某住宅小區(qū)樓板裂縫原因分析

楊文杰，鄒小平，王世兵

（1. 瀘州建中混凝土有限公司，四川 瀘州 646000；2. 四川精衡信工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司，四川 瀘州646000；3. 廣安華泰混凝土有限公司，四川 廣安 638500）

某住宅小區(qū)樓板裂縫原因分析

楊文杰1，鄒小平2，王世兵3

（1. 瀘州建中混凝土有限公司，四川 瀘州 646000；2. 四川精衡信工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司，四川 瀘州646000；3. 廣安華泰混凝土有限公司，四川 廣安 638500）

本文根據(jù)混凝土裂縫產(chǎn)生的部位和方向，從設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)施工方面，淺析了某住宅小區(qū)樓板混凝土出現(xiàn)裂縫的主要原因，總結(jié)出合理的設(shè)計(jì)和規(guī)范的施工工藝是有效規(guī)避混凝土可見裂縫的最佳措施。

混凝土裂縫；特征；原因

混凝土是一種非勻質(zhì)性的人工材料，由于振搗成型工藝的不規(guī)范、養(yǎng)護(hù)的不及時(shí)和不到位、設(shè)計(jì)考慮的不充分等因素的影響，易產(chǎn)生蜂窩、麻面，甚至出現(xiàn)可見裂縫等缺陷。裂縫出現(xiàn)并不可怕，通過認(rèn)真分析找出宏觀裂縫發(fā)生的真正原因才能有效地規(guī)避裂縫缺陷。

0 工程概況

某小區(qū)共建住宅樓 16 幢，框架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆樓板、屋面，采用了 C30 混凝土施工，房屋高 11 層。房屋竣工驗(yàn)收后一兩年的時(shí)間內(nèi)部分樓板出現(xiàn)規(guī)則的裂縫。

1 混凝土樓板裂縫的主要特征

（1）裂縫分布沿安裝管線走向規(guī)則分布如圖 1 所示。

（2）在樓板角部產(chǎn)生貫穿性的斜裂縫，與墻體形成約45 度的夾角，出現(xiàn)在除屋面、首層地面以外的各個(gè)樓層，多出現(xiàn)在建筑物層數(shù)較高的樓層，且在工程結(jié)束后半年左右的空置房間，如圖 2 所示。

圖1 樓板裂縫分布

圖2 樓板角部裂縫

（3）局部出現(xiàn)規(guī)則的荷載貫通性裂縫如圖 3 所示。

（4）樓板放線孔等預(yù)留孔洞位置裂縫。

圖3 荷載貫穿性裂縫

2 產(chǎn)生裂縫的主要原因

鋪設(shè)在樓板內(nèi)的預(yù)埋水管、電線套管走向和鋪設(shè)方式不當(dāng)，如水管和電線套管未固定，未充分考慮板面和板底的厚度，導(dǎo)致裂縫沿線管的長(zhǎng)度和走向方向出現(xiàn)。

因混凝土和塑料之間的粘結(jié)性差異和收縮系數(shù)差別大，混凝土隨溫度和氣候、空氣濕度的變化，在管線集中的位置，以及保護(hù)層薄弱的地方，當(dāng)鋼筋對(duì)混凝土收縮約束不夠時(shí)，混凝土在內(nèi)應(yīng)力作用下被拉裂，從而形成可見裂縫。

2.1 板角裂縫的成因分析

（1）由于基礎(chǔ)不均勻沉降引起。

（2）沿墻體混凝土兩向收縮或鋼筋在施工過程中發(fā)生位移引起板角裂縫。

（3）溫差引起的板角斜向裂縫。

（4）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原因。1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于正常使用極限狀態(tài)（以確保結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生正常使用狀態(tài)的變形、裂縫及耐久性、振動(dòng)及其他影響使用的極限狀態(tài)）考慮不足。2）設(shè)計(jì)時(shí)只考慮到樓板平面的應(yīng)力變化、板平面的受力變形，在樓板受力體系分析時(shí)，對(duì)于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)之間在三維空間中如何分配內(nèi)力、協(xié)調(diào)變形等考慮不足。3）設(shè)計(jì)中對(duì)構(gòu)造配筋、放射筋設(shè)置不重視或不合理（如圖 4 板角未設(shè)置放射筋），薄弱環(huán)節(jié)無(wú)加強(qiáng)筋。

