淺談現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫的成因分析與處理方法

彭華（湖南長順項目管理有限公司，湖南 長沙 410000）

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淺談現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫的成因分析與處理方法

彭華（湖南長順項目管理有限公司，湖南 長沙 410000）

隨著社會的飛速發(fā)展，現(xiàn)澆商品混凝土材料在工業(yè)與民用建筑中的應(yīng)用也得到了前所未有的飛速推廣與普及，但由于種種原因致使混凝土工程出現(xiàn)各種各樣的質(zhì)量問題或質(zhì)量事故，其中以現(xiàn)澆混凝土裂縫問題最為普遍。本文結(jié)合筆者從事建筑行業(yè)多年實踐，

并以湖南省某住宅樓現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫的成因進(jìn)行分析。

現(xiàn)澆鋼筋混凝土；裂縫；處理方法

1　前言

現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板具有良好的整體性、抗震性、防滲漏性、防火性能等特點，其應(yīng)用特別是在民用建筑中越來越廣泛。但由于設(shè)計、施工質(zhì)量、施工環(huán)境、混凝土材料本身物理屬性等方面引起的現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板開裂的問題很普遍也很難避免。

2　現(xiàn)澆混凝土裂縫的分類、成因分析

2.1 鋼筋混凝土裂縫的分類

混凝土裂縫分類的方法有多種，根據(jù)本文的需要，介紹下面兩種分類方法：

2.1.1 按裂縫危害分類

（1）一般裂縫：這類裂縫不影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度與穩(wěn)定性；

（2）影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全的裂縫：如受壓構(gòu)件出現(xiàn)了承載能力不足的豎向裂縫等；

（3）影響耐久性的裂縫：如較寬的溫度收縮裂縫，雖一時不可能造成結(jié)構(gòu)破壞，但因縫寬，鋼筋逐漸銹蝕，而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞等。

2.1.2 按裂縫成因分類

（1）材料、半成品質(zhì)量問題造成的裂縫：如水泥安定性不合格；砂石級配差等；

（2）地基變形而造成的裂縫：如地基局部沉降過大等；

（3）施工裂縫：如振搗不密實；養(yǎng)護(hù)差，早期收縮過大等；

（4）溫度裂縫：如水泥水化熱引起過大的溫差；環(huán)境溫度變化過大等；

（5）收縮裂縫：如混凝土硬化后表面失水過快等；

（6）其它裂縫：如化學(xué)腐蝕，鋼筋生銹體積膨脹而產(chǎn)生的混凝土裂縫等。

2.2 鋼筋混凝土裂縫成因分析

2.2.1 原材料、半成品質(zhì)量問題造成的裂縫

現(xiàn)澆樓板基本上均采用商品混凝土，在高層建筑中以泵送混凝土為主，此類混凝土為了滿足其和易性以保證泵送要求，普遍采用高用水量、高水泥用量、高砂率的配比方案。同時，由于混凝土需求量的急劇增加致使原材料的緊缺性，骨料的級配控制不好，致使同等級混凝土收縮性能相差很大，從而產(chǎn)生裂縫。

2.2.2 地基變形而造成的裂縫

此類裂縫主要是由于地基不均勻沉降、變形而在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生附加應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土開裂。

2.2.3 施工裂縫

施工過程中的缺陷，需著重強(qiáng)調(diào)以下幾個問題：

（1）商品混凝土水灰比控制不嚴(yán)，經(jīng)常出現(xiàn)前后批次混凝土的坍落度差別較大等，致使混凝土產(chǎn)生裂縫。

（2）由于商品混凝土到場時間不及時，易使混凝土產(chǎn)生“冷縫”。

（3）由于混凝土和易性差、流動性較低，澆筑速度過快，在硬化前因混凝土沉實能力不足而形成的裂縫。

（4）模板支撐系統(tǒng)的重量與施工裂縫密切相關(guān)。

（5）養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，特別是早期養(yǎng)護(hù)的質(zhì)量與裂縫的關(guān)系非常密切，早期表面干燥，或混凝土澆筑前模板未充分濕潤等均可能產(chǎn)生裂縫。

（6）其它操作不當(dāng)?shù)葐栴}引起的開裂：如振搗不到位致使混凝土不密實；過分振搗致使混凝土產(chǎn)生離析，表面浮漿層過厚；混凝土表面抹壓不到位等均易產(chǎn)生裂縫；樓板上過早承受荷載；預(yù)埋管件設(shè)置不合理；現(xiàn)場澆筑過程中隨意加水等。

