現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板開裂原因及控制措施探討

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摘要：筆者從混凝土干縮變形、溫度變化、設(shè)計(jì)、施工等方面并結(jié)合工程實(shí)際分析了現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面板裂縫產(chǎn)生的原因，并針對(duì)這些問題提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)、施工措施。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆板；裂縫；原因；措施

隨著施工技術(shù)的進(jìn)步和抗震對(duì)樓蓋整體性要求的提高，現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板（蓋）正得到日益廣泛的應(yīng)用。但在實(shí)際施工和使用中又出現(xiàn)了一個(gè)問題—裂縫問題。

現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面板的裂縫，是目前較難克服的質(zhì)量通病之一，特別是商品住宅工程樓面出現(xiàn)裂縫，往往會(huì)引起投訴、糾紛以及索賠要求等?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010—2002允許普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件帶裂縫工作，但須對(duì)裂縫開展寬度進(jìn)行控制。從外觀要求考慮，裂縫過寬將給人以不安全的感覺，同時(shí)也影響對(duì)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的評(píng)價(jià)；從耐久性要求考慮，如果裂縫過寬，在有水侵入或空氣相對(duì)濕度很大或所處環(huán)境惡劣時(shí)可能會(huì)使鋼筋銹蝕，影響結(jié)構(gòu)的使用壽命和安全。《住宅建筑規(guī)范》GB50368—2005規(guī)定，“住宅結(jié)構(gòu)不應(yīng)產(chǎn)生影響結(jié)構(gòu)安全的裂縫”。因此，無論是從市場還是規(guī)范角度，都須對(duì)裂縫進(jìn)行控制。

現(xiàn)筆者結(jié)合設(shè)計(jì)、施工實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，從設(shè)計(jì)、施工二方面，談?wù)劕F(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板開裂原因及預(yù)防措施。

一、現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板開裂的原因

（一）、裂縫發(fā)生的部位、特征

大量的工程實(shí)踐表明，現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫主要發(fā)生在以下部位：（1）現(xiàn)澆板角部（朝陽處最明顯），并與現(xiàn)澆板邊緣約成45°，斜向發(fā)展；（2）現(xiàn)澆板的跨中，近似直線型發(fā)展；（3）現(xiàn)澆板面周邊，近似直線發(fā)展；（4）預(yù)埋線管及線管集中處，沿管線走向出現(xiàn)表面裂縫；（5）不規(guī)則裂縫。

（二）、現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因

裂縫可歸結(jié)成兩大類：荷載裂縫和變形裂縫。根據(jù)調(diào)查資料表明：變形裂縫占主導(dǎo)，約占結(jié)構(gòu)物總裂縫的80%；荷載裂縫約占20%。因此，在本文中筆者主要討論變形裂縫。

1.混凝土的自有特性—干縮，抗拉強(qiáng)度低。

（1）干縮主要是由混凝土水分蒸發(fā)而引起的收縮變形。在超靜定的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，當(dāng)混凝土的干縮受到結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋或外部支座的約束時(shí)，會(huì)在混凝土結(jié)構(gòu)中引起約束拉應(yīng)力，當(dāng)約束拉應(yīng)力一旦超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，勢必引起現(xiàn)澆板開裂。而且裂縫部位多發(fā)生在應(yīng)力比較集中的地方—板角處，且與墻陰角線相垂直。

（2）近年混凝土強(qiáng)度不斷提高，也是引發(fā)裂縫的一個(gè)不利因素。高強(qiáng)混凝土中水泥含量較大，引起的膠凝干縮和水化熱散失拌隨的冷縮使收縮值顯著增大；同時(shí)高強(qiáng)混凝土彈性模量增加也引起了約束應(yīng)力的加大，而混凝土強(qiáng)度增加時(shí)，其抗拉強(qiáng)度卻增長較少。另外為了適應(yīng)泵送、免振等施工要求，混凝土粗骨料的含量和粒徑大幅度降低。骨料減少及粉劑含量的相對(duì)增加，更加大了混凝土的收縮，從而導(dǎo)致收縮裂縫普遍發(fā)生。

2.溫度變化

混凝土在溫度變化時(shí)會(huì)熱脹冷縮，其溫度線膨脹系數(shù)約為αc=1×10-5/c0，即每10 c0的溫差可引起應(yīng)變?chǔ)?1×10-4，對(duì)C30混凝土而言，則可引起溫度應(yīng)力б=Еε=3.0Ν/mm2，這已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過C30混凝土的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk=2.01Ν/mm2，因此較大的溫差往往就會(huì)引起裂縫。

現(xiàn)澆鋼筋混凝土板的溫度裂縫有兩種原因：其一為季節(jié)（或日）溫度變化引起的裂縫，集中于屋面板以及朝陽處房間的樓板，且裂縫寬度往往隨季節(jié)（或日）變化。其二為混凝土結(jié)構(gòu)中因水化熱散失速度不一致引起的溫差裂縫，往往表現(xiàn)為平面形狀突變的凹凸房屋陽角處的裂縫。

