混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫的控制方法綜述

蔣豪

摘 要：隨著我國建筑業(yè)的發(fā)展，我國對建筑工程的質(zhì)量也提出了更高的要求，由于裂縫在一定程度上可以反映工程質(zhì)量，同時(shí)裂縫的出現(xiàn)往往會(huì)讓居住者感到建筑物不安全，因此越來越多的工程技術(shù)人員和研究人員關(guān)注建筑工程的裂縫問題。從當(dāng)前的研究可以得出，建筑物產(chǎn)生裂縫是無法避免的問題，所以需要正確認(rèn)識裂縫的控制不是完全消除裂縫，而是使將裂縫控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。本文就是針對工程中常見的鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫問題進(jìn)行了探討，提出了從材料、設(shè)計(jì)、施工等多個(gè)方面入手進(jìn)行裂縫的控制。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆樓板;裂縫控制;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);施工方法

0 引言

混凝土作為最主要的建筑材料之一，在建筑行業(yè)的發(fā)展中扮演者至關(guān)重要的角色，然而混凝土的開裂問題也是建筑工程中十分棘手的問題，也嚴(yán)重影響混凝土建筑的質(zhì)量[1]。由于裂縫在一定程度上可以反映工程質(zhì)量，而且結(jié)構(gòu)的破壞往往是從裂縫開始的，所以人們對建筑裂縫不理解，認(rèn)為這是建筑破壞的征兆，因此對裂縫問題的研究十分重要，結(jié)合近代關(guān)于混凝土的細(xì)觀研究以及工程經(jīng)驗(yàn)來看，建筑工程中混凝土的裂縫問題是沒有辦法完全消除的。因此對裂縫的控制也要從合理的角度出發(fā)，不能盲目的提出“零裂縫”的控制要求，這種要求過于嚴(yán)苛，實(shí)現(xiàn)起來不僅難度大而且浪費(fèi)材料，花費(fèi)巨大;而是應(yīng)該將裂縫控制在合理范圍之內(nèi)。

1 常見的現(xiàn)澆樓板裂縫形式及成因分析

混凝土自問世以來，建筑業(yè)對其的應(yīng)用十分廣泛，導(dǎo)致混凝土成為了工程建。20世紀(jì)80年代，我國推行大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和住宅建設(shè)，導(dǎo)致了我國混凝土的產(chǎn)量急速上升，因此可以說我國混凝土技術(shù)的發(fā)展在當(dāng)時(shí)是處在一個(gè)飛速發(fā)展的階段。然而，隨著混凝土的使用日益廣泛，混凝土的技術(shù)得到了很大的進(jìn)步，過去在混凝土中不太突出的裂縫問題，近年來卻日益嚴(yán)重，甚至到了影響工程質(zhì)量的地步，許多工程人員對此也感到十分不解，為什么混凝土技術(shù)相較于從前更加先進(jìn)而裂縫卻更多了，對于這一問題，工程人員從施工方法入手，也取得了一定的效果，但只從施工技術(shù)入手并不能從根本上了解混凝土開裂原因，也不能從根本上將裂縫控制在合理范圍內(nèi)[2]。

根據(jù)近年來的工程經(jīng)驗(yàn)以及研究發(fā)現(xiàn)[3-6]，鋼筋混凝土裂縫產(chǎn)生的原因有85%以上的裂縫是由于變形作用（如收縮變形、溫度變形及沉降變形等），只有不足15%的裂縫是由于荷載效應(yīng)而引起的。并且在諸多變形裂縫中，又以混凝土早期收縮變形而產(chǎn)生的裂縫最多，并且逐年呈上升趨勢。其主要原因是當(dāng)前建筑工程中常采用鋼筋混凝土材料作為其承重構(gòu)件，因此當(dāng)混凝土發(fā)生收縮是，混凝土?xí)艿絻?nèi)部鋼筋等的約束，所以混凝土中會(huì)產(chǎn)生約束拉應(yīng)力。當(dāng)約束拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就會(huì)出現(xiàn)開裂。因此，從研究成果來看，混凝土產(chǎn)生裂縫并不代表結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)沒有滿足強(qiáng)度要求，也不能作為結(jié)構(gòu)破壞的征兆，混凝土產(chǎn)生裂縫的原因是多樣的，不能將責(zé)任推到單一的施工方或者設(shè)計(jì)方，而應(yīng)該從混凝土材料本身、設(shè)計(jì)和施工等多方面查找原因，以期更好地控制結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展。