（5）完工后的樓層房間內(nèi)相對(duì)濕度低?；炷灵L(zhǎng)期暴露在這種干燥的環(huán)境中，引起混凝土干燥收縮開裂，是形成板角裂縫的主要因素?；炷猎诳諝庵懈稍锸湛s是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，這種收縮可以持續(xù) 2 年甚至更長(zhǎng)?；炷羶?nèi)部的微觀裂縫在干燥收縮的作用下，就會(huì)慢慢擴(kuò)展形成可見的宏觀裂縫。

圖4 板角未設(shè)置放射筋

2.2 荷載引發(fā)的變形裂縫

造成荷載裂縫的原因一般可分為兩種：一是趕工期，在混凝土強(qiáng)度尚未達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的 1.2N/mm2情況下，就進(jìn)入下一道工序，人踩踏、吊箍筋、吊鋼管、焊接柱墻筋等，特別是鋼管的吊運(yùn)和堆放過程，對(duì)未達(dá)到強(qiáng)度的樓板形成較大沖擊力，導(dǎo)致樓板被震動(dòng)開裂，甚至造成樓板混凝土和鋼筋分離、握裹不牢（如圖 5 混凝土未達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度過早上荷載），形成混凝土內(nèi)傷，進(jìn)而演變成可見的荷載變形裂縫；二是混凝土雖然已經(jīng)達(dá)到了設(shè)計(jì)強(qiáng)度，但后續(xù)施工過程中，樓板遭受到猛烈撞擊或堆放荷載集中而造成的荷載變形裂縫。

圖5 混凝土未達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度過早上荷載

2.3 施工過程中存在的不足

（1）施工過程中對(duì)混凝土覆蓋薄膜和養(yǎng)護(hù)不及時(shí)（圖 6為 12 號(hào)樓 6 層樓面在澆筑后未覆蓋薄膜和養(yǎng)護(hù)不到位），造成混凝土早期失水，形成塑性收縮裂紋，以致在后期干燥環(huán)境中發(fā)展成貫穿裂縫。

圖6 樓面在澆筑后未覆蓋薄膜和養(yǎng)護(hù)不到位

（2）混凝土澆搗過程中，工人要求的混凝土坍落度較大，工人私自向混凝土中加水（如圖 7 工人私自向混凝土中加水、圖 8 中 11# 樓因工人邊卸料邊加水造成堵管）改變了混凝土的水膠比，以致使混凝土在后期使用過程中收縮應(yīng)力不一致，形成收縮裂縫。

圖7 工人私自向混凝土中加水

圖8 11# 樓因工人邊卸料邊加水造成堵管

（3）在澆筑過程中，工人任意向混凝土表面灑生水收面（如圖 9 工人向混凝土表面灑水收面、圖 10 工人灑在混凝土表面的積水），改變了板面混凝土的水膠比，降低了混凝土表面的抗裂強(qiáng)度，增大了混凝土后期使用過程中收縮和開裂的幾率。

（4）板厚尺寸控制不嚴(yán)，造成板厚不均勻。

（5）養(yǎng)護(hù)不及時(shí)和不到位。規(guī)范要求普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土至少養(yǎng)護(hù) 7 天以上，而摻有粉煤灰、外加劑等摻合料的混凝土，至少養(yǎng)護(hù) 14 天以上。目前施工現(xiàn)場(chǎng)根本不重視養(yǎng)護(hù)，更無(wú)從談養(yǎng)護(hù)時(shí)間，因此加劇了混凝土的干燥收縮開裂，尤其在高溫季節(jié)、相對(duì)濕度較低的情況下干燥收縮開裂更為明顯。

圖9 工人向混凝土表面灑水收面

圖10 工人灑在混凝土表面的積水

（6）施工過程中，先后澆筑混凝土由于凝結(jié)時(shí)間的差異，加之施工操作存在荷載擾動(dòng)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)形成缺陷，隨著混凝土后期的收縮，形成可見裂縫。

（7）混凝土未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的情況下，過早拆除模板造成樓板彈性變形，導(dǎo)致混凝土樓板產(chǎn)生內(nèi)傷或斷裂。

