某多層框架結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆板大面積裂縫分析

吳 軍 （黃山市祁門縣建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，安徽 黃山 245400）

1 引言

現(xiàn)澆板裂縫為住宅質(zhì)量投訴的常見熱點(diǎn)，隨著大量相關(guān)問題研究與處理，設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等單位對(duì)現(xiàn)澆板裂縫防治意識(shí)得到了提升。但部分企業(yè)卻不承擔(dān)責(zé)任，總以現(xiàn)澆板裂縫問題為不可避免的質(zhì)量通病為借口，以無法控制、通病不是病為理由去掩蓋施工缺陷問題。施工質(zhì)量控制意識(shí)的下降，導(dǎo)致現(xiàn)澆板裂縫投訴事件不斷增加，對(duì)業(yè)主心理及政府質(zhì)量監(jiān)管形象造成極大影響，并且該心理和形象影響遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)安全的影響。

2 現(xiàn)澆板裂縫研究熱度變化及原因

現(xiàn)澆樓板裂縫研究層為設(shè)計(jì)、施工及監(jiān)理從業(yè)者的一項(xiàng)熱門研究主題，隨著材料、設(shè)計(jì)與施工各項(xiàng)有關(guān)研究成果不斷推出，相關(guān)規(guī)范不斷完善與更新，該問題的處理得到一定改善，研究熱度呈下降趨勢(shì)，利用知網(wǎng)檢索功能獲得歷史時(shí)間曲線與年度關(guān)系曲線，如圖1所示。

圖1 現(xiàn)澆板裂縫文獻(xiàn)數(shù)量與年度檢索曲線

相關(guān)曲線顯示論文數(shù)量從2000 年開始急劇攀升，峰值在2007-2010 年期間出現(xiàn)，2011 年后論文數(shù)量開始急劇下降。2000 年后現(xiàn)澆板裂縫問題研究熱度間接反映該類問題的普遍性，究其原因主要有以下三個(gè)因素。

①2000 年房地產(chǎn)經(jīng)濟(jì)開始快速發(fā)展，各地住宅建設(shè)量急劇攀升，相應(yīng)施工企業(yè)管理經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)水平未能及時(shí)提升。

②高層住宅及泵送混凝土大規(guī)模涌現(xiàn)，建設(shè)速度快，澆筑面積大；施工企業(yè)傳統(tǒng)混凝土養(yǎng)護(hù)能力及經(jīng)驗(yàn)不能滿足大面積泵送混凝土養(yǎng)護(hù)要求。

③更高強(qiáng)度鋼筋使用，降低了現(xiàn)澆板配筋率。

3 現(xiàn)澆板裂縫成因梳理

3.1 混凝土原材與裂縫成因關(guān)系

水泥凝結(jié)或膨脹異常，如水泥安定性不穩(wěn)定，水泥中含有生石灰或氧化鎂，這些成分在發(fā)生水化反應(yīng)后產(chǎn)生體積膨脹，從而產(chǎn)生裂縫；

粗骨料及砂石中含泥量過大，在混凝土硬化過程中會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫；

蛋白石、安山石、玄武巖、輝綠巖、千枚巖等堿性骨料有可能與堿性很強(qiáng)的水泥起化學(xué)反應(yīng)，生成有膨脹能力的堿-硅凝膠而引起混凝土膨脹破壞，從而產(chǎn)生裂縫；

混凝土配合比及預(yù)拌混凝土在運(yùn)輸澆筑過程中，隨意加水，造成水灰比、塌落度過大，易造成混凝土泌水干縮，從而造成表面裂縫。

3.2 施工與裂縫關(guān)系

混凝土施工過分振搗，粗骨料沉落擠出水分、空氣，表面呈現(xiàn)泌水而形成豎向體積縮小沉落，從而形成表面砂漿層。表面砂漿層比下層混凝土有較大的干縮性能，易形成凝縮裂縫?；炷翝仓澳０寮皦|層灑水不夠，過于干燥，吸水量大，易產(chǎn)生裂縫。

