唐玉文 范龍霞 王福勝

(合肥職業(yè)技術(shù)學(xué)院 安徽合肥 238000)

由于建筑施工對節(jié)能、減排和文明施工等要求的日益提高，特別是商品混凝土生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)不斷發(fā)展和提高，近年來商品混凝土在住宅建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。但商品混凝土在建筑工程施工中產(chǎn)生了一些質(zhì)量問題，其中比較突出的是商品混凝土現(xiàn)澆樓板的裂縫問題，似乎現(xiàn)澆商品混凝土樓板裂縫是不可克服的一種質(zhì)量通病。這些樓板裂縫不影響結(jié)構(gòu)安全，但會(huì)造成樓板的滲水，影響結(jié)構(gòu)的耐久性，會(huì)使一般的使用者有不安全感，引起用戶和施工單位、房產(chǎn)商之間產(chǎn)生矛盾和糾紛。文章通過對實(shí)際工程案例樓板裂縫成因的調(diào)查、分析，總結(jié)出商品混凝土樓板裂縫的控制措施。

1 工程案例分析

1.1 工程概況

圖1 住宅樓平面圖

安徽省巢湖市濱河小區(qū)位于巢湖市巢湖南路東側(cè)，該項(xiàng)目A區(qū)共有6層磚混結(jié)構(gòu)住宅樓12棟，單體建筑面積均為2 272.67m2，層高2.9m，建筑平面圖如圖1所示，屋頂為坡屋頂。該住宅樓基礎(chǔ)為鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，±0.000以下墻體采用MU10煤矸石燒結(jié)磚，M10水泥砂漿砌筑，1-3層墻體采用MU10煤矸石燒結(jié)磚，M10混合砂漿砌筑，三層及以上墻體采用用MU10煤矸石燒結(jié)磚，M7.5混合砂漿砌筑，梁、板、柱混凝土均采用C25商品混凝土澆筑，樓板厚度為100mm，衛(wèi)生間樓板厚80mm。樓板內(nèi)配筋雙向Φ8@150，衛(wèi)生間樓板內(nèi)配筋雙向Φ8@200，板支座采用分離式配筋，配筋為Φ8@200。該工程于2014年12月開工，2016年5月竣工。

1.2 裂縫的特征

在該項(xiàng)目A區(qū)的12棟住宅樓中，在施工過程中及竣工后，發(fā)現(xiàn)大量的樓板裂縫，裂縫分布如圖2所示。

圖2 樓板裂縫分布示意圖

根據(jù)樓板裂縫的位置和特征，樓板裂縫可分為4種，見圖3。

圖3 樓板裂縫示意圖

(1)45o斜裂縫，稱為裂縫1。該類裂縫主要分布在房屋平面周邊的陽角處房間的板角處，裂縫沿45o方向開展，距離板角750-1 500mm。裂縫中部較寬，兩端較窄，最大裂縫寬度1.2mm，大部分裂縫貫穿樓板厚度。相對而言，越靠近屋頂?shù)臉前宄霈F(xiàn)這種斜裂縫越嚴(yán)重；靠南側(cè)房間這種斜裂縫比較常見，裂縫寬度相對較大，而且一般貫通樓板。[1]

(2)四周裂縫，稱為裂縫2。該類裂縫分布在樓板頂面四周靠近墻(梁)邊約400mm位置，基本平行于墻(梁)，少數(shù)房間樓板的這種裂縫與板角的斜裂縫形成連續(xù)的環(huán)形裂縫。

(3)跨中長裂縫，稱為裂縫3。該類裂縫出現(xiàn)在房間中部，沿長向或短向分布，且長度較大，寬度一般在0.5-1.5 mm區(qū)間內(nèi)，大多貫穿樓板呈通縫狀態(tài)。

(4) 其他裂縫，稱為裂縫4。該類裂縫分布在樓板面，呈不規(guī)則狀，裂縫寬度較小，深度也較淺。[2]

以上4種裂縫出現(xiàn)的數(shù)量見表1。

表1 樓板裂縫分類統(tǒng)計(jì)表(條)

