現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫的原因及防治措施

任鴻峰

（平定縣建筑工程質(zhì)量安全管理中心，山西 陽泉 045200）

1 導(dǎo)致現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板出現(xiàn)裂縫的原因

1.1 工程概況

A 工程位于某市市中心區(qū)域，屬于民用住宅樓工程，建筑高度94.6m，共32 層，其中包括地下室2 層和地上部分30 層。屬于一級建筑，可抗7 級地震，建筑結(jié)構(gòu)形式為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)。

在A 工程交付之后，部分住戶反應(yīng)建筑樓板存在裂縫。有關(guān)工作人員對建筑現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板的裂縫長度、寬度進行測量，測量結(jié)果顯示絕大多數(shù)裂縫的寬度處于0.05～0.45，并按照裂縫的形態(tài)與形成位置，將其分為幾個類型，如圖1 所示，現(xiàn)場工作人員對這些裂縫進行詳細勘查，并針對不同類型的裂縫總結(jié)其產(chǎn)生原因。

圖1 A 工程建筑樓板裂縫形態(tài)

其中：Ⅰ為跨中附近較為平直的裂縫；Ⅱ為沿板中預(yù)埋管建位置的裂縫；Ⅲ為沿負(fù)彎矩筋端部附近的裂縫；Ⅳ為樓板角部45°斜向裂縫；Ⅴ為局部網(wǎng)狀裂縫；Ⅵ為樓板撓曲變形裂縫。

1.2 裂縫的產(chǎn)生原因

①Ⅰ類裂縫通常在樓板跨中位置或其周邊產(chǎn)生，在形狀上屬于平直狀裂縫，大部分與樓板邊緣保持平行走向，此類裂縫通常是由于鋼筋混凝土樓板現(xiàn)澆施工過程中，樓板內(nèi)部與外部具有較大的溫差而引發(fā)的。此外，A 工程中，樓板現(xiàn)澆所采用的混凝土輸送方式為泵送，所選擇的混凝土配合比中，水灰比較大、混凝土用量較多，混凝土具有較大坍落度，由于混凝土自身收縮性的影響，會在跨中位置及周邊產(chǎn)生裂縫。②Ⅱ類裂縫通常出現(xiàn)于管端位置以及燈口位置，裂縫產(chǎn)生后沿著管線方向出現(xiàn)延伸。這種裂縫的產(chǎn)生是由于樓板內(nèi)部需要設(shè)置大量管線，管線的存在導(dǎo)致樓板截面被削弱，樓板強度變低，并且大多數(shù)管線所使用材料與混凝土材料有著不同的線膨脹系數(shù)，無法緊密黏結(jié)在一起，當(dāng)混凝土收縮變形后，會在管線位置產(chǎn)生裂縫。③對Ⅲ類裂縫的出現(xiàn)位置進行觀察可以得知，該類型裂縫通常位于距離樓板邊緣0.7～1.3m 的位置上，沿著樓板長邊延伸。其產(chǎn)生原因可能是負(fù)彎矩筋端部區(qū)域內(nèi)部混凝土?xí)艿礁蟮募s束力，與其他部分混凝土之間存在剪力，互相作用下引發(fā)裂縫。④Ⅳ類裂縫通常于樓板各角落出現(xiàn)，裂縫與樓板邊緣之間存在45°左右夾角，產(chǎn)生原因是由于樓板角部會被梁、柱、墻體等結(jié)構(gòu)施加一個約束力，影響樓板自由形變，而樓板角部的45°方向，也就是角平分線方向不具備足夠的抗拉能力，在收縮及溫差作用下，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。⑤Ⅴ類裂縫是現(xiàn)澆混凝土樓板中最為常見的裂縫類型，通常是由于混凝土樓板澆筑過程中水分迅速揮發(fā)，而在表面造成的干縮網(wǎng)狀裂縫。深入探究其產(chǎn)生原因，可以得知該樓板于夏天澆筑，建筑地處多風(fēng)、炎熱地區(qū)，施工過程中混凝土中水分迅速揮發(fā)散失，施工人員未對樓板進行及時養(yǎng)護，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。⑥Ⅵ類裂縫通常與樓板長邊方向平行，從短邊方向延伸出來，這是由于樓板澆筑完成后，過早拆除模板，樓板在尚未完全凝固時不具備足夠的荷載力，卻已經(jīng)承受過大荷載，再加之施工人員未合理養(yǎng)護樓板，導(dǎo)致樓板出現(xiàn)撓度變形裂縫。

2 導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的因素

2.1 收縮因素

混凝土從現(xiàn)場澆筑直至最終并投入使用，會在溫度、含水量上出現(xiàn)明顯變化，二者均可能導(dǎo)致混凝土裂縫的出現(xiàn)。一方面，混凝土在現(xiàn)場澆筑直到最終凝結(jié)，其內(nèi)部會發(fā)生一定化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生水化熱，混凝土樓板內(nèi)部溫度升高，且這一熱量無法有效散失，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度過高，樓板內(nèi)部與外部之間出現(xiàn)較大溫度差，同時混凝土內(nèi)部與外部之間存在不同程度的熱脹冷縮，對混凝土外部施加拉應(yīng)力，一旦該拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度，則會產(chǎn)生表面裂縫[1]。另一方面，混凝土從澆筑到硬化的過程中，其中水分會逐漸揮發(fā)，混凝土體積減小，若未做好表面護理工作，則會產(chǎn)生收縮裂縫。此外，若所采用混凝土原材料水灰比過大，混凝土澆筑后具有較多水分，并主要集中于表面，此時若現(xiàn)場處于高溫或大風(fēng)天氣，則會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)干縮裂縫。