2 裂縫的控制方法

2.1 國內(nèi)裂縫控制現(xiàn)狀

現(xiàn)階段國內(nèi)的工程項(xiàng)目中，控制樓板產(chǎn)生的裂縫以獨(dú)立控制其單一參數(shù)的影響為主，相關(guān)流程和實(shí)際操作大致分為以下幾點(diǎn)：首先是制定對樓板裂縫進(jìn)行預(yù)防的相關(guān)文件，然后是對實(shí)際施工過程中樓板裂縫的控制，最后是對樓板產(chǎn)生裂縫后的分析及相關(guān)改善措施。研究分析國內(nèi)大量施工項(xiàng)目中裂縫情況，可以發(fā)現(xiàn)國內(nèi)裂縫控制現(xiàn)狀分為以下三種[7]：

第一種是專業(yè)的施工隊(duì)，他們長時(shí)間接觸有特殊抗裂要求的混凝土項(xiàng)目或是大體積混凝土工程。由擁有大量技術(shù)經(jīng)驗(yàn)且絕大部分是專業(yè)裂縫控制技術(shù)員組成的專業(yè)施工隊(duì)，在整個(gè)項(xiàng)目的施工中十分注重裂縫發(fā)展情況，他們會(huì)采取嚴(yán)格的裂縫控制措施。在具體施工中，與裂縫控制相關(guān)的管理系統(tǒng)與組織系統(tǒng)也十分完善，裂縫控制情況佳，裂縫控制技術(shù)達(dá)國際水平。

第二種是由部分專業(yè)裂縫控制技術(shù)員組成的施工隊(duì)，他們經(jīng)常從事普通的工業(yè)與民用建筑項(xiàng)目，來自于中等及以上施工單位，在整個(gè)項(xiàng)目的施工中比較注重裂縫發(fā)展情況。在具體的裂縫控制工作中，他們有比較完善的技術(shù)系統(tǒng)，然而因?yàn)楣さ氐募夹g(shù)限制，不能完全實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)質(zhì)量的有效監(jiān)督與觀測，對裂縫的發(fā)展不能迅速分析其產(chǎn)生原因，從而導(dǎo)致相關(guān)措施工作的遲緩開展，這種情況在結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境突變和結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不可預(yù)料的質(zhì)量問題時(shí)尤為突出。這在整個(gè)施工過程中是很難避免的，但幸而施工隊(duì)中的專業(yè)裂縫控制技術(shù)員可以詳細(xì)且系統(tǒng)的剖析裂縫情況，由此采取相關(guān)措施改善裂縫發(fā)展?fàn)顩r，大大減少了裂縫造成的不利影響。

