1、現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板開裂原因及控制措施探討摘要:筆者從混凝土干縮變形、溫度變化、設(shè)計(jì)、施工等方面分析了現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面板裂縫產(chǎn)生的原因,并針對(duì)這些問題提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)、施工措施。關(guān)鍵詞:現(xiàn)澆板裂縫原因措施隨著施工技術(shù)的進(jìn)步和抗震對(duì)樓蓋整體性要求的提高,現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板(蓋正得到日益廣泛的應(yīng)用。但在實(shí)際施工和使用中又出現(xiàn)了一個(gè)問題裂縫問題。現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面板的裂縫,是目前較難克服的質(zhì)量通病之一,特別是商品住宅工程樓面出現(xiàn)裂縫,往往會(huì)引起投訴、糾紛以及索賠要求等。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB500102002允許普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件帶裂縫工作,但須對(duì)裂縫開展寬度進(jìn)行控制。從外觀要求考慮,裂縫過寬將給

2、人以不安全的感覺,同時(shí)也影響對(duì)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的評(píng)價(jià);從耐久性要求考慮,如果裂縫過寬,在有水侵入或空氣相對(duì)濕度很大或所處環(huán)境惡劣時(shí)可能會(huì)使鋼筋銹蝕,影響結(jié)構(gòu)的使用壽命和安全。住宅建筑規(guī)范GB503682005規(guī)定,“住宅結(jié)構(gòu)不應(yīng)產(chǎn)生影響結(jié)構(gòu)安全的裂縫”。因此,無論是從市場還是規(guī)范角度,都須對(duì)裂縫進(jìn)行控制。現(xiàn)筆者結(jié)合設(shè)計(jì)、施工實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn),從設(shè)計(jì)、施工二方面,談?wù)劕F(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板開裂原因及預(yù)防措施。一、現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板開裂的原因(一、裂縫發(fā)生的部位、特征大量的工程實(shí)踐表明,現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫主要發(fā)生在以下部位:(1現(xiàn)澆板角部(朝陽處最明顯,并與現(xiàn)澆板邊緣約成45°,斜向發(fā)展;(2

3、現(xiàn)澆板的跨中,近似直線型發(fā)展;(3現(xiàn)澆板面周邊,近似直線發(fā)展;(4預(yù)埋線管及線管集中處,沿管線走向出現(xiàn)表面裂縫;(5不規(guī)則裂縫。(二、現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因裂縫可歸結(jié)成兩大類:荷載裂縫和變形裂縫。根據(jù)調(diào)查資料表明:變形裂縫占主導(dǎo),約占結(jié)構(gòu)物總裂縫的80%;荷載裂縫約占20%。因此,在本文中筆者主要討論變形裂縫。1. 混凝土的自有特性干縮,抗拉強(qiáng)度低。(1干縮主要是由混凝土水分蒸發(fā)而引起的收縮變形。在超靜定的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,當(dāng)混凝土的干縮受到結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋或外部支座的約束時(shí),會(huì)在混凝土結(jié)構(gòu)中引起約束拉應(yīng)力,當(dāng)約束拉應(yīng)力一旦超過混凝土的抗拉強(qiáng)度,勢必引起現(xiàn)澆板開裂。而且裂縫部位多發(fā)生

4、在應(yīng)力比較集中的地方板角處,且與墻陰角線相垂直。(2近年混凝土強(qiáng)度不斷提高,也是引發(fā)裂縫的一個(gè)不利因素。高強(qiáng)混凝土中水泥含量較大,引起的膠凝干縮和水化熱散失拌隨的冷縮使收縮值顯著增大;同時(shí)高強(qiáng)混凝土彈性模量增加也引起了約束應(yīng)力的加大,而混凝土強(qiáng)度增加時(shí),其抗拉強(qiáng)度卻增長較少。另外為了適應(yīng)泵送、免振等施工要求,混凝土粗骨料的含量和粒徑大幅度降低。骨料減少及粉劑含量的相對(duì)增加,更加大了混凝土的收縮,從而導(dǎo)致收縮裂縫普遍發(fā)生。2.溫度變化混凝土在溫度變化時(shí)會(huì)熱脹冷縮,其溫度線膨脹系數(shù)約為c=1×10-5/c0,即每10 c0的溫差可引起應(yīng)變=1×10-4,對(duì)C30混凝土而言,則可

