建筑施工混凝土樓板裂縫的成因及防控

汪文捷

（福建金宇工程有限公司，福建 廈門 361000）

混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因有很多，例如溫度變化、膨脹、收縮、不均勻沉降等。另外在外載作用下，也會出現(xiàn)混凝土樓板裂縫。如果養(yǎng)護環(huán)境不當(dāng)或者發(fā)生化學(xué)作用也會造成混凝土樓板裂縫的產(chǎn)生?；炷翗前辶芽p對于建筑工程來說具有巨大的安全隱患[1]。所以必須預(yù)防混凝土樓板裂縫，針對已經(jīng)出現(xiàn)的混凝土裂縫進(jìn)行處理和修補，避免更多的安全事故發(fā)生，因此非常有必要針對混凝土樓板裂縫的預(yù)防和處理進(jìn)行研究?，F(xiàn)澆混凝土樓板裂縫作為高層住宅中常見的質(zhì)量通病，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)對其作正確的認(rèn)識與合理的分析，針對性地采取防治措施，只有嚴(yán)格把控設(shè)計與施工2 個環(huán)節(jié)，才能減少或杜絕裂縫的產(chǎn)生，確保結(jié)構(gòu)質(zhì)量與安全。

1 混凝土樓板裂縫的案例

例如某居民小區(qū)，其建筑大多數(shù)都是多層住宅，樓房總共有8 棟，每一棟樓房都有5 層。第一年3 月份，5 棟樓房同時開始施工，進(jìn)度基本一致。但是在第二年3 月份施工到5 層的時候，發(fā)現(xiàn)下面幾層樓的樓板出現(xiàn)了裂縫，樓層不同，裂縫程度也不同，有的裂縫相對規(guī)則，有的裂縫非常不規(guī)則。將一桶水澆到裂縫上面，樓下的樓板就會出現(xiàn)滲水的情況。當(dāng)時現(xiàn)場所使用的混凝土都是由專業(yè)生產(chǎn)混凝土的公司所提供。該文以此為案例，通過分析混凝土樓板出現(xiàn)裂縫的原因，同時針對性地給出處理措施，并且針對同樣的裂縫，對于在以后的建筑中如何預(yù)防也給出了相應(yīng)的措施。

2 混凝土常見裂縫原因分析

混凝土樓板產(chǎn)生裂縫的主要原因有很多，主要分為3類：1）變形造成的裂縫。2）外部荷載造成的裂縫。3）化學(xué)作用造成的裂縫。但是70%～80%的可遇裂縫一般都是因為變形作用而出現(xiàn)的。由于混凝土變形作用而引起的裂縫和施工材料、建筑結(jié)構(gòu)、施工地基、施工工藝、施工環(huán)境等因素有關(guān)[2]。圖1 是不同類型的裂縫表現(xiàn)。

2.1 混凝土原材料引起的裂縫

混凝土主要是由骨料、水泥、砂、拌和水、外加劑等組成的。在建筑施工過程中，這些原材料中只要有一種材料存在質(zhì)量問題，在建筑施工過程中混凝土樓板就會有可能出現(xiàn)裂縫。1）砂石含泥量超標(biāo)，使混凝土的強度不夠，抗?jié)B性不夠，在混凝土干燥后出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫?；炷林惺褂玫纳笆募壟洳贿^關(guān)，砂石顆粒太細(xì)，也會使混凝土出現(xiàn)側(cè)面裂縫。另外，如果是在潮濕的地方，骨料中的硅，和水相遇會滲出一種膠質(zhì)物質(zhì)，在吸足水分后會導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生局部膨脹以及拉應(yīng)力，繼而出現(xiàn)爆裂狀裂縫。2）拌和水太多，或者外加劑拌和水太多，或者外加劑中的氯化物雜質(zhì)過多，都會銹蝕鋼筋。而如果使用海水拌和混凝土，或者使用含堿的泉水拌和混凝土，都會對堿骨料反應(yīng)造成影響，導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。如果外加劑中含有堿，也會影響堿骨料反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。3）水泥是混凝土構(gòu)件最重要的組成原料，如果水泥的各種性能指標(biāo)不合格，混凝土構(gòu)件質(zhì)量就會受到直接的影響，混凝土裂縫就會產(chǎn)生[1]。

2.2 建筑施工操作不規(guī)范引起的裂縫

建筑施工混凝土樓板裂縫的產(chǎn)生，也與施工過程中施工人員沒有按照操作規(guī)范開展施工作業(yè)有關(guān)。常見的原因有以下8 點：1）混凝土攪拌或者運輸?shù)臅r間太長。2）混凝土振搗不良。3）混凝土澆筑的時間太短。4）塑性混凝土出現(xiàn)下沉。5）混凝土的養(yǎng)護工作不到位，導(dǎo)致混凝土早期受凍。6）在配筋上亂踩導(dǎo)致保護層減少。7）模型板剛度欠缺。8）模板支架下沉或者不穩(wěn)固。