（8）樓板的鋼筋網(wǎng)未得到合理保護(hù)。樓面的負(fù)筋在施工的過程中，由于工人的踩踏和其他荷載的影響，施工單位未設(shè)置專人將鋼筋進(jìn)行修正和調(diào)整歸位，導(dǎo)致面層鋼筋的保護(hù)層得不到有效地控制，且這現(xiàn)象一直是施工中的一大難題。鋼筋在混凝土澆筑過程中受到擾動(dòng)而偏離原位，導(dǎo)致板面的混凝土保護(hù)層厚度過大，以及樓板的有效截面高度減少，從而加劇了混凝土板體裂縫的產(chǎn)生。

（9）樓板放線孔、泵管洞等預(yù)留孔洞的封堵不仔細(xì)造成滲漏。

（10）模板支撐未經(jīng)過合理驗(yàn)算，支撐不牢導(dǎo)致板體在澆筑過程中下沉（如圖 11 混凝土在澆筑過程中支撐不牢模板下沉），在混凝土內(nèi)部形成內(nèi)應(yīng)力，造成混凝土在后期使用過程中發(fā)展成為可見裂縫。

圖11 混凝土在澆筑過程中支撐不牢模板下沉

2.4 溫度、濕度引起的變形裂縫

混凝土與其它工程材料一樣具有熱脹冷縮、濕脹干縮等基本特性。隨季節(jié)交替、溫差的變化，收縮變形與干縮變形一樣在混凝土板內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)不利因素聚集組合在一起時(shí)，樓板薄弱處就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

混凝土在空氣中凝結(jié)、硬化時(shí)，體積會(huì)不斷減小，這種現(xiàn)象叫做收縮。混凝土的收縮是物理和化學(xué)的共同作用，是一個(gè)復(fù)雜的過程。隨著相對(duì)濕度的降低，混凝土內(nèi)部的自由水就會(huì)隨之蒸發(fā)，引發(fā)混凝土體積收縮，混凝土在相對(duì)濕度大的環(huán)境中收縮較小甚至不明顯，但濕度變換大的環(huán)境下，混凝土收縮較為明顯。據(jù)資料顯示混凝土的收縮值大約在千分之 0.2 到 0.4 之間，且混凝土收縮是一個(gè)持續(xù)時(shí)效比較長(zhǎng)的過程?；炷恋氖湛s在早期和相對(duì)濕度低的情況下尤為明顯，因此對(duì)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)不容忽視。

2.5 配筋不合理

目前，在設(shè)計(jì)上均按正負(fù)彎矩的方式配筋，以分離式的方式進(jìn)行布置，這種布筋方式對(duì)調(diào)節(jié)和緩解樓板混凝土收縮產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力不能起到任何作用，特別是現(xiàn)在普遍采用商品混凝土施工的大面積平板式樓板，抗收縮能力差，出現(xiàn)裂縫成了商混的通病，這也提醒了設(shè)計(jì)人員應(yīng)該深思和改變。其次，現(xiàn)在的樓板設(shè)計(jì)鋼筋強(qiáng)度較高、配筋率不夠、鋼筋間距過大，使得混凝土抗收縮能力降低，也是導(dǎo)致混凝土收縮開裂的一個(gè)主要因素。這也給設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求，應(yīng)從設(shè)計(jì)上杜絕此類裂縫的發(fā)生和出現(xiàn)。

3 結(jié)論

合理設(shè)計(jì)、適時(shí)放緩工期進(jìn)度、及時(shí)對(duì)已成型混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和保護(hù)，是規(guī)避和減少裂縫產(chǎn)生的最佳措施。

本文所述裂縫由砼收縮徐變、溫度變形及構(gòu)造設(shè)計(jì)不足引起，但樓板承載力滿足要求，對(duì)其裂縫進(jìn)行合理封閉，不影響使用。

混凝土裂縫的防治需要各工種、各工序、各崗位的共同努力，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，制定針對(duì)性強(qiáng)，且操作簡(jiǎn)單的施工技術(shù)方案，并加強(qiáng)過程和監(jiān)督管理，才能有效的防止質(zhì)量缺陷的發(fā)生。

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楊文杰（1981—），男，主要從事預(yù)拌混凝土生產(chǎn)、研究、管理工作。