5、引起溫度應(yīng)力=3.0/mm2,這已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過C30混凝土的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk=2.01/mm2,因此較大的溫差往往就會(huì)引起裂縫。現(xiàn)澆鋼筋混凝土板的溫度裂縫有兩種原因:其一為季節(jié)(或日溫度變化引起的裂縫,集中于屋面板以及朝陽處房間的樓板,且裂縫寬度往往隨季節(jié)(或日變化。其二為混凝土結(jié)構(gòu)中因水化熱散失速度不一致引起的溫差裂縫,往往表現(xiàn)為平面形狀突變的凹凸房屋陽角處的裂縫。3.設(shè)計(jì)方面1建筑平面在建筑設(shè)計(jì)中,只注重建筑功能而忽視結(jié)構(gòu)問題。如建筑平面不規(guī)則、結(jié)構(gòu)體形突變、對(duì)較長的建筑未采取必要的分割措施等,而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)又沒有采取加強(qiáng)措施,因此在平面布局凹凸、轉(zhuǎn)角處由于應(yīng)力集中形成薄弱部位,一旦混凝土收

6、縮和溫度變化易于產(chǎn)生裂縫。2樓板配筋設(shè)計(jì)計(jì)算不合理或板鋼筋間距偏大,特別是板面抵抗負(fù)彎矩的鋼筋未通長設(shè)置,致使在靠近板邊緣處沿負(fù)彎矩筋端部出現(xiàn)裂縫。而在房屋角部的板處,由于收縮是雙向的,沒有配置足夠的構(gòu)造鋼筋,因此產(chǎn)生450斜裂縫。3樓板厚度現(xiàn)澆板厚度不夠,導(dǎo)致開裂。鋼筋混凝土構(gòu)件的受力是由鋼筋與混凝土共同承擔(dān)的,現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板過薄,板的剛度勢必減弱,受拉鋼筋和受壓混凝土應(yīng)力增大,板因此開裂。4樓板中暗埋PVC管現(xiàn)澆板內(nèi)埋管,是引起樓板開裂的重要原因之一。PVC管與混凝土的粘結(jié)不好,且減少板的厚度,特別是樓板中部只有板底一層鋼筋時(shí),容易出現(xiàn)順著PVC管線走向的斷裂裂縫,調(diào)查中發(fā)現(xiàn)板中部的通

7、長裂縫經(jīng)常從燈頭處穿過。5荷載取值設(shè)計(jì)中未充分估足裝修荷載、使用荷載(即設(shè)計(jì)荷載偏小,以致設(shè)計(jì)受力小于實(shí)際受力,板因此開裂。4.施工方面1現(xiàn)澆板上過早施工、加載引起的裂縫混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定,混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2N/mm2前,不得在其上踩踏和安裝模板及支架。但開發(fā)商為了搶時(shí)間趕進(jìn)度,在剛澆好的現(xiàn)澆板混凝土尚處在初凝或終凝階段就任意踩踏、搬運(yùn)材料、集中堆放磚、模板、砂漿等。過早地加載,人為地造成了現(xiàn)澆板開裂。2支座處負(fù)筋下沉產(chǎn)生裂縫在施工過程中由于施工工藝不當(dāng)或施工人員的野蠻操作,任意踩踏鋼筋,致使支座處負(fù)筋下沉,負(fù)筋的混凝土保護(hù)層厚度過大,減少了板截面的有效高度,使板的承載力達(dá)不

8、到設(shè)計(jì)的要求,從而導(dǎo)致板裂縫的產(chǎn)生。3混凝土養(yǎng)護(hù)不當(dāng)或不及時(shí)產(chǎn)生的裂縫混凝土養(yǎng)護(hù)不當(dāng),尤其是使用鋼模板時(shí),未注意澆水養(yǎng)護(hù),易產(chǎn)生收縮裂縫。4其他如混凝土強(qiáng)度等級(jí)未達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí);混凝土水灰比、塌落度太大;混凝土澆搗不密實(shí)或過振,有蜂窩、麻面、狗洞等;支模馬虎,不嚴(yán)實(shí),漏漿;施工超載;混凝土冬季受凍或夏季烈日暴曬;施工單位偷工減料,故意減少配筋量等。二、現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫的控制措施現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板出現(xiàn)裂縫,一方面影響結(jié)構(gòu)使用安全和耐久性,另一方面影響外觀。因此,必須從設(shè)計(jì)、材料、施工、管理等多方面采取控制措施,控制有害裂縫,減少(小可見裂縫。1. 設(shè)計(jì)方面由于樓(屋面板的邊界約束條件非