2.2.4 溫度裂縫主要有兩類

（1）鋼筋混凝土受熱后，物理力學(xué)性能惡化，軸心抗壓、彎曲抗壓和抗拉強(qiáng)度隨受熱溫度而下降，混凝土受熱后，因游離水蒸發(fā)和水泥結(jié)石脫水收縮，而形成裂縫，鋼筋與混凝土的粘結(jié)力也隨之下降，在光圓鋼筋中尤為明顯。

（2）混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，其線脹系數(shù)一般為1× 10-5/℃。當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化或水泥水化熱使混凝土溫度發(fā)生變化時，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)就產(chǎn)生溫度變形。當(dāng)建筑物中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件在受到各種約束（外約束、內(nèi)約束），在溫度變形和約束的共同作用下，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)這種應(yīng)力超過混凝土的抗裂強(qiáng)度時，就產(chǎn)生裂縫。這現(xiàn)狀混泥土裂縫在建筑物中比較常見。

2.2.5 收縮裂縫

在實際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和干縮是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和碳化收縮。

3　混凝土裂縫的處理原則

（1）全面認(rèn)真的分析裂縫產(chǎn)生的原因以及裂縫的性質(zhì)，正確區(qū)別受力和變形兩類不同性質(zhì)的裂縫。

（2）仔細(xì)觀察混泥土裂縫變化，尋找裂縫變化規(guī)律，以此作為選擇處理方法的依據(jù)。

（3）選擇適當(dāng)?shù)臅r間處理裂縫。若受力裂縫則應(yīng)該及時進(jìn)行處理；若是地基變形引起的裂縫則最好等裂縫穩(wěn)定后再進(jìn)行處理；溫度變形裂縫宜在裂縫最寬時進(jìn)行處理。

（4）針對不同裂縫選擇合理的處理方法，既要嚴(yán)格遵循設(shè)計和施工規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，又要經(jīng)濟(jì)合理，切實可行。

（5）裂縫處理后應(yīng)保證結(jié)構(gòu)原有的承載能力、整體性以及防水抗?jié)B性能。處理時要考慮溫度、收縮應(yīng)力較長時間的影響，以免處理后再出現(xiàn)新的裂縫。

4　現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的處理方法

現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫修補(bǔ)方法主要有以下四種方法，應(yīng)根據(jù)樓板裂縫的性質(zhì)、處理目的等綜合分析，選擇經(jīng)濟(jì)合理、切實可行、安全可靠的處理方法進(jìn)行處理：

4.1 表面封閉法

利用混凝上表層微細(xì)獨立裂縫 （裂縫寬度ω≤0.2mm）或網(wǎng)狀裂紋的毛細(xì)作用吸收低粘度且具有良好滲透性的修補(bǔ)膠液，封閉裂縫通道。

4.2 注射法

以一定的壓力將低粘度、高強(qiáng)度的裂縫修補(bǔ)膠液注入裂縫腔內(nèi)；此方法適用于O.1mm≤ω≤1.5mm靜止的獨立裂縫、貫穿性裂縫以及蜂窩狀局部缺陷的補(bǔ)強(qiáng)和封閉。

5　工程實例分析

5.1 工程概況

湖南省某住宅樓建筑層數(shù)為三十二層，建筑高度為97.6m。此建筑結(jié)構(gòu)為框剪結(jié)構(gòu)，設(shè)計依據(jù)采用的是現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。樓板混凝土強(qiáng)度等級C30。該樓30層29～35×A～F、36～42×N～F樓板出現(xiàn)了貫穿樓板的裂縫。該部位混凝土澆筑時間在2012年4月初和4月底，當(dāng)時的氣候條件是白天溫度高，而晚上溫度急驟下降，晝夜溫差在15℃以上。

5.2 樓板裂縫的分布情況

該樓30層29～35×A～F、36～42×N～F樓板的裂縫開裂形態(tài)基本相同，通過測量各條裂縫寬度，所有裂縫的裂縫寬度較小，裂縫最大寬度為0.14mm，均小于0.2mm，通過現(xiàn)場的樓板有漏水情況可知，裂縫是貫穿樓板的。從裂縫的形態(tài)特征看，為不規(guī)則龜紋狀或放射狀裂縫，呈人字形，梁、柱未發(fā)現(xiàn)裂紋。