2.3 內(nèi)應(yīng)力超出材料強度范圍與設(shè)計問題

建筑施工中構(gòu)件的受力包括拉伸、壓縮、彎曲、剪切和扭轉(zhuǎn)等。其中拉伸包括軸心受拉和偏心受拉，壓縮包括軸心受壓和偏心受壓，彎曲包括少筋、適筋以及超筋3 種情況，剪切包括少箍、適箍、超箍以及沖切4 種情況。設(shè)計不合理也會造成混凝土施工裂縫，例如，根據(jù)現(xiàn)行的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》要求，一般情況室內(nèi)一類環(huán)境中的裂縫等級控制在三級以內(nèi)，縫寬不超過0.3 mm。經(jīng)嚴(yán)格復(fù)算以后，現(xiàn)澆樓板施工裂縫、撓度等，完全符合指標(biāo)，否則將會造成裂縫問題。首先，在設(shè)計住宅時客廳樓板平面是凹凸角，溫度以及收縮應(yīng)力相對比較集中等問題較為普遍，樓板開裂問題也較為常見。對于客廳來說，其跨度一般都比較大，樓板厚度在下限值以外。同時，樓板的配筋間距也比較大，特別是樓板面筋未通長布置，導(dǎo)致板邊緣處沿配筋端位置出現(xiàn)裂縫。值得注意的是樓板轉(zhuǎn)角位置，通常相對比較薄弱，一旦混凝土干縮或者冷縮，就會引發(fā)雙向裂縫、斜角裂縫。此類樓板裂縫問題應(yīng)當(dāng)加強重視，認(rèn)真對待和處理，否則會造成更為嚴(yán)重的后果。

2.4 溫度變形引起的裂縫

受到熱脹冷縮的影響，混凝土的線膨脹系數(shù)是1×10-5/℃。如果外界環(huán)境的溫差較大，混凝土就會出現(xiàn)溫度變形，并且產(chǎn)生一定的附加應(yīng)力。一旦附加應(yīng)力超出混凝土的抗拉強度，就會導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。在建筑工程中，最常見的裂縫就是溫度變形導(dǎo)致的裂縫，例如現(xiàn)澆樓板上出現(xiàn)的裂縫，如圖2 所示。

圖2 溫度性結(jié)構(gòu)裂縫示意圖

該文案例的建筑施工，現(xiàn)澆板施工正是在7 月份到9月份，正是溫差變化非常大的季節(jié)，如果現(xiàn)澆板的強度不夠，環(huán)境溫度又變化過大，那么房屋的四角或者中間部位都是溫度應(yīng)力集中的部位，非常容易產(chǎn)生溫度裂縫。

2.5 濕度變形引起的裂縫

一般情況下，混凝土在空氣中放置一段時間都會開始變硬，體積都會有所縮小，也就是平時人們所說的干縮變形。這種收縮變形非常常見，例如現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆墻板式結(jié)構(gòu)等，都會因為養(yǎng)護工作不到位而出現(xiàn)這種類型的裂縫。混凝土的收縮值是0.2‰ ～0.4‰。一開始的時候收縮得比較快，時間越長收縮越慢。所以針對一些超長建筑，都要每隔20 m～40 m 設(shè)置一道后澆帶，或者在混凝土中摻入微膨脹劑，以此來避免混凝土因為濕度變形而出現(xiàn)裂縫[2]。

3 混凝土樓板裂縫防控措施

3.1 合理選材

在選擇施工材料過程中，尤其是水泥材料選用時，應(yīng)當(dāng)優(yōu)選質(zhì)量穩(wěn)定、口碑較好的水泥廠產(chǎn)品，水泥材料的品種選擇順序為低堿水泥以及硅酸鹽水泥等，最后是普通硅酸鹽水泥。對于大體積混凝土來說，以低熱水泥為宜，實踐中若無特殊情況要求，早強水泥或者含堿量較大的一系列水泥減少應(yīng)用。對于施工過程中用到的摻合料來說，應(yīng)當(dāng)在混凝土中加入適量I 級、Ⅱ級的粉煤灰材料，目的在于改善混凝土結(jié)構(gòu)自身的抗裂性能。如果在混凝土中適量摻入一些礦粉物質(zhì)，則礦粉的細(xì)度一定要嚴(yán)格把控，應(yīng)當(dāng)與水泥細(xì)度相接近。外加劑的選擇也應(yīng)當(dāng)給予高度重視，應(yīng)當(dāng)特別注意外加劑匹配性，包括其與水泥之間的相互適應(yīng)性。外加劑與水泥之間應(yīng)當(dāng)協(xié)調(diào)選用，即按照附錄D 檢驗外加劑的適應(yīng)性，并且按照附錄A 中的評價方法等進(jìn)行合理選用。實踐中，對于那些抗裂性要求相對較高的一些混凝土來說，建議外加劑應(yīng)當(dāng)具有較強的減縮抗裂性。在細(xì)骨料選用過程中，依照《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢驗方法》中的規(guī)范要求，對制砂細(xì)度模數(shù)以及含混量等要素進(jìn)行嚴(yán)格控制。如果細(xì)骨料本身的級配較差，則用差異化細(xì)骨料做級配，然后選補最佳級配。