2.2 原材料因素

在現(xiàn)澆混凝土樓板施工中，所選用原材料的質(zhì)量直接影響最終成品質(zhì)量，決定著樓板是否具有足夠的強度，與樓板裂縫的產(chǎn)生有直接關(guān)系。鋼筋混凝土樓板所使用的主要施工材料為混凝土與鋼筋，混凝土又由水泥、集料與各類外加劑組成，下面分別對這些因素進行分析。

對于混凝土原材料而言，水泥是直接影響其質(zhì)量的組成部分，所選用水泥原材料的品種、質(zhì)量、用量與水灰比等等因素都與最終成果息息相關(guān)。前文中提到，水泥凝結(jié)所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)會引發(fā)較大的內(nèi)外溫差，導(dǎo)致表面裂縫的產(chǎn)生，不同品種、規(guī)格的水泥，其中礦物質(zhì)含量也有所不同，其中鋁酸三鈣成分所產(chǎn)生的水化反應(yīng)現(xiàn)象最為強烈，應(yīng)合理選擇水泥規(guī)格，避免混凝土在凝結(jié)過程中出現(xiàn)強烈、迅速水化反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)硬化收縮，出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫。集料和外加劑也是影響混凝土質(zhì)量的重要因素，集料在混凝土中擔(dān)當(dāng)骨架作用，可以防止水泥凝結(jié)過程中出現(xiàn)體積變化，對混凝土結(jié)構(gòu)進行有效支撐，若集料的含泥量大、雜質(zhì)多，則會直接導(dǎo)致混凝土粘結(jié)強度不足，混凝土不具備足夠的抗拉強度，很容易出現(xiàn)裂縫。

2.3 施工工藝與管理因素

現(xiàn)澆混凝土施工具有一定復(fù)雜性，且施工周期較長，需要采用適合的施工工藝，才能確?；炷翗前鍧仓樌瓿刹⒎€(wěn)定投入使用，但在實際施工中，對工藝的選擇和施工技術(shù)的使用仍存在不科學(xué)之處，影響樓板質(zhì)量甚至出現(xiàn)裂縫。①混凝土在澆筑后需要對其進行振搗，若在振搗過程中出現(xiàn)遺漏，則會導(dǎo)致混凝土密實度降低，不具備足夠抵抗外界應(yīng)力的強度，產(chǎn)生裂縫。若振搗時間和力度掌握不當(dāng)出現(xiàn)過分振搗的現(xiàn)象，則會出現(xiàn)水泥上浮、骨料沉底的問題，混凝土樓板上下干縮能力效果不同，產(chǎn)生塑性收縮裂縫[2]。②現(xiàn)澆混凝土在澆筑完成后必須對其進行相應(yīng)養(yǎng)護，若養(yǎng)護工作不到位也會導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。若施工人員未及時養(yǎng)護混凝土，則會導(dǎo)致混凝土表面直接暴露在大風(fēng)、炎熱天氣中，表面的游離水迅速蒸發(fā)，水化熱反應(yīng)無法發(fā)揮出來，混凝土體積整體收縮，繼而產(chǎn)生裂縫。③混凝土樓板在現(xiàn)場進行澆筑之前需要在其中預(yù)埋管線，管線與混凝土材料之間有不同的線膨脹系數(shù)，不具備足夠強的粘結(jié)力，可能影響混凝土澆筑后的密實度進而引發(fā)裂縫?；蝾A(yù)埋管線時未在其中設(shè)置足夠的保護層，應(yīng)力集中在某一位置可能產(chǎn)生裂縫。④現(xiàn)場施工管理也是影響施工質(zhì)量的重要因素之一，施工人員構(gòu)成復(fù)雜、流動性大，若未經(jīng)過相應(yīng)的專業(yè)培訓(xùn)就上崗進行操作，則會導(dǎo)致施工技術(shù)不足、操作存在不標(biāo)準(zhǔn)甚至違規(guī)之處。部分操作人員在混凝土澆筑過程中耗費時間過長，沒有等到混凝土完全凝結(jié)就撤去模板支撐，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)變形甚至裂縫。