混凝土澆搗后過分抹干壓光會(huì)使混凝土細(xì)骨料過多地浮于表面，形成含水量很大的水泥漿層，水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳相互作用生成碳酸鈣，引起表面碳化收縮，導(dǎo)致混凝土板表面龜裂。

混凝土在自然硬化時(shí)，水分會(huì)不斷被蒸發(fā)，引起體積不斷收縮，梁柱對(duì)樓板的四周產(chǎn)生約束，使得樓板的收縮受到阻礙，易在板角處產(chǎn)生收縮貫穿裂縫。

混凝現(xiàn)澆板過早施加施工荷載引起的樓面開裂。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50204-2015）規(guī)定，“混凝土強(qiáng)度達(dá)到1．2MPa 前，不得在其上踩踏或安裝模板及支架，提前作業(yè)，過早施加荷載，從而造成樓板開裂?！?/p>

在施工過程中由于施工工藝不當(dāng)，致使支座處負(fù)彎矩鋼筋下陷，保護(hù)層過大，固定支座變?yōu)樗苄糟q支座，導(dǎo)致現(xiàn)澆板在支座處產(chǎn)生裂縫。施工中在混凝土未達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度，過早拆?；蚴┘雍奢d，造成板彈性變形，致使現(xiàn)澆板產(chǎn)生支座負(fù)彎矩處裂縫。施工過程中不規(guī)范或負(fù)彎矩鋼筋支撐不足，導(dǎo)致負(fù)彎矩鋼筋下陷，也會(huì)造成負(fù)彎矩處裂縫。

4 研究成果與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的實(shí)施

2007-2011 年現(xiàn)澆板裂縫大量研究的開展促進(jìn)了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范的發(fā)展。2010 年后出版的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010-2010）[7]在板尺寸變化、配筋率、收縮較大區(qū)域構(gòu)造筋設(shè)置、拐角發(fā)散鋼筋的設(shè)置等多方面進(jìn)行了要求，現(xiàn)澆板裂縫控制中做出了明確的規(guī)定，從技術(shù)要求上降低了現(xiàn)澆板裂縫概率。2011 出版的《房屋裂縫檢測(cè)與處理技術(shù)規(guī)程》（CECS 293:2011）[8]附錄A-2中較為全面地梳理及總結(jié)出常見的非結(jié)構(gòu)受力裂縫種類、特征及產(chǎn)生原因。

在現(xiàn)澆板裂縫控制技術(shù)要求方面各省市也做出了較大努力，安徽省出臺(tái)了《住宅工程質(zhì)量常見問題防治技術(shù)規(guī)程》，較為詳細(xì)地提出現(xiàn)澆板配筋方面的要求。同時(shí)宣城市出臺(tái)了《宣城市住宅工程質(zhì)量通病防治實(shí)施規(guī)定》，為控制現(xiàn)澆板裂縫的產(chǎn)生，提出了建筑物兩端端開間及變形縫兩側(cè)現(xiàn)澆板、平面橫向尺寸變化大的開間、大小房間尺寸懸殊的小板應(yīng)設(shè)置雙層雙向鋼筋，其它開間宜設(shè)置雙層雙向鋼筋，該項(xiàng)要求在該地區(qū)裂縫防治中起到了積極的作用。

5 案例分析

研究熱度降低、技術(shù)文件及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施并不能杜絕此類問題的產(chǎn)生，近期祁門縣出現(xiàn)了一次較為嚴(yán)重現(xiàn)澆板開裂事件。四棟多層異形柱框架結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大范圍的現(xiàn)澆板裂縫，引起了業(yè)主及社會(huì)的關(guān)注。

5.1 工程概述

四棟建筑物均為六層異形框架柱結(jié)構(gòu)普通住宅，各棟建筑面積均約5000m2，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為樁基礎(chǔ)，建設(shè)場(chǎng)地平整，為山區(qū)緩坡地帶，基巖埋置深度較淺，無不良地質(zhì)條件，且主體結(jié)構(gòu)材料檢驗(yàn)合格。