9、常復(fù)雜,混凝土收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力的理論計(jì)算并未完全解決,而且施工質(zhì)量遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)時(shí)的理想狀態(tài),因此在工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中,主要從設(shè)計(jì)理念和構(gòu)造措施上予以注意,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意采取適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)措施,以求盡量減少現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓(屋面板開裂的可能性。1建筑平面應(yīng)力求規(guī)則。當(dāng)建筑平面有不可避免的凹口時(shí),連續(xù)的鋼筋混凝土樓板寬度不宜小于5m;凹口內(nèi)側(cè)的鋼筋混凝土樓板應(yīng)適當(dāng)加厚，使能抵抗在此處集中的溫度應(yīng)力和混凝土收縮應(yīng)力；應(yīng)在凹 口外緣設(shè)置拉梁或拉板，其截面及配筋不能太小；砌體結(jié)構(gòu)中凹口陽 角及陰角處必須設(shè)置構(gòu)造柱。 2）樓（屋）面板采用普通混凝土?xí)r，其強(qiáng)度等級(jí)不宜大于 C30。 3）適當(dāng)增加樓（屋）面板厚度，宜

10、取板厚 hL/30L/35(L 為單向 板計(jì)算跨度或雙向板短向跨度， L4.5m 的板厚宜取 hL/30。 鋼 當(dāng) 筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制指南建議：當(dāng)樓板內(nèi)需要埋置管線時(shí)，現(xiàn)澆 樓板的設(shè)計(jì)厚度不宜小于 110mm.高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)建議： 普通鋼筋混凝土平板跨高比一般控制在 3036。 高規(guī)規(guī)定：一般 樓層現(xiàn)澆板厚度不應(yīng)小于 80mm,當(dāng)板內(nèi)預(yù)埋暗管時(shí)不宜小于 100 mm；屋面板厚度不宜小于 120 mm。故筆者建議：一般樓板（包括廚 房、衛(wèi)生間、陽臺(tái)等）厚度宜取 h110 mm，最小應(yīng)取 100 mm，屋 面板厚度宜取 h120 mm。 4）在陽角、陰角板塊及較大板塊的四角部位板上、下側(cè)增

11、設(shè)與對(duì)角 線平行的810100 放射鋼筋， 其范圍為 L/4L/3 （L 為板短向 跨度） ，上側(cè)鋼筋放在負(fù)筋上面，下側(cè)鋼筋放在板下部鋼筋下面，以 預(yù)防樓板四角部位的 45°斜裂縫。 5）在房屋下列部位的現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓（屋）面板應(yīng)設(shè)置抵抗溫度、 收縮鋼筋， 其間距不宜大于 100 mm， ，沿板的縱橫兩個(gè)方向的配筋率 分別不宜小于 0.1%：當(dāng)房屋平面體形有較大凹凸時(shí)，在房屋凹角 處的樓板；房屋兩端陽角處及山墻處的樓板；房屋南面外墻設(shè)大 面積玻璃窗時(shí)，與南向外墻相鄰的樓板；房屋頂層的屋面板；與 6 周圍梁、柱、墻等構(gòu)件整澆且受約束較強(qiáng)的樓板。 6）樓板中暗埋 PVC 管時(shí)，應(yīng)在垂直

12、于 PVC 線管方向在線管范圍內(nèi) 設(shè)置防裂短鋼筋68，間距宜不大于 150 mm，兩端的錨固長度 不小于 30d(d 為防裂短鋼筋直徑。 7）現(xiàn)澆板中受力鋼筋和分布鋼筋的間距不宜大于 150mm。 8）荷載取值切忌偏小。筆者建議：住宅樓面做法自重取值不宜小于 2KN/mm2;非上人屋面活載不宜小于 1.5 KN/mm2 若取 0.5 KN/mm2， （ 可能不滿足施工荷載的要求） 。 2.施工方面 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板出現(xiàn)裂縫固然與材料、設(shè)計(jì)、環(huán)境等諸多因素有 關(guān)，但近幾年的工程調(diào)查發(fā)現(xiàn)：改善混凝土施工技術(shù)和加強(qiáng)施工管理 是防止現(xiàn)澆混凝土樓板產(chǎn)生裂縫的重要途徑。 1）施工單位應(yīng)采取措施確保樓（屋

