邱鳳梅 劉 捷

(1.武鋼開圣科技公司 湖北 武漢：430081；2.武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖北 武漢：430080)

1 工程概況

本工程為一棟八層磚混結(jié)構(gòu)的住宅樓，總建筑面積2890.89m2，1.5個(gè)單元。標(biāo)準(zhǔn)層樓面鋪預(yù)制空心板，屋面為鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，板厚100mm，住宅基礎(chǔ)采用人工挖孔擴(kuò)底灌注樁。屋面防水層施工完后，八樓頂棚在三個(gè)月時(shí)間內(nèi)陸續(xù)出現(xiàn)裂紋，其中～軸臥室頂棚有滲水現(xiàn)象?，F(xiàn)澆屋面板裂紋走向示意圖見圖1，裂紋沿頂棚預(yù)埋接線盒向四周擴(kuò)散，每條裂紋走向平行于電線套管，屬于現(xiàn)澆板下跨中計(jì)算正彎矩的裂縫。

圖1 八樓現(xiàn)澆屋面裂紋走向示意圖

2 裂紋形成的原因分析

本文從設(shè)計(jì)和施工兩方面對(duì)現(xiàn)澆板裂紋進(jìn)行分析。

2.1 板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1.1 板厚的確定

該屋面現(xiàn)澆板為雙向板，其中臥室除端頭兩塊板為三邊連續(xù)，一邊簡支外，其余均可視為四邊連續(xù)板；三間大客廳為兩邊連續(xù)，兩邊簡支板；餐廳為三邊連續(xù)，一邊簡支板。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，雙向板最小厚度為80mm，板高跨比最小比值在板簡支時(shí)為1/45短邊長，連續(xù)時(shí)為1/50短邊長。臥室進(jìn)深4.5m，開間分別為2.7m、3.0m、3.3m、3.6m，計(jì)算最小板厚時(shí)取最不利的3.6m開間，板最小計(jì)算厚度72mm；客廳進(jìn)深6.6m，開間3.9m，簡支板的最小厚度為86mm，設(shè)計(jì)時(shí)考慮到安全系數(shù)及電線預(yù)埋管將板厚確定為100mm。

2.1.2 客廳、臥室現(xiàn)澆板配筋計(jì)算

(1)屋面荷載

1)荷載標(biāo)準(zhǔn)值

屋面恒載：q=4.85kN/m2

上人屋面活載p=1.5kN/m2

2)荷載設(shè)計(jì)值：q1=1.2q+×1.4p=7.92kN/m2

3)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q2=q+p=6.35kN/m2

(2)客廳屋面板配筋計(jì)算

圖2 客廳屋面板計(jì)算簡圖

計(jì)算截面位置計(jì)算截面彎矩系數(shù)M0計(jì)算截面彎矩M(kN·m/m)計(jì)算截面配筋A(yù)s(mm2)設(shè)計(jì)配筋設(shè)計(jì)配筋A(yù)s(mm2)A軸短邊支座M0a= -0.1093-13.17897φ14@1501026B軸長邊支座M0b= -0.0776-9.35654φ12@150753A軸短邊跨中Maz= 0.04966.28429φ10@180436B軸長邊跨中Mbz= 0.01532.84218φ8@200246

3)臥室屋面板配筋計(jì)算

根據(jù)屋面板支撐分析，按三邊固定，一邊簡支計(jì)算，計(jì)算簡圖見圖3。計(jì)算結(jié)果見表2。

圖3 臥室屋面板計(jì)算簡圖

2.1.3 結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果分析

通過以上分別對(duì)客廳和臥室最不利屋面板配筋的計(jì)算可知，項(xiàng)目實(shí)施過程中如果按計(jì)算結(jié)果組織施工，屋面板強(qiáng)度完全滿足安全要求。通過檢查施工記錄，發(fā)現(xiàn)屋面現(xiàn)澆板板厚和配筋是按照計(jì)算結(jié)果施工的，排除了現(xiàn)澆板由于強(qiáng)度或承載力不足造成裂縫這一因素。