3 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫的防治措施

3.1 選擇高質(zhì)量的原材料

原材料是直接關(guān)系混凝土樓板施工整體質(zhì)量的重要因素，因此必須從原材料采購階段開始，嚴(yán)格把控原材料質(zhì)量，選擇性能優(yōu)良的優(yōu)質(zhì)原材料，并隨時控制混凝土原材料配比，做好不同配比下的質(zhì)量檢測工作，確定最終配比后嚴(yán)格按照該比例進行混凝土拌和。混凝土實際生產(chǎn)過程中，控制水泥中的水灰比，避免用水過多或過少影響混凝土性能[3]。由于粗骨料的干縮度較低、吸水性不強，在確?；炷辆哂凶銐驈姸纫约疤涠鹊幕A(chǔ)上，增加集料中粗骨料的使用量，減少粉煤灰等細骨料的使用量，要求混凝土原材料的含砂率保持在40%以下，粗骨料的使用密度保持在1000kg/m3以上，同時控制所選用骨料的直徑，避免使用直徑超過樓板厚度30%的骨料，確保所使用的骨料直徑均小于4cm。在混凝土進場前，應(yīng)對其坍落度、強度、抗拉力等指標(biāo)進行反復(fù)檢測，完成進場前的驗收工作，確?；炷恋某跄?、終凝時間與施工標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計中的指標(biāo)保持一致。

3.2 加強澆筑質(zhì)量管理

現(xiàn)澆鋼筋混凝土建筑施工過程中，澆筑屬于其中的核心環(huán)節(jié)，工作人員在澆筑過程中必須嚴(yán)格遵守工程設(shè)計內(nèi)容與相關(guān)施工制度，才能確?；炷翝仓|(zhì)量，防止由于澆筑中的不良行為出現(xiàn)裂縫。加強澆筑質(zhì)量的具體方法有4 點：①合理控制混凝土溫度，由于溫度過高會引起混凝土干縮，因此需要選擇合適的時間進行澆筑，避免在高溫時間范圍內(nèi)澆筑，防止混凝土在高溫環(huán)境下出現(xiàn)干縮，造成裂縫。②若澆筑作業(yè)必須在高溫環(huán)境下進行，施工人員則應(yīng)當(dāng)盡可能縮短混凝土運輸時間，在澆筑后對其表面進行覆蓋或遮擋，防止水分過快揮發(fā)，造成混凝土干縮形成裂縫。③若混凝土所承受荷載超出其設(shè)計指標(biāo)，也會導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生，應(yīng)避免在混凝土尚未完全硬化時撤去模板支撐，防止混凝土出現(xiàn)形變，繼而引發(fā)裂縫。④應(yīng)在混凝土澆筑完成后進行科學(xué)、合理的養(yǎng)護，覆蓋其表面，或進行灑水保濕，避免混凝土中水分過快蒸發(fā)，水泥顆粒無法充分水化而造成干縮裂紋。

3.3 選擇合適的施工工藝

可能導(dǎo)致現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板出現(xiàn)裂縫的原因有很多，但通過大量實際施工中的經(jīng)驗可以看出，選擇合理的施工工藝是避免裂縫最為有效的手段。在鋼筋混凝土樓板正式澆筑前，施工人員應(yīng)對模板充分潤濕，防止在混凝土澆筑后大量吸收其中的水分，影響混凝土水化作用。在澆筑過程中，應(yīng)充分振搗混凝土，防止振搗不勻造成混凝土表面出現(xiàn)蜂窩或麻面，同時不可振搗過度造成混凝土中骨料沉底，影響樓板強度，避免混凝土泌水問題[4]。在澆筑之后，應(yīng)對混凝土表面進行抹平壓光，防止部分粉煤灰等細骨料浮于混凝土樓板表面。圖2 為具體的鋼筋混凝土樓板澆筑工藝流程。

圖2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板工藝流程

3.4 加強工程驗收質(zhì)量控制

工程竣工驗收是各類建筑工程所必須經(jīng)歷的最后一道程序，做好工程竣工驗收可以有效檢驗建筑工程的質(zhì)量，判斷是否可以投入實際使用。在對現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板進行驗收時，驗收人員需要嚴(yán)格對樓板質(zhì)量進行檢驗，參考施工標(biāo)準(zhǔn)、工程質(zhì)量要求以及施工方案，對該工程的實際完成情況進行檢驗。對于現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板工程進行驗收，需要在拆除模板后，修正和裝飾混凝土表面前進行，確保檢驗內(nèi)容可以直接得到觀察且未被隱蔽。驗收中需要檢查現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)是否存在露筋、蜂窩、孔洞等通病，重點關(guān)注是否存在裂縫，從而為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑的使用安全形成保障。

4 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)澆鋼筋混凝土近年來在建筑工程中已經(jīng)得到十分廣泛的應(yīng)用，但仍存在部分質(zhì)量問題，如樓板裂縫等，會降低建筑工程整體質(zhì)量，威脅建筑使用者的生命與財產(chǎn)安全。為此，施工企業(yè)和施工人員必須在施工前意識到這一問題的嚴(yán)峻性，制定與之相對應(yīng)的預(yù)防策略，從根本上避免現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，可以通過原材料控制、澆筑質(zhì)量管理、施工工藝選擇與工程驗收控制等方法，對樓板裂縫問題進行控制，共同治理現(xiàn)澆鋼筋混凝土建筑存在的質(zhì)量問題，為人們提供更穩(wěn)定、安全的建筑。