建筑物平面布置規(guī)則，無縮進(jìn)及較大板洞，無錯(cuò)層。建筑物總長70．1m，總寬11．5m，由變形縫將建筑物分割為46．6m 和23．1m 兩段。現(xiàn)澆板主要尺寸為 4．2m×3．9m、3．9m×3．9m、3．5m×3．9m。板厚均為120mm，配筋C8@200/ C8@150。交房前出現(xiàn)大范圍現(xiàn)澆板開裂現(xiàn)象，為了解開裂緣由，檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行了施工質(zhì)量檢測(cè)及開裂原因分析，其中某棟建筑物1～6 層頂裂縫示意如圖2所示。

圖2 現(xiàn)澆板裂縫示意圖

裂縫調(diào)查結(jié)果顯示，現(xiàn)澆板裂縫主要部位為板面拐角處斜向縫、支座處平行直裂縫及部分中部直裂縫，調(diào)查發(fā)現(xiàn)裂縫貫穿現(xiàn)澆板。

5.2 施工質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果

施工質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果顯示，混凝土強(qiáng)度現(xiàn)齡期推定值在32．6～43．4MPa，板面與板底鋼筋平均間距偏差在-25～+10mm，板面負(fù)彎矩鋼筋保護(hù)層厚度在6～63mm，75%抽檢部位負(fù)彎矩鋼筋測(cè)點(diǎn)保護(hù)層厚度超出45mm。實(shí)測(cè)現(xiàn)澆板厚度平均值偏差在-7～+22mm。施工質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果反映板面支座鋼筋保護(hù)層厚度不符合設(shè)計(jì)要求。

5.3 其它調(diào)查結(jié)果

為了解裂縫與商品混凝土及施工企業(yè)混凝土校準(zhǔn)管養(yǎng)能力之間是否存在因果關(guān)系，組織人員對(duì)相關(guān)混凝土企業(yè)同期供貨的其它11 個(gè)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行走訪，發(fā)現(xiàn)4 個(gè)項(xiàng)目出現(xiàn)少量裂縫，且裂縫主要為跨中直裂縫。對(duì)本工程施工企業(yè)在建的其它住宅項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)查，主體已完工的兩棟多層框架住宅中有15 處明顯裂縫。相關(guān)企業(yè)混凝土養(yǎng)護(hù)水平存在一定問題，未能配備專職人員，澆筑完成后樓面養(yǎng)護(hù)工作因水源問題無法正常實(shí)施。

5.4 裂縫成因分析

現(xiàn)澆板拐角縫為貫穿縫，在各類裂縫檢測(cè)報(bào)告中通常認(rèn)為是混凝土收縮造成，通過討論溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力以及自重應(yīng)力對(duì)于樓板結(jié)構(gòu)板角斜裂縫出現(xiàn)的影響作用，得出在三者的共同作用下，完全有可能導(dǎo)致板角斜裂縫的產(chǎn)生，但單一因素不太可能產(chǎn)生板角裂縫。

跨中裂縫主要由板中預(yù)埋線管、混凝土收縮導(dǎo)致，但完善施工過程養(yǎng)護(hù)卻能有效控制該裂縫開展。本工程縱向尺寸（約46m）、南側(cè)客廳及臥室板面尺寸均較大，多數(shù)房間板面鋼筋未拉通，不利于現(xiàn)澆板中部裂縫控制，局部板面鋼筋貫通現(xiàn)澆板尺寸雖大但未見相關(guān)裂縫。

支座處平行直裂縫處支座負(fù)彎矩鋼筋保護(hù)層均較大，因此分析其原因主要為材料收縮及保護(hù)層較大，經(jīng)計(jì)算部分現(xiàn)澆板負(fù)彎矩承載力不滿足規(guī)范要求。

6 結(jié)論

裂縫防治技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及管理要求雖不斷地完善，但各單位對(duì)現(xiàn)澆板裂縫重視程度不夠，裂縫壓積中經(jīng)常出現(xiàn)。本工程案例最大因素為施工單位質(zhì)量意識(shí)較低、保護(hù)層控制與養(yǎng)護(hù)能力較差。結(jié)合部分地方出臺(tái)的質(zhì)量控制辦法及設(shè)計(jì)規(guī)范，可見板面鋼筋在現(xiàn)澆板中部裂縫控制中的重要性，各地宜結(jié)合本地特征開展類似相關(guān)研究。