某寫字樓工程混凝土樓板裂縫案例分析與處理研究

張賢方

（浙江天工建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江紹興312000）

0 引 言

混凝土取材廣泛、價(jià)格低廉、抗壓強(qiáng)度高、可澆筑成各種形狀，并且耐火性好、不易風(fēng)化、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低，成為當(dāng)今世界建筑結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的建筑材料?；炷潦且环N多相、非勻質(zhì)的脆性人工材料，最主要的缺點(diǎn)是抗拉能力差、脆性大、容易開裂，在施工、自身變形和約束條件等系列問(wèn)題影響下，極容易產(chǎn)生裂縫缺陷?；炷恋牧芽p按成因可包括荷載引起的裂縫、溫度變化引起的裂縫、混凝土收縮引起的裂縫、地基基礎(chǔ)變形引起的裂縫、施工工藝不合理引起的裂縫、施工材料質(zhì)量引起的裂縫以及鋼筋銹蝕、凍脹等因素引起的耐久性裂縫?；炷灵_裂可以說(shuō)是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”，經(jīng)常困擾著工程技術(shù)人員?；炷亮芽p的成因復(fù)雜而繁多，甚至多種因素相互影響，但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要原因。針對(duì)具體工程而言，在分析裂縫成因時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際工程具體情況具體分析，并針對(duì)性地采取預(yù)防控制措施，才能把裂縫控制在最小限度內(nèi)。目前，對(duì)現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫的防控是一個(gè)綜合性的問(wèn)題，需要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、檢測(cè)及使用等多方面的配合和質(zhì)量管控［1］。本文結(jié)合浙江地區(qū)某商廈工程混凝土樓板出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題，進(jìn)行裂縫原因分析，對(duì)裂縫采取了相應(yīng)的修補(bǔ)處理措施，同時(shí)針對(duì)裂縫的成因采取相應(yīng)的預(yù)防措施，避免后續(xù)工程中裂縫問(wèn)題的發(fā)生。

1 工程概述

該寫字樓為12層框架結(jié)構(gòu)，建筑面積約13000m2，樓板混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30，混凝土澆筑時(shí)間為2015年7月。第2層樓板混凝土澆筑后，在澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)樓板發(fā)生滲漏水現(xiàn)象，從樓板底面觀察發(fā)現(xiàn)，樓板底面分布多條滲水痕跡，并在部分部位形成水滴向下滴漏，樓板存在貫穿裂縫，具體如圖1所示，當(dāng)時(shí)并未引起足夠重視。當(dāng)?shù)?層樓板混凝土澆筑后，澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)仍然發(fā)現(xiàn)樓板有大量滲漏水痕跡，樓板仍存在著貫穿裂縫。為此，工程業(yè)主和監(jiān)理單位組織施工單位、混凝土供應(yīng)單位開展專題分析研究。

圖1 混凝土樓板裂縫滲漏水痕跡

2 裂縫檢測(cè)

通過(guò)對(duì)樓板的裂縫檢查，裂縫形態(tài)主要分布如下：

1）樓板中大多數(shù)裂縫為不規(guī)則分布，少部分裂縫走向橫平豎直，呈直線方向分布，裂縫沿縱橫向鋼筋分布；

2）有些裂縫最大寬度達(dá)到了2.0～3.0mm，對(duì)于貫穿樓板的裂縫，多上寬下窄；

3）檢測(cè)板中鋼筋位置，部分區(qū)域負(fù)彎矩板鋼筋向下移位，保護(hù)層厚度達(dá)60mm；

4）從樓板表面情況看，樓板表面不平整，混凝土浮漿較多；

5）從樓板預(yù)留孔及樓板端面觀察，混凝土樓板局部不密實(shí)，混凝土有離析、骨料沉降造成的質(zhì)量缺陷。

3 裂縫原因分析

針對(duì)出現(xiàn)的混凝土裂縫問(wèn)題，各方進(jìn)行原因分析和排查如下。

1）原材料。

首先對(duì)混凝土所采用的原材料進(jìn)行復(fù)驗(yàn)排查，根據(jù)復(fù)檢結(jié)果，砂子的細(xì)度模數(shù)為2.0，含泥量為4.2%。砂子的細(xì)度模數(shù)偏小，砂子偏細(xì)，會(huì)導(dǎo)致混凝土收縮值偏大；根據(jù)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ52－2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》［2］中第3.1.3條規(guī)定，C30混凝土中天然砂的含泥量不應(yīng)大于3.0%，本工程所使用的砂子含泥量超過(guò)了現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的要求，砂子含泥量超標(biāo)會(huì)大大增加混凝土的收縮值。因此本工程中使用細(xì)度較小、含泥量超標(biāo)的砂子是導(dǎo)致樓板開裂風(fēng)險(xiǎn)增加的重要原因之一。

