他單體工程樓板采用的混凝土是同一混凝土攪拌站的，并未出現(xiàn)類似該樓的裂縫狀態(tài)，可以排除混凝土材料原因。另外，從對該塊樓板的混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果來看，其混凝土強(qiáng)度也并未超強(qiáng)。

3)施工因素。結(jié)合1層～15層均出現(xiàn)類似樓板裂縫，說明施工過程存在不合理的施工因素。從檢測結(jié)果來看，該樓板下部鋼筋保護(hù)層厚度存在超過GB 50204—2002混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(2011年版)的要求。該樓板的裂縫形態(tài)為規(guī)則裂縫，不是由于混凝土早期塑性收縮的分布不規(guī)則的裂縫。

文獻(xiàn)[7]對商品混凝土的收縮開裂與原材料、配制、澆筑和養(yǎng)護(hù)的關(guān)系進(jìn)行了深入研究。給出了混凝土養(yǎng)護(hù)的正確做法是：在混凝土澆筑操作完成后及早開始濕養(yǎng)護(hù)，而且濕養(yǎng)護(hù)不是澆水，因?yàn)榛炷羷倓倽仓?，其表面蒸發(fā)的速率非常迅速，有關(guān)研究表明，它要比幾天后的蒸發(fā)速率快105倍～106倍。所以特別是在刮風(fēng)天，不能等混凝土硬化了再養(yǎng)護(hù)，而必須盡早地用濕麻袋或化纖氈等覆蓋，并不斷向上噴霧，這樣不僅避免水分蒸發(fā)，為水灰比低的混凝土補(bǔ)充水化用水，減小自身收縮，還可以通過水分蒸發(fā)帶走一些熱量，降低溫峰，有效地改善混凝土抗裂性能。而待混凝土硬化后的長時(shí)間澆水養(yǎng)護(hù)，不僅白白浪費(fèi)了大量寶貴的水，而且泡脹的表面在遇到干燥作用時(shí)還更加易于開裂。

4)該工程樓板裂縫原因分析結(jié)論。通過對該工程樓板裂縫形態(tài)和配筋、樓板厚度、鋼筋保護(hù)層等檢測以及從設(shè)計(jì)、混凝土配合比、施工養(yǎng)護(hù)等方面的分析，該工程樓板裂縫為早期收縮裂縫，其主要原因是缺乏養(yǎng)護(hù)或者養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)，樓板上部未設(shè)置雙向防裂構(gòu)造鋼筋，鋼筋間距、鋼筋保護(hù)層厚度偏差過大等也是裂縫出現(xiàn)多和分布范圍大的原因。

4 裂縫處理措施

對于該樓板跨中處裂縫可以采用壓力注漿法進(jìn)行處理；支座處裂縫，由于裂縫已經(jīng)對樓板的受剪承載力產(chǎn)生不利影響，應(yīng)進(jìn)行必要的加固補(bǔ)強(qiáng)處理。

5 結(jié)語

對于該工程，樓板裂縫產(chǎn)生的原因系混凝土養(yǎng)護(hù)不好造成，混凝土在初期出現(xiàn)脫水現(xiàn)象，從而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)收縮裂縫。由于混凝土裂縫產(chǎn)生涉及設(shè)計(jì)、施工及原材料等多方面因素，因此，對于不同的工程應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況分析裂縫產(chǎn)生原因，判斷裂縫屬性和類別，并對其危害性作出鑒定，然后選擇合適的處理措施。

[1] GB 50292—1999，民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] 何星華，高小旺.建筑工程裂縫防治指南[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

[3] CECS 03∶2007，鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程[S].

[4] JGJ/T 152—2008，混凝土中鋼筋檢測技術(shù)規(guī)程[S].

[5] GB 50204—2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[6] JGJ 8—2007，建筑變形測量規(guī)范[S].

[7] 覃維祖.混凝土的收縮開裂與原材料、配制、澆筑和養(yǎng)護(hù)的關(guān)系[J].商品混凝土，2005(1)：32.

On analysis of reasons for cracks on cast-in-place plates of some residential projects

Sun Lifu1Liu Dongfang2

(1.QingdaoArchitecturalEngineeringQualityInspectionCenterCo.,Ltd,Qingdao266012,China;2.JinanYellowRiverRoadandBridgeEngineeringCompany,Jinan250032,China)

The paper researches various cracks in the concrete structural components, analyzes the main reasons for the cracks by considering the inspection, design and construction of the cast-in-place plate’s construction quality according to the forms of the cracks on the plates of some newly-built residential projects, and points out respective suggestions for the treatment.

plate, crack, reason

2015-05-15

孫立富(1980- )，男，工程師； 劉東芳(1979- )，女，工程師

1009-6825(2015)22-0112-03

TU755.7

A