2.2 板裂縫計(jì)算

施工中房間屋面埋置通長的SC20硬塑電線套管(以下簡稱電管)，會(huì)降低板的抗裂度。由附件一可知：當(dāng)未埋電管時(shí)，h=100mm厚板的抗裂度Mct0=3.208 kN·m/m; 當(dāng)埋電管時(shí)，其抗裂度Mct1=2.313 kN·m/m; 當(dāng)埋電管及施工時(shí)采用40 mm×40 mm×10 mm的混凝土墊塊時(shí)，其抗裂度Mct2=2.012 kN·m/m。因此，當(dāng)板的跨中實(shí)際正彎矩M超過上述范圍的部位出現(xiàn)裂縫是可能的，見圖4。

表2 臥室屋面板配筋計(jì)算

圖4 埋SC20硬塑電管對(duì)板厚h=100屋面板抗裂度的影響估計(jì)

2.2.1 客廳屋面板裂縫計(jì)算

客廳屋面板按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩分別如下：

ql2=5.0kN·m/m>Mct0;

ql2=2.05kN·m/m

由電氣設(shè)計(jì)知，SC20電管平行于a軸(見圖2)埋設(shè)，而其跨中彎矩Mbzs

Wmaxa=0.101mm,Wmaxb=0.096mm，Wmaxaz=0.067mm

根據(jù)規(guī)范規(guī)定，本建筑最大裂縫允許寬度[Wmax]=0.2mm，而以上Wmax均小于[Wmax]，所以裂縫寬度滿足設(shè)計(jì)要求。

2.2.2 臥室屋面板裂縫計(jì)算

臥室屋面板按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算跨中彎矩：

ql2=2.24kN·m/m

ql2=2.68kN·m/m

由電氣設(shè)計(jì)知，SC20電管平行于b軸(見圖3)埋設(shè)，而其跨中彎Mazs

因此該埋設(shè)方式是可行的。

2.2.3 裂縫計(jì)算分析

綜合2.2.1和2.2.2計(jì)算結(jié)果，客廳和臥室屋面板的跨中實(shí)際彎矩Mazs和Mbzs均大于采用40 mm×40 mm×10 mm混凝土墊塊施工時(shí)的抗裂度Mct2，抗裂度降低使通長埋置電管的現(xiàn)澆板產(chǎn)生裂縫，通過上述計(jì)算，實(shí)際產(chǎn)生的裂縫寬度均小于規(guī)范允許的裂縫寬度。

2.3 施工原因分析

首先，屋面現(xiàn)澆板施工時(shí)支模采用了40 mm×40 mm×10 mm混凝土墊塊，導(dǎo)致現(xiàn)澆屋面板抗裂度降低，使通長埋置電線套管的現(xiàn)澆板產(chǎn)生裂縫；其次通過檢查施工記錄，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)澆屋面所用水泥未經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)抽檢，且整個(gè)屋面68.61m3混凝土只用一天時(shí)間就澆筑完成，施工過程中沒有采取有效措施避免或減少溫度應(yīng)力引起的不均勻收縮影響。

3 屋面板裂縫的處理措施

屋面板出現(xiàn)裂縫及部分房間出現(xiàn)漏水現(xiàn)象后，在頂棚裂縫處貼紙觀察，經(jīng)過兩個(gè)月后，發(fā)現(xiàn)板裂縫無進(jìn)一步發(fā)展趨勢(shì)，基本穩(wěn)定，并且通過上述分析計(jì)算，裂縫寬度在《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》允許范圍內(nèi)，對(duì)現(xiàn)澆板使用階段的強(qiáng)度不會(huì)造成影響，板無需補(bǔ)強(qiáng)加固，擬采用封閉方法對(duì)裂縫進(jìn)行處理。