3.2 注意施工操作

建筑施工混凝土樓板裂縫的預(yù)防措施，在模板工程中建議做好以下3 個方面[3]。1）要注意科學(xué)合理地設(shè)計模板構(gòu)造，防止模板各個桿件之間的變形程度不同引起混凝土樓板裂縫。2）確保模板和支架有足夠的剛度，避免在施工荷載的影響下模板變形太大而出現(xiàn)裂縫。3）注意拆模的時間，太早會出現(xiàn)混凝土損壞，太晚會錯過混凝土的最佳養(yǎng)護時機，如圖3 所示。

在澆筑混凝土的過程中，要避免混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象，振搗要適度而均勻?；炷烈龊贸跗陴B(yǎng)護，并且延長養(yǎng)護時間。尤其是在夏季，溫度高、濕度低、風(fēng)速大等環(huán)境，更應(yīng)該提前介入養(yǎng)護?；炷琉B(yǎng)護的時機越好，措施越到位，混凝土的強度越高，越不容易出現(xiàn)混凝土裂縫。

圖3 混凝土收縮應(yīng)變與時間的關(guān)系

3.3 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項有以下3 條：1）要嚴(yán)格按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計，反復(fù)驗算混凝土的抗裂性能，了解混凝土出現(xiàn)裂縫的寬度，確保滿足裂縫控制的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2）在設(shè)計混凝土結(jié)構(gòu)的時候，一定要注意伸縮縫的設(shè)置，如果所處環(huán)境不利于混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計，就要適當(dāng)縮短伸縮縫的距離，或者采取防裂措施后，再放寬伸縮縫的距離。3）科學(xué)合理的后澆帶設(shè)置可以增加伸縮縫的距離。一般情況下，后澆帶的距離要小于30 m，2 次澆灌混凝土的時間間隔要大于2 個月，并且最好選擇膨脹混凝土。4）注意預(yù)制構(gòu)件的裝配式結(jié)構(gòu)和疊合結(jié)構(gòu)的使用，這樣可以確保良好的裂縫控制性能。但是需要配合相應(yīng)的構(gòu)造措施來增強混凝土結(jié)構(gòu)的整體性能、消除拼接裂縫。

4 建筑施工混凝土樓板裂縫的處理方法

4.1 涂刷法

如果混凝土樓板表面出現(xiàn)龜裂的現(xiàn)象，正確的處理方法是，第一步先把裂縫清洗干凈，第二步等到裂縫干燥后使用環(huán)氧樹脂漿液進(jìn)行灌縫，或者在裂縫表面進(jìn)行涂刷封閉處理。對已經(jīng)影響到結(jié)構(gòu)安全的樓板裂縫，把沿縫鑿成的“V”字形凹槽沖洗干凈之后，將環(huán)氧樹脂液用壓力灌入縫內(nèi)封閉外，還要用黏扁鋼或碳纖維布等措施對樓板進(jìn)行加固，如圖4 所示。

圖4 樓板裂縫加固處理示意圖

4.2 抹壓法

針對混凝土樓板的一般裂縫，正確的處理方法是，第一步將樓板裂縫清洗干凈，第二步用高標(biāo)號的水泥砂漿進(jìn)行抹縫、壓平處理，并且進(jìn)行一定時間段的養(yǎng)護。

如果混凝土樓板的裂縫比較大，那么要沿著裂縫，用專業(yè)工具把裂縫鑿成八字形的凹槽，然后將其清洗干凈，最后用高標(biāo)號的水泥砂漿抹壓處理，或者可以使用環(huán)氧膠泥進(jìn)行嵌補。

4.3 試驗法

針對面積較大的混凝土樓板裂縫，正確的處理方法是要先對樓板做靜載試驗，確保樓板結(jié)構(gòu)的安全性；然后在樓板上增加一層細(xì)石混凝土鋼筋網(wǎng)片，用以提升樓板的整體性。

4.4 補強法

如果混凝土樓板的裂縫是危險結(jié)構(gòu)裂縫，例如通長、貫通、寬度明顯大于0.3 mm。這時一定要請專業(yè)設(shè)計人員對其進(jìn)行分析論證和處理，然后對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固補強[3]。

5 結(jié)語

綜上所述，施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)混凝土樓板裂縫的情況，影響建筑施工的質(zhì)量，威脅施工人員以及后期建筑使用者的人身安全。所以一定要對混凝土樓板裂縫問題保持足夠的重視，在施工過程中選擇質(zhì)量合格的原材料，并且按照規(guī)范進(jìn)行施工。如果出現(xiàn)裂縫，一定要采取積極的態(tài)度，根據(jù)裂縫的不同程度采取不同的處理方法及時進(jìn)行處理。