1.3 混凝土開裂機(jī)理

混凝土是一種非勻質(zhì)脆性材料，收縮變形是混凝土的固有特性，混凝土的收縮主要有自收縮、塑性收縮、溫度收縮和干燥收縮。這些收縮因素聚集組合，是混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因。

(1)自收縮。混凝土的凝結(jié)過程就是水泥與水發(fā)生水化反應(yīng)產(chǎn)生凝膠的過程。水化反應(yīng)會(huì)消耗混凝土漿體中的水，形成毛細(xì)孔負(fù)壓，造成混凝土的體積減小，這稱之為自收縮。自收縮與水泥品種有關(guān)，粉煤灰水泥及礬土水泥的自收縮較小。

(2)塑性收縮。澆筑成型后的混凝土漿體，表面的水分會(huì)快速蒸發(fā)，造成混凝土體積的急劇收縮，這稱之為塑性收縮。塑性收縮與水分蒸發(fā)速度有關(guān)，空氣濕度、環(huán)境溫度以及風(fēng)速等都會(huì)影響水分蒸發(fā)速度?；炷恋乃嘤昧吭黾?、單位用水量增加、砂率和水灰比變大等，都會(huì)增大混凝土塑性收縮。

(3)溫度收縮。水泥與水的水化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，產(chǎn)生的水化熱使混凝土溫度升高?；炷羶?nèi)部大量水化熱不易散發(fā)，表面則散熱快，形成溫度差。在混凝土表面就會(huì)因冷縮變形產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土便產(chǎn)生裂縫?；炷恋臏囟仁湛s與水泥用量及水泥品種有關(guān)，水泥用量越大、水泥釋放的水化熱越多，溫度收縮越大。

(4)干燥收縮。混凝土干燥收縮是因?yàn)榛炷粮稍锸鴮?dǎo)致的體積減小?；炷帘砻婵諝鉂穸仍降停酀{體干縮越大。混凝土水灰比越大，混凝土的干燥收縮越大。水泥的收縮量越大，干燥收縮也越大[3]。

1.4 混凝土裂縫成因分析

為了尋找該項(xiàng)目樓板裂縫產(chǎn)生的原因，施工及監(jiān)理單位的技術(shù)人員仔細(xì)檢查了房屋墻體開裂情況，特別是墻體的易開裂部位，如門窗洞口的角部和內(nèi)外墻的交接處，均未發(fā)現(xiàn)明顯的墻體裂縫。通過對樓板混凝土強(qiáng)度的檢測及對樓板承載力驗(yàn)算，均滿足要求。因此，可排除地基不均勻沉降和板承載力不足引起樓板裂縫的因素，該項(xiàng)目樓板的裂縫應(yīng)該是由混凝土自身因素引起的。4種裂縫產(chǎn)生的主要原因見表2。

表2 裂縫產(chǎn)生原因分析表

(1)混凝土的收縮特性是樓板開裂的主要原因。混凝土在硬化過程中，由于內(nèi)部毛細(xì)孔中水分的失去，毛細(xì)孔內(nèi)形成負(fù)壓力，引起混凝土體積縮小。另外，溫度的變化引起混凝土的熱脹冷縮，當(dāng)環(huán)境溫度下降時(shí)，大面積裸露在外的樓板會(huì)迅速降溫冷縮，而樓板四周的梁(墻)卻因外露面積小，且有模板包裹降溫滯后，梁的收縮小于板。混凝土在多種收縮因素共同作用下的體積收縮收到四周梁(墻)的約束，因此在板內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力。這種拉應(yīng)力在板角沿角平分線方向更大，往往引起板角裂縫。該項(xiàng)目樓板多處板角出現(xiàn)的45o斜裂縫就是混凝土收縮和溫差雙重作用的結(jié)果。[4]

(2)材料因素是樓板開裂不可忽視的原因。商品混凝土為了滿足泵送的要求，其加入的水分要比自拌混凝土更多，約為水泥水化所需的水的5-6倍。這些多余水分的蒸發(fā)會(huì)引起混凝土收縮而開裂?；炷恋氖湛s特性還與水泥的品種、骨料的級配及含泥量等有關(guān)。[5]