2.2 裂縫的控制措施

現(xiàn)澆樓蓋易產(chǎn)生有害裂縫，為了避免裂縫的產(chǎn)生，可從混凝土材料、設(shè)計(jì)、施工三方面進(jìn)行預(yù)防。

2.2.1 混凝土材料方面

（1）結(jié)合工程實(shí)際，選擇合適的、質(zhì)量可靠的水泥品種。現(xiàn)澆樓蓋厚度較小，產(chǎn)生裂縫的主要原因是混凝土的收縮變形，因此應(yīng)優(yōu)先選用收縮較小的水泥，如粉煤灰水泥或普通硅酸鹽水泥。（2）混凝土設(shè)計(jì)的前提是混凝土強(qiáng)度，在滿足此前提下，配制樓板混凝土?xí)r選擇標(biāo)號較低的水泥以減少單方水泥用量。（3）粗細(xì)骨料的選擇應(yīng)滿足級配良好，最大粒徑盡可能大的要求。泵送混凝土，應(yīng)選擇石灰?guī)r碎石，因其粒徑較大，還應(yīng)選擇細(xì)度模數(shù)M=2.8～3.0左右的中砂，這樣可減少混凝土收縮、用水量和水泥用量。（4）控制水灰比，減少混凝土單位用水量。數(shù)據(jù)表明，水泥水化時(shí)需要的水量占水泥用量的25%，即水灰比為0.25;單位用水量增加0.5倍時(shí)，干燥收縮變形會(huì)增加一倍。因此，為了提高混凝土和易性，減少混凝土收縮，提高耐久性，可采用“雙摻技術(shù)”摻加高效減水劑和優(yōu)質(zhì)粉煤灰。（5）加入合適的外加劑。在有條件的情況下，將摻入外加劑的混凝土和未摻外加劑的普通混凝土進(jìn)行對比試驗(yàn)，應(yīng)避免早強(qiáng)型外加劑的摻入。無特殊情況，不得為了減少收縮濫用膨脹劑。

2.2.2 施工方面

（1）設(shè)計(jì)規(guī)范對樓板厚度、樓板找平層厚度、混凝土強(qiáng)度、鋼筋直徑、鋼筋錨固長度、下層鋼筋的保護(hù)層厚度及上下層鋼筋間的有效高度有要求，需要滿足規(guī)范要求。不設(shè)找平層時(shí)，可在混凝土澆筑后，一次性壓平磨光。（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙需仔細(xì)審查，復(fù)合圖紙中的信息，如板的厚度，鋼筋等。由于溫度應(yīng)力的存在，屋面板的配筋要適當(dāng)放大。（3）鋼筋工程隱蔽驗(yàn)收加強(qiáng)。鋼筋直徑、間距、上下層鋼筋間的有效高度、鋼筋錨固長度、下層鋼筋的保護(hù)層墊板厚度及分布都是檢查的重點(diǎn)，應(yīng)著重檢查是否符合要求。（4）為了避免出現(xiàn)上層負(fù)筋被踩壓而出現(xiàn)下沉的情況，需要安排專門的護(hù)筋人員在混凝土澆搗時(shí)保護(hù)鋼筋。（5）預(yù)埋線管應(yīng)從板件中部穿越，并保證鋪設(shè)的線管有可靠合理的固定措施。同一位置不能布設(shè)多條管線，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之后才能拆模，確?；炷翉?qiáng)度達(dá)到要求。板上的施工堆載不能太大，應(yīng)做到均勻堆載。（6）模板不僅要有足夠的強(qiáng)度，還要有可靠的支撐，底層模板支撐地基要夯實(shí)處理。（7）混凝土布料、振搗要均勻，漏振或過振都是不允許出現(xiàn)的。澆筑泵送混凝土1-1.5小時(shí)后，為了避免出現(xiàn)早期塑性沉降裂縫，應(yīng)進(jìn)行復(fù)振處理。若出現(xiàn)裂縫，要采取相應(yīng)措施，采用木板拍打、抹平、搓毛處理。（8）加強(qiáng)樓板濕養(yǎng)護(hù)。在混凝土澆筑完成后，應(yīng)采用適當(dāng)方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，可采取覆蓋澆水養(yǎng)護(hù)，要注意避免太陽暴曬和大風(fēng)襲擊。規(guī)范對保濕養(yǎng)護(hù)的時(shí)間有明確規(guī)定，一般最少養(yǎng)護(hù)時(shí)間為7天?；炷琉B(yǎng)護(hù)可減少早期收縮，避免早期裂縫出現(xiàn)和開展，但是不能影響最終收縮量。在天氣劇烈變化不利于施工的情況下，如刮風(fēng)、下雨、降溫，混凝土樓板的施工應(yīng)暫停。（9）樓板在達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求前，不得堆放雜物，不得上人;拆模時(shí)間必須嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范確定。（10）嚴(yán)格禁止商品混凝土在泵送時(shí)加水。具體原因是此時(shí)加入的水基本上是不會(huì)參與混凝土水化反應(yīng)的，依舊是游離狀的，反而會(huì)造成混凝土水灰比過大，而水灰比過大是混凝土收縮乃至產(chǎn)生裂縫的重要因素之一。