13、）面板的厚度和板面負(fù)筋的保護(hù) 層厚度。 首先，板負(fù)筋的直角彎鉤長度等于板厚減一個(gè)保護(hù)層厚度。 其次，根據(jù)施工實(shí)踐，建議樓面雙層雙向鋼筋（包括分離式配置的負(fù) 彎矩筋）必須設(shè)置鋼筋小馬凳，其縱橫間距不應(yīng)大于 700mm，特別 是對(duì)于8 一類細(xì)小鋼筋，小馬凳的間距應(yīng)控制在 600 mm 以內(nèi)。 2）澆筑混凝土?xí)r應(yīng)設(shè)跳板、馬凳，安排專門的護(hù)筋人員，嚴(yán)禁施工 人員在鋼筋網(wǎng)上踩踏。 3）切實(shí)加強(qiáng)混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)工作。保濕養(yǎng)護(hù)是徹底消除混凝土 變形裂縫的關(guān)鍵步驟。在夏季，如果是夜間施工氣溫比較低，保濕養(yǎng) 7 護(hù)可在混凝土澆筑后混凝土達(dá)到初凝時(shí)（23h）進(jìn)行。也就是說， 當(dāng)混凝土表面沒有浮水，能經(jīng)住手指輕壓

14、，就可以開始保濕養(yǎng)護(hù)。具 體操作時(shí)，所用的水管要高抬，在水管前接一個(gè)鐵管，并砸成扁嘴， 使水噴射出來落到混凝土表面前已成雨霧狀， 雨霧使混凝土表面的失 水現(xiàn)象消失，又不會(huì)把混凝土的表面澆出麻點(diǎn)。在一般的天氣里，雨 霧保濕養(yǎng)護(hù)應(yīng)在混凝土澆筑后 11.5h 進(jìn)行。這種保濕養(yǎng)護(hù)要持續(xù) 24h。經(jīng)過這樣的保濕養(yǎng)護(hù)，在混凝土的表面可以有效避免收縮變形 裂縫。要特別強(qiáng)調(diào)的是，如果不能及時(shí)保濕養(yǎng)護(hù)，待混凝土終凝后才 進(jìn)行，此時(shí)裂縫已產(chǎn)生，即使水澆得再多也枉然。 4）模板牢固，適時(shí)加荷。防止混凝土裂縫，模板支撐必須牢固，拆 模時(shí)混凝土要達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度；在混凝土強(qiáng)度未達(dá)到 1.2N/mm2 以前， 不準(zhǔn)在幼齡混凝

15、土上面踩踏、支模、加荷。為了達(dá)到這一目的，工程 質(zhì)量檢察員和技術(shù)員必須認(rèn)真負(fù)責(zé)，避免野蠻施工的不良行為。 5）合理振搗，合理抹壓。 6）適當(dāng)控制商品混凝土的塌落度、水灰比。建議：澆筑樓板混凝土 的最大用水量宜控制在 180kg/m3，最多不超過 180kg/m3。 3.建設(shè)單位不應(yīng)盲目縮短施工工期。 4.交付使用后的防治措施 1）住房裝修階段的管理至關(guān)重要。禁止用戶在裝修時(shí)破壞原有結(jié)構(gòu)， 杜絕在樓板上開槽、打洞、鉆孔等野蠻施工，嚴(yán)禁集中堆載，防止不 合理的裝修施工而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。 2）對(duì)于空置房，夏季應(yīng)開窗通風(fēng)，以免室內(nèi)溫度太高，這樣有利于 8 減少樓板的溫差變形。冬季也不應(yīng)門窗禁閉，以免濕度降低，這樣有 利于減少樓板的干縮裂縫。 結(jié)束語 現(xiàn)澆板的微觀裂縫是不可避免的，一定程度宏觀裂縫也是不可避免 的，但其有害程度是可以控制的。只要精心設(shè)計(jì)、精心施工