3.1 無漏水裂縫的處理

無漏水裂縫，估計(jì)裂縫沒有貫通，只須對(duì)板的下表面采用壓抹環(huán)氧膠泥進(jìn)行封閉，其步驟為：

(1)表面處理：將待修補(bǔ)裂縫的50～100m寬范圍內(nèi)的砼表面面層抹灰鑿去，用鋼絲刷、砂紙刷擦后，再清洗潔凈并使基層干燥；

(2)基層干燥后用毛刷涂刷環(huán)氧漿液；

(3)壓抹環(huán)氧膠泥層：用鐵抹子沿裂縫壓抹一層寬20～40mm，厚1～2mm左右的環(huán)氧膠泥，膠泥層寬度及厚度根據(jù)裂縫寬度確定，列表如下：

裂縫寬度(mm)膠泥層寬(mm)膠泥層厚(mm)0.1^0.32010.3^13011.0^2.0402

如基層不易干燥時(shí)，改用壓抹環(huán)氧焦油膠泥；

(4)粉刷及裝修層原樣恢復(fù)，上述環(huán)氧漿液及環(huán)氧膠泥配合比見相關(guān)參考表。

3.2 漏水裂縫的處理

漏水裂縫，估計(jì)裂縫已經(jīng)貫通，必須對(duì)板的上、下表面進(jìn)行封閉，封閉步驟同3.1，需特別說明的是必須做好上表面瑪璃脂清污處理，瑪璃脂揭掉后，用丙酮或二甲苯或酒精擦洗，保證待修補(bǔ)裂縫的清潔、干燥。

為使屋面防水效果更加可靠，現(xiàn)將40厚C20細(xì)石砼層改為40厚C20細(xì)石砼剛性層，該層配φ4鋼筋雙向中距200 mm，分格縫縱橫間距4m，縫上口寬20-30mm，下口寬15-20mm，縫內(nèi)嵌油膏，剛性層上部增鋪PVC防水卷材，卷材卷至天溝。

4 總結(jié)

工程中鋼筋混凝土現(xiàn)澆板產(chǎn)生裂縫的原因主要有以下四點(diǎn)：

(1)由于混凝土收縮所造成的裂縫;

(2)由于基礎(chǔ)不均勻沉陷造成的裂縫；

(3)處理欠佳的施工縫后遺裂縫；

(4)正常受力構(gòu)件由于強(qiáng)度或承載力不足造成的裂縫。

本住宅工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用的是人工挖孔擴(kuò)底灌注樁，基礎(chǔ)施工完成后甲方委托有資質(zhì)的勘察公司對(duì)樁基進(jìn)行了檢測(cè)，排除了由于基礎(chǔ)不均勻沉陷造成裂縫這個(gè)因素。通過上述分析，在滿足屋面板安全使用的前提下，根據(jù)屋面出現(xiàn)的裂縫走向來看，施工時(shí)采用40 mm×40 mm×10 mm混凝土墊塊支模并通長埋置電線套管使板的抗裂度降低，這是產(chǎn)生沿管線走向裂縫的主要原因。為了避免產(chǎn)生類似工程質(zhì)量事故，施工方在做到按圖施工的前提下，必須嚴(yán)格按照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》進(jìn)行施工。結(jié)合本案例，在現(xiàn)澆板澆筑前支模板時(shí)應(yīng)該采用架立鋼筋，保證鋼筋保護(hù)層厚度滿足設(shè)計(jì)值要求，而不應(yīng)該采用尺度過大的混凝土墊塊；同時(shí)設(shè)計(jì)方各專業(yè)間應(yīng)相互溝通，在電氣設(shè)計(jì)埋置電線套管的情況下，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可考慮適當(dāng)增加現(xiàn)澆板的厚度。

[1] 唐錦春，郭鼎康.簡明建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社出版，1997.

[2] 國振喜.簡明鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[3] 董吉士.房屋維修加固手冊(cè)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1988.