A11#樓三層①-③與B-C客廳樓板在混凝土澆筑前，先用水和砂漿潤泵。潤泵水和砂漿混合物未清除，直接澆筑在該部位，使得混凝土與大量的潤泵水混合，造成初始的2-3m3混凝土因拌入過多的水而使強(qiáng)度偏低、收縮大，出現(xiàn)局部貫穿裂縫。

(3)施工操作不當(dāng)是引起樓板裂縫的常見原因。樓板混凝土澆筑時(shí)，由于沒有對樓板上部鋼筋網(wǎng)或支座負(fù)彎矩鋼筋采取有效的保護(hù)措施，使得樓板上部鋼筋被踩踏、下陷，大大削弱了這種鋼筋抵抗負(fù)彎矩和裂縫開展的作用。另外，施工單位不能合理組織流水施工或?yàn)榱粟s工期，往往在樓板養(yǎng)護(hù)還不足24h，便在樓板上進(jìn)行下一道工序的施工，特別是集中堆放支架、模板等大荷載材料，甚至在卸料時(shí)造成對樓板的沖擊，這些不當(dāng)操作常常在樓板支座附近引起裂縫。[5]

A8#樓三層⑤-⑧-與B-C客廳樓板周邊，離墻邊400mm左右位置出現(xiàn)的裂縫，即是在樓板澆筑的第2d就上人施工、堆放墻磚，并且在澆筑混凝土?xí)r樓板負(fù)彎矩鋼筋有踩踏、下陷現(xiàn)象。

(4)樓板線管敷設(shè)不合理是引起樓板裂縫的必然原因?，F(xiàn)在住宅中燈具多、插座多，這些電線的線管都敷設(shè)在樓板中，還有通訊網(wǎng)絡(luò)、有線電視等的線管，這些線管一般都是UPVC管，表面光滑與混凝土粘結(jié)差。當(dāng)這些線管固定不夠牢靠或敷設(shè)位置不當(dāng)，使線管靠近板面或板底，特別是線管密集重疊的位置。線管外僅有薄薄的一層水泥漿容易產(chǎn)生沿線管敷設(shè)方向的裂縫。該項(xiàng)目客廳樓板面中部出現(xiàn)的斜向裂縫即是這種原因引起的。[3]

2 裂縫控制措施

現(xiàn)澆樓板產(chǎn)生裂縫的原因是多方面因素共同作用的結(jié)果，以下從引起現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫的主要因素介紹樓板裂縫的控制措施。

2.1 商品混凝土方面

選擇收縮小、水化熱低、質(zhì)量穩(wěn)定和安定性好的水泥，如粉煤灰水泥和普通硅酸鹽水泥，減小混凝土的凝結(jié)收縮和溫度收縮。盡量選擇級配好、粒徑大中粗砂和粗骨料，以減少水及水泥用量，嚴(yán)格控制粗細(xì)骨料的含泥量，從而減少水化熱及混凝土的收縮。根據(jù)施工方案和施工進(jìn)度對混凝土的水灰比、坍落度、初凝和終凝時(shí)間提出明確要求并進(jìn)行有效控制[5-8]。

2.2 混凝土澆搗方面

充分振搗可使混凝土中骨料致密排列有助于混凝土的密實(shí)性和抗裂性，但是過度振搗將使粗骨料沉落在表面形成強(qiáng)度低收縮大的砂漿層，容易產(chǎn)生裂縫。用振動(dòng)棒振搗樓板混凝土將在樓板中形成砂漿帶，砂漿帶是樓板抗裂的薄弱區(qū)，應(yīng)嚴(yán)禁用振動(dòng)棒振搗樓板混凝土。