2.2.3 設(shè)計(jì)方面

（1）除了增強(qiáng)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)相關(guān)工作者的安全意識，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一定要優(yōu)先考慮安全性，即結(jié)構(gòu)上合理，必須遵照相關(guān)規(guī)范，以及改進(jìn)以往有缺陷的圖紙復(fù)審流程外，最突出的，一定要讓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員糾正以往非結(jié)構(gòu)性裂縫（特別是混凝土樓蓋產(chǎn)生的）與設(shè)計(jì)因素?zé)o關(guān)的概念。（2）在確定樓板厚度時(shí)，不能只想著降低成本，因此選擇盡可能薄的樓板，必須意識到，樓板在管線鋪設(shè)中，同樣不能產(chǎn)生裂縫，還要降低管線對溫度的敏感性，因此，樓板厚度不宜低于100mm。（3）設(shè)計(jì)時(shí)選用混凝土強(qiáng)度等級，一是不能一味選高，二是不能只圖施工方方便，與梁柱等級一致。除此之外，以外只對施工時(shí)混凝土提出強(qiáng)度等級這一要求的做法也不合理，最好為考慮到混凝土收縮，對其他混凝土參數(shù)，如配合比，外加劑摻量等也應(yīng)提出要求，以提醒施工相關(guān)單位，引起重視。（4）由于增加樓板的邊界約束，為盡量避免裂縫開展問題，一定要考慮構(gòu)造鋼筋?？晒﹨⒖嫉淖龇ㄊ牵嚎梢赃m當(dāng)設(shè)置放射狀的鋼筋，位置選擇在樓板外邊角上下層，選取鋼筋長度不宜過短，至少應(yīng)超過樓板一邊長的三分之一，達(dá)到有效防止樓板邊角產(chǎn)生斜裂縫，尤其是超出限定寬度的45°斜裂縫。（5）設(shè)計(jì)屋面樓蓋時(shí)，要考慮到保溫隔熱，選取合理的保溫層、隔熱層材料與厚度;必要時(shí)，考慮采用設(shè)置溫度縫的方法。

3 結(jié)語

在當(dāng)前的諸多建筑材料中，混凝土是目前世界上應(yīng)用最為廣泛的人造建筑材料，工程技術(shù)人員關(guān)注的裂縫問題就是圍繞這一材料進(jìn)行的，由于混凝土的裂縫問題是影響混凝土耐久性的重要因素，因此有引起了許多工程技術(shù)人員和學(xué)者的關(guān)注，也進(jìn)行了大量的研究。然而，當(dāng)前主要的研究方向主要是從混凝土裂縫產(chǎn)生的單一因素（如收縮、堿骨料反應(yīng)等）進(jìn)行的研究，并未從多因素的角度去考慮混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，而當(dāng)前的混凝土組成越來越復(fù)雜，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生的原因也更加難以研究，例如各種化學(xué)外加劑的加入就會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫產(chǎn)生原因更加復(fù)雜，因此僅憑借現(xiàn)有的單一因素研究來控制混凝土開裂還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到指導(dǎo)施工的要求。因此，本文通過對建筑工程中最為常見的混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫成因進(jìn)行分析，隨后提出從材料、設(shè)計(jì)、施工等三個(gè)方面入手進(jìn)行控制，盡量避免裂縫的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)

[1] 張治福.現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的控制[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2009.

[2] 王凱.混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫的成因與控制研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2003.

[3] 王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.

[4] Shen W ，Li X ，Gan G ，et al.Experimental investigation on shrinkage and water desorption of the paste in high performance concrete[J].Construction and Building Materials，2016（114）：618-624.

[5] Soliman A M ，Nehdi M L.Effect of drying conditions on autogenous shrinkage in ultra-high performance concrete at early-age[J].Materials and Structures，2011，44（5）：879-899.

[6] Deboodt T ， Fu T ， Ideker J H.Evaluation of FLWA and SRAs on autogenous deformation and long-term drying shrinkage of high performance concrete[J].Construction and Building Materials，2016，119（30）：53-60.

[7] 張莫愁.現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫分析及綜合控制措施[D].長沙：中南大學(xué)，2014.