2）坍落度控制。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)從樓板預(yù)留孔及樓板端面觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，混凝土有離析、骨料沉降造成的質(zhì)量缺陷，通過(guò)對(duì)施工人員的調(diào)查及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)記錄發(fā)現(xiàn)，混凝土的坍落度為220mm左右，按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50164－2011《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》［3］中第3.1.3條規(guī)定，混凝土拌合物應(yīng)在滿足施工要求的前提下，盡可能采用較小的坍落度，泵送混凝土拌合物坍落度設(shè)計(jì)值不宜大于180mm。本工程施工時(shí)，施工人員為了方便泵送和施工，實(shí)際混凝土坍落度過(guò)大，超出了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，坍落度過(guò)大不僅容易導(dǎo)致混凝土離析泌水，而且大大增加了混凝土的干燥收縮和塑性收縮，混凝土容易開裂，因此本工程中混凝土坍落度過(guò)大，是導(dǎo)致混凝土樓板開裂風(fēng)險(xiǎn)增加的又一重要原因。

3）混凝土澆筑工藝控制。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，混凝土樓板表面不平整，表面浮漿較多，這表明混凝土澆筑后，凝結(jié)之前未能進(jìn)行二次抹壓，來(lái)消除混凝土早期塑性裂縫。根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50666－2011《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》［4］中第8.3.7條規(guī)定，混凝土澆筑后，在混凝土初凝前和終凝前，宜分別對(duì)混凝土裸露表面進(jìn)行抹面處理。為了避免混凝土澆筑后裸露表面產(chǎn)生塑性收縮裂縫，在初凝、終凝前進(jìn)行抹面處理時(shí)非常關(guān)鍵的。因此本工程未能在樓板混凝土澆筑后及時(shí)進(jìn)行二次抹壓處理，是導(dǎo)致混凝土樓板開裂風(fēng)險(xiǎn)增加的另一重要原因。

4）施工荷載控制及模板支撐系統(tǒng)。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，少部分裂縫走向橫平豎直，呈直線方向分布，裂縫沿縱橫向鋼筋分布；這樣的裂縫形態(tài)一般是由于模板支撐系統(tǒng)不穩(wěn)固，剛度不足，變形下沉，或者在混凝土未達(dá)到一定強(qiáng)度之前，施工荷載過(guò)大，過(guò)早過(guò)量堆放施工材料所致。通過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查回訪，裂縫沿縱橫鋼筋分布的局部樓板，存在過(guò)早過(guò)量堆放鋼筋的情況。因此過(guò)早過(guò)量堆放施工材料及模板支撐系統(tǒng)不穩(wěn)固是導(dǎo)致混凝土樓板開裂風(fēng)險(xiǎn)增加的又一誘因。

5）養(yǎng)護(hù)。

現(xiàn)在的研究和工程實(shí)踐表明，混凝土早期收縮很大，應(yīng)該及時(shí)采取有效的覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)，否則極容易產(chǎn)生收縮裂縫。本工程樓板混凝土澆筑后，混凝土養(yǎng)護(hù)主要采取灑水養(yǎng)護(hù)，由于混凝土澆筑施工時(shí)，正值夏季，樓板表面灑水后，很容易被蒸發(fā)干燥，如果灑水間隔時(shí)間較長(zhǎng)，很容易導(dǎo)致混凝土失水收縮開裂。因此未進(jìn)行覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)也是導(dǎo)致混凝土樓板開裂風(fēng)險(xiǎn)增加的原因之一。

6）板面負(fù)彎矩筋。

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，混凝土樓板中部分區(qū)域負(fù)彎矩板鋼筋向下移位，保護(hù)層厚度達(dá)60mm。當(dāng)施工荷載較大時(shí)，會(huì)造成負(fù)彎矩筋承載力降低，導(dǎo)致板面開裂。

4 裂縫預(yù)防措施

根據(jù)裂縫檢測(cè)結(jié)果，通過(guò)對(duì)裂縫的成因分析，為預(yù)防類似裂縫的產(chǎn)生，從第4層樓板施工時(shí)，采取了如下針對(duì)性的措施。