多次收面可大大減少樓板裂縫的出現(xiàn)，一般至少進(jìn)行3次收面。具體收面時(shí)間應(yīng)根據(jù)氣候條件和混凝土凝結(jié)的具體情況而定。第1次收面以使混凝土表面粗糙不平、石子半露為宜，一般在混凝土澆筑1h后。第2次收面以使板面砂漿層不平整為宜，一般在混凝土澆筑后4h左右。第3次收面在混凝土終凝前，混凝土失去塑性，通過加壓搓揉閉合表面已出現(xiàn)的裂縫，使表面砂漿層與底部混凝土充分融合，一般在混凝土澆筑后6h左右。[6]

2.3 混凝土養(yǎng)護(hù)方面

混凝土澆筑初期快速失水是混凝土開裂的主要原因，正確的養(yǎng)護(hù)是防止混凝土表面出現(xiàn)裂縫的關(guān)鍵。施工單位應(yīng)合理組織流水施工，避免因趕工期而延誤養(yǎng)護(hù)，及時(shí)對混凝土表面進(jìn)行覆蓋和澆水養(yǎng)護(hù)。一般情況下，混凝土澆筑1h混凝土初凝后即可覆蓋，6h混凝土終凝后應(yīng)澆水。如遇高溫、干燥天氣更應(yīng)及時(shí)覆蓋、養(yǎng)護(hù)。

2.4 鋼筋保護(hù)層控制方面

樓板中的鋼筋除了抵抗荷載引起的彎矩，還承擔(dān)著阻止混凝土收縮裂縫和溫差裂縫的作用，而這些作用都需要鋼筋處在正確位置。在樓板鋼筋綁扎到位后通常還有水電工施工，以及混凝土澆筑人員的施工，這些人員往往會(huì)踩踏鋼筋，造成樓板上部鋼筋下落，偏離正確的位置，削弱阻止收縮裂縫和溫度裂縫的作用。因此應(yīng)加強(qiáng)板中鋼筋位置的控制，一般來說，板中上部鋼筋設(shè)置小馬凳，且縱橫向間距不大于0.7m，同時(shí)鋪設(shè)施工過橋板以免直接踩踏鋼筋，在混凝土澆筑過程中安排專人負(fù)責(zé)糾正鋼筋位置，就能保證板面負(fù)筋的正確定位[5-7]。

2.5 模板支撐方面

模板的支撐不夠、支撐剛度差異，或是施工時(shí)的過度震蕩，或是混凝土沒有足夠強(qiáng)度過早拆模，這些都會(huì)使樓板產(chǎn)生沉陷裂縫。因此，使用剛度大的模板支撐，建立牢固的模板支撐體系，施工期間避免料物的集中堆放，盡量減小樓面的荷載，延長拆模時(shí)間，能有效避免以上沉陷裂縫的發(fā)生。

2.6 配筋方面

樓板的配筋一般是按承載力進(jìn)行配筋，沒有充分考慮到混凝土樓板的變形因素。房屋陽角處樓板的斜角裂縫就是混凝土的收縮作用引起的。這種裂縫可以通過加強(qiáng)房屋四周陽角處房間樓板配筋，即采用雙層雙向配筋，并且適當(dāng)加密加粗來控制。

2.7 預(yù)埋線管方面

對于預(yù)埋線管引起的樓板裂縫，是因?yàn)榫€管位置不當(dāng)(太靠近板面或板底)。因此，施工時(shí)應(yīng)保證線管處于樓板厚度方向的中部，對較粗的管線或多根線管的集散處增設(shè)短鋼筋網(wǎng)，即在預(yù)埋管線走向500mm寬度范圍內(nèi)用Φ6×150鋼筋網(wǎng)片加固，即可避免這種裂縫的產(chǎn)生[8]。

商品混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫的產(chǎn)生是多種因素作用組合的結(jié)果。其防治需要設(shè)計(jì)單位、混凝土供應(yīng)商及施工單位共同努力，從商品混凝土原材料入手弱化混凝土的收縮特性，對施工過優(yōu)化施工工藝、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)減小混凝土的收縮，在設(shè)計(jì)方面重視樓板的變形設(shè)計(jì)，發(fā)揮鋼筋對混凝土裂縫的限制作用。商品混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫是可以控制在大家都能接受的范圍[9]。

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