5.3 樓板裂縫的成因分析

根據(jù)前述工程概況、結(jié)構(gòu)類型、裂縫特征，樓面板檢測情況以及發(fā)現(xiàn)樓板澆筑當(dāng)時的氣候等情況綜合進(jìn)行分析如下：

（1）根據(jù)該樓面板的裂縫為貫穿性的裂縫特征，說明開裂的主要原因不是由樓面荷載引起的。因為樓面在荷載作用下為典型的受彎構(gòu)件，裂縫僅出現(xiàn)在受拉區(qū)，受壓區(qū)不會開裂。裂縫貫穿板的特征表明沿板的截面高度方向上，曾經(jīng)存在大致均勻分布的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時引起樓板開裂。此時，樓板已成為受拉構(gòu)件。因此，使樓面成為受拉構(gòu)件的原因，也就是引起樓面板開裂的原因。

（2）該樓面為現(xiàn)澆的混凝土結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆混凝土樓面結(jié)構(gòu)混凝土的結(jié)硬干縮和降溫冷縮，受到剪力墻、梁的約束，不能自由完成，因此，在樓面板內(nèi)存在約束應(yīng)變或約束拉應(yīng)力。

根據(jù)裂縫的形態(tài)特征和分布情況可以看出，引起樓板開裂的原因是混凝土的干縮和溫度、收縮等影響，現(xiàn)分析如下：

混凝土澆筑日在2012年4月初，當(dāng)時白天晴溫度較高，在混凝土硬化過程中，由于混凝土失水干燥，引起體積收縮變形，這種體積變形受到剪力墻、梁的約束時，就產(chǎn)生干縮裂縫?；炷烈蚴稍铮鸬捏w積變形，主要是由于毛細(xì)管壓力所造成的，在混凝土干燥過程中，毛細(xì)管也逐漸變形產(chǎn)生毛細(xì)壓力而導(dǎo)致混凝土收縮。特別是采用泵送的商品混凝土，水灰比較大，容易形成這種不規(guī)則的裂縫。

在混凝土硬化過程中，在有約束的條件下，由于混凝土體積收縮，外界溫度變化導(dǎo)致混凝土收縮和溫度應(yīng)力和變形，當(dāng)時施工在4月，在湖南氣候條件變化很大，不利因素的疊加而引起混凝土的開裂。

總之，混凝土裂縫的產(chǎn)生往往是由于多種因素共同作用造成的，混凝土裂縫原因和形成的復(fù)雜性使我們在實際工作中沒有具體統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來參考。

5.4 裂縫危害

該樓面的裂縫是以變形因素為主引起的變形裂縫，且這種裂縫寬度較小，未超過《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）第3.3.4條冠以結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最大裂縫寬度限值0.2mm的規(guī)定。這種裂縫一旦出現(xiàn)，約束內(nèi)力隨即消失（或部分消失），一般不會危及結(jié)構(gòu)安全，但影響結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性和正常使用。因此，應(yīng)對裂縫采取旨在恢復(fù)樓面結(jié)構(gòu)整體性、耐久性和滿足其正常使用的處理措施。

5.5 裂縫處理

為確保樓面結(jié)構(gòu)的防水性、整體性和耐久性，對于貫穿混凝土樓板的，根據(jù) 《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》（GB50367-2006）第14.1.2條的建議，宜用柔性材料進(jìn)行灌漿封閉處理。

6　結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因很多，影響因素也很多，這也決定了混凝土裂縫的普遍性。因此，在實際工程中，要杜絕混凝土樓板裂縫的問題是非常困難的。但我們在實際工程中，必須根據(jù)工程現(xiàn)場的實際情況，采取強(qiáng)有力的措施去預(yù)防混凝土裂縫產(chǎn)生的數(shù)量，杜絕危害性裂縫的產(chǎn)生。對于混凝土裂縫問題，我們應(yīng)該先根據(jù)裂縫的分布特征、形態(tài)、發(fā)展情況等鑒別其性質(zhì)，明確其處理目的，在適當(dāng)?shù)臅r候選擇合適的處理方法進(jìn)行處理，以滿足結(jié)構(gòu)要求、功能要求、使用要求等。

［1］《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》（GB50367-2006）.

［2］《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50204-2002，2011版）.

［3］《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）.

彭 華（1977-），男，工程師，本科，主要從事工程管理工作。

TU755

A

2095-2066（2016）07-0143-02

2016-2-21