3.設(shè)計(jì)方面

1）建筑平面

在建筑設(shè)計(jì)中，只注重建筑功能而忽視結(jié)構(gòu)問題。如建筑平面不規(guī)則、結(jié)構(gòu)體形突變、對(duì)較長的建筑未采取必要的分割措施等，而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)又沒有采取加強(qiáng)措施，因此在平面布局凹凸、轉(zhuǎn)角處由于應(yīng)力集中形成薄弱部位，一旦混凝土收縮和溫度變化易于產(chǎn)生裂縫。

2）樓板配筋

設(shè)計(jì)計(jì)算不合理或板鋼筋間距偏大，特別是板面抵抗負(fù)彎矩的鋼筋未通長設(shè)置，致使在靠近板邊緣處沿負(fù)彎矩筋端部出現(xiàn)裂縫。而在房屋角部的板處，由于收縮是雙向的，沒有配置足夠的構(gòu)造鋼筋，因此產(chǎn)生450斜裂縫。

3）樓板厚度

現(xiàn)澆板厚度不夠，導(dǎo)致開裂。鋼筋混凝土構(gòu)件的受力是由鋼筋與混凝土共同承擔(dān)的，現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板過薄，板的剛度勢必減弱，受拉鋼筋和受壓混凝土應(yīng)力增大，板因此開裂。

4）樓板中暗埋PVC管

現(xiàn)澆板內(nèi)埋管，是引起樓板開裂的重要原因之一。PVC管與混凝土的粘結(jié)不好，且減少板的厚度，特別是樓板中部只有板底一層鋼筋時(shí)，容易出現(xiàn)順著PVC管線走向的斷裂裂縫，調(diào)查中發(fā)現(xiàn)板中部的通長裂縫經(jīng)常從燈頭處穿過。

5）荷載取值

設(shè)計(jì)中未充分估足裝修荷載、使用荷載（即設(shè)計(jì)荷載偏小），以致設(shè)計(jì)受力小于實(shí)際受力，板因此開裂。

4.施工方面

1）現(xiàn)澆板上過早施工、加載引起的裂縫

《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定，混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2N/mm2前，不得在其上踩踏和安裝模板及支架。但開發(fā)商為了搶時(shí)間趕進(jìn)度，在剛澆好的現(xiàn)澆板混凝土尚處在初凝或終凝階段就任意踩踏、搬運(yùn)材料、集中堆放磚、模板、砂漿等。過早地加載，人為地造成了現(xiàn)澆板開裂。

2）支座處負(fù)筋下沉產(chǎn)生裂縫

在施工過程中由于施工工藝不當(dāng)或施工人員的野蠻操作，任意踩踏鋼筋，致使支座處負(fù)筋下沉，負(fù)筋的混凝土保護(hù)層厚度過大，減少了板截面的有效高度，使板的承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求，從而導(dǎo)致板裂縫的產(chǎn)生。

3）混凝土養(yǎng)護(hù)不當(dāng)或不及時(shí)產(chǎn)生的裂縫

混凝土養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，尤其是使用鋼模板時(shí)，未注意澆水養(yǎng)護(hù)，易產(chǎn)生收縮裂縫。

4）其他

如混凝土強(qiáng)度等級(jí)未達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)；混凝土水灰比、塌落度太大；混凝土澆搗不密實(shí)或過振，有蜂窩、麻面、狗洞等；支模馬虎，不嚴(yán)實(shí)，漏漿；施工超載；混凝土冬季受凍或夏季烈日暴曬；施工單位偷工減料，故意減少配筋量等。

二、現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫的控制措施

現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板出現(xiàn)裂縫，一方面影響結(jié)構(gòu)使用安全和耐久性，另一方面影響外觀。因此，必須從設(shè)計(jì)、材料、施工、管理等多方面采取控制措施，控制有害裂縫，減少（小）可見裂縫。

1.設(shè)計(jì)方面

由于樓（屋）面板的邊界約束條件非常復(fù)雜，混凝土收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力的理論計(jì)算并未完全解決，而且施工質(zhì)量遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)時(shí)的理想狀態(tài)，因此在工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中，主要從設(shè)計(jì)理念和構(gòu)造措施上予以注意，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意采取適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)措施，以求盡量減少現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓（屋）面板開裂的可能性。

1）建筑平面應(yīng)力求規(guī)則。當(dāng)建筑平面有不可避免的凹口時(shí)，連續(xù)的鋼筋混凝土樓板寬度不宜小于5m；凹口內(nèi)側(cè)的鋼筋混凝土樓板應(yīng)適當(dāng)加厚，