1）嚴(yán)格控制砂子的含泥量和細(xì)度模數(shù)，由監(jiān)理單位見(jiàn)證取樣送檢，嚴(yán)禁使用含泥量超過(guò)3.0%的砂子，含泥量超標(biāo)的砂子，由混凝土攪拌站作退貨處理。要求混凝土攪拌站使用中砂配制混凝土，砂子細(xì)度模數(shù)控制在2.7左右。

2）嚴(yán)格控制混凝土的坍落度，施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土入泵坍落度控制在180～200mm范圍內(nèi)，同時(shí)要求混凝土攪拌站對(duì)混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化，在滿足混凝土泵送的前提下，盡可能地降低單方混凝土的膠凝材料用量，控制混凝土的坍落度不宜過(guò)大，混凝土不離析。

3）混凝土澆筑后，及時(shí)對(duì)混凝土表面進(jìn)行抹壓，在混凝土初凝前和終凝前，分別對(duì)混凝土表面進(jìn)行抹面處理，以避免和消除混凝土剛澆筑后產(chǎn)生塑性收縮裂縫。

4）模板安裝后，對(duì)模板支撐系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確保模板支撐系統(tǒng)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。

5）混凝土表面經(jīng)二次抹壓后，及時(shí)覆蓋毛氈，并及時(shí)灑水，做好混凝土的保濕養(yǎng)護(hù)工作。

6）鋼筋綁扎時(shí)，重點(diǎn)檢查負(fù)彎矩鋼筋的尺寸偏差，滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，在混凝土澆筑攤鋪時(shí)，做好現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督管理，嚴(yán)禁踩踏負(fù)彎矩。

通過(guò)以上技術(shù)及管控措施，從第4層樓板開始，混凝土樓板基本上杜絕了可見(jiàn)裂縫的發(fā)生，混凝土觀感質(zhì)量大大提高。

5 裂縫修補(bǔ)處理

對(duì)第2層和第3層樓板裂縫采取了修補(bǔ)處理，在裂縫修補(bǔ)前先進(jìn)行必要的清理及裂縫測(cè)量等準(zhǔn)備工作，對(duì)于寬度大于0.30mm的較大裂縫采取灌漿封閉處理措施，對(duì)于寬度小于0.30mm的裂縫只進(jìn)行表面處理，最后在樓板面涂抹20mm厚聚合物防水砂漿，具體處理措施如下。

5.1 裂縫修補(bǔ)前的準(zhǔn)備工作

a）打掃積土和建筑垃圾，用清水將樓板沖洗干凈，干燥后待處理；

b）在板面和板底標(biāo)注裂縫走向并復(fù)核裂縫寬度。

5.2 寬度較大裂縫處理措施

寬度大于0.30mm的裂縫進(jìn)行灌漿封閉，操作如下：a）鋼絲刷沿裂縫刷毛，清潔處理，干燥，寬度較大的裂縫在表面鑿V形槽；

b）騎縫用環(huán)氧膠泥粘貼灌漿盒或灌漿嘴（鉆孔）；

c）用環(huán)氧樹脂涂刷后用環(huán)氧樹脂膠泥封縫；

d）沿縫刷肥皂水壓入空氣檢查封閉性；

e）采用灌漿泵進(jìn)行灌漿；

f）環(huán)氧膠泥封口，并對(duì)裂縫作表面處理。

5.3 寬度較小裂縫處理措施

寬度小于0.30mm的裂縫只進(jìn)行表面處理，操作如下：

a）鋼絲刷沿縫刷毛，清潔處理，干燥；

b）環(huán)氧膠泥嵌補(bǔ)表面裂縫和缺陷；

c）環(huán)氧樹脂涂覆表面并用玻璃絲布沿縫覆蓋、抹平。

5.4 樓板面處理

a）樓板面涂抹聚合物防水砂漿；

b）板底裂縫按前述5.3節(jié)的方法進(jìn)行處理。

經(jīng)過(guò)上述裂縫修補(bǔ)措施，最后通過(guò)澆水，未發(fā)現(xiàn)樓板滲漏現(xiàn)象，裂縫被修補(bǔ)完畢。

6 結(jié) 語(yǔ)

針對(duì)本工程中樓板出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題，對(duì)裂縫產(chǎn)生原因進(jìn)行了針對(duì)性的系統(tǒng)分析研究，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施及裂縫處理措施。實(shí)踐證明提出的裂縫措施是科學(xué)合理行之有效的，裂縫修補(bǔ)處理是成功的。混凝土裂縫成因雖然復(fù)雜，通過(guò)科學(xué)的分析研究，采用合理的技術(shù)和管理措施，可以大大降低混凝土的開裂風(fēng)險(xiǎn)，混凝土裂縫是可以控制的。