盧巧玲 LU Qiao-ling；盧健樂 LU Jian-le

（①浙江廣廈建設職業(yè)技術大學，東陽 322100；②浙江筑工科技有限公司，東陽 322100）

0 引言

近幾年國家大力發(fā)展裝配式建筑，桁架鋼筋混凝土疊合板是應用最廣泛的一種預制構件，基本每個采用裝配式建造技術的項目都會應用，具有機械化程度高、質量易控制、生產速度快、建設周期短等優(yōu)點，但疊合板在實際工程應用上存一個較普遍的問題：預制部分板很薄，一般是60mm，在板跨度較大的情況下疊合板板面、板底經(jīng)常發(fā)生開裂現(xiàn)象，裂縫寬度0.2~2mm，個別疊合板甚至出現(xiàn)通長、通透裂縫。該情況嚴重影響預制疊合板質量，修補費時費力且效果不理想，個別出現(xiàn)嚴重斷裂的疊合板只能報廢處理，損失巨大。

本文結合實際工程案例以及訪問工程師期間的實踐，經(jīng)過嘗試優(yōu)化混凝土配合比和控制塌落度、加強鋼筋保護層厚度控制、應力集中處增加補強鋼筋、提高振搗質量、及時澆水養(yǎng)護、嚴格按要求碼放及其他輔助措施，能有效改善疊合板開裂問題。

1 原因分析

1.1 問題描述和照片記錄

依據(jù)現(xiàn)場反饋及存貨檢查，疊合板普遍性的裂縫集中在以下四個地方（如圖1）：①短向裂縫，主要在放槽鋼處和長板跨中處；②應力集中引起的裂縫，主要是線盒處、缺口處和洞口處；③長向裂縫，主要在跨中處；④外力作用產生的不規(guī)則裂縫。

圖1 各類型疊合板裂縫

1.2 可能的原因分析及初步排查

1.2.1 混凝土配合比不當、坍落度過大

混凝土配合比不當，如出現(xiàn)水泥用量過大、水灰比過大等將直接影響混凝土的抗拉強度。水泥用量過多，收縮會增大進而引起裂縫，且水泥水化反應放出的熱量會使疊合板混凝土內外溫差過大而引起內應力，使正在凝結硬化的混凝土產生裂縫。水灰比過大，會使水泥漿過稀，拌合物流動性大。雖然有利于工人澆搗施工，但會極大影響混凝土拌合物的粘聚性和保水性，嚴重的會出現(xiàn)離析和泌水現(xiàn)象，水泥膠體與骨料粘結面積減小，粘結力下降，混凝土硬化時會產生細小裂縫。

1.2.2 鋼筋網(wǎng)片保護層厚度偏大

部分預制疊合板底部裂縫在10~20mm，基本與疊合板保護層厚度15mm相當，預制疊合板基本為單層雙向鋼筋，如果鋼筋網(wǎng)片放置不到位，或者混凝土澆搗過程中出現(xiàn)鋼筋網(wǎng)片上浮等情況，會導致鋼筋保護層厚度偏大，影響預制疊合板整體受力，抵抗外界荷載和變形能力差，進而引發(fā)開裂現(xiàn)象。

1.2.3 混凝土澆搗質量差

混凝土施工過程中過分振搗，粗骨料下沉擠出水分、空氣，混凝土表面因泌水而形成豎向體積縮小沉落，從而形成表面砂漿層，它比下層混凝土有較大的干縮性能，待水分蒸發(fā)后，容易形成塑性收縮裂縫。另外，混凝土厚度偏薄也會導致預制疊合板剛度不足，在荷載作用下抵抗變形能力變差，易引起開裂現(xiàn)象。

1.2.4 養(yǎng)護不到位

預制疊合板由于其表面積大，厚度薄，暴露于環(huán)境中的面積較大，混凝土的保濕養(yǎng)護對其強度增長和各類性能的提高十分重要，特別是早期的妥善養(yǎng)護可以避免表面脫水，可大量減少混凝土初期收縮裂縫的產生。

1.2.5 預制疊合板碼放方式不當

預制疊合板在拆模后需先在車間內碼放整齊后，再短駁至堆場堆放，此時疊合板強度僅滿足脫模要求，尚未達到設計標準值，合理規(guī)范的碼放方式至關重要。疊合板碼放不同規(guī)格混裝、墊木規(guī)格不統(tǒng)一、上下層墊木未同心設置、不同寬度疊合板層間支墊不當、堆放層數(shù)過大等均會導致預制疊合板局部受力過大、應力集中，引發(fā)疊合板開裂現(xiàn)象。

1.2.6 應力集中引起的裂縫

許多的項目實例普遍體現(xiàn)在預埋線盒四角處、角部缺口陰角處、中間洞口四角處開裂比較明顯；每一摞疊合板最下面的一塊與槽鋼接觸處開裂現(xiàn)象也比較明顯，這些裂縫均是應力集中作用導致。

1.2.7 脫模起吊不當

脫模起吊時考慮到乘以動力系數(shù)的底板自重和底模對構件的吸附力，此時荷載產生的板底拉應力超過混凝土的抗拉強度標準值，會導致預制底板開裂。起吊時某個吊點先于其他吊點受力，會在起吊瞬間受力不均出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。另外受條件所限，原計劃六吊點起吊改為四吊點起吊，較寬的板未按照設計的吊點起吊，這些操作導致脫模起吊時預制底板板底混凝土拉應力增大，造成開裂現(xiàn)象。

2 預防措施

①混凝土：控制原材料，特別是砂的含泥量應有嚴格要求；水灰比和坍落度、水泥出廠日期（安定性），現(xiàn)場試塊強度實測值，確保強度。在開盤前，試驗人員進行砂、石含水量試驗，并根據(jù)具體情況適當調整生產配合比。小方量商品砼供應時，預防粗骨料和水泥砂漿分離，如現(xiàn)場卸料時發(fā)生這一情況，要攪拌均勻再使用。第一盤混凝土攪拌完成后，及時進行坍落度檢測，一般需在180mm左右，使混凝土具有可靠的性能和合理的工作狀態(tài)。

②鋼筋綁扎：建議預制疊合板鋼筋網(wǎng)片統(tǒng)一在鋼筋后臺集中綁扎，針對不同鋼筋間距，制作相應的定型化綁扎支架，確保鋼筋網(wǎng)片間距、整體綁扎質量滿足設計要求。模具組裝完成后，對鋼筋網(wǎng)片集中安裝塑料保護層墊塊，確保墊塊墊設均勻。鋼筋網(wǎng)片入模后，專人跟進復核鋼筋網(wǎng)片是否安裝到位，避免鋼筋保護層過大。在預制板變截面處、預留洞、預埋線盒及一些容易開裂的薄弱部位、適當增加補強鋼筋。

③澆筑混凝土：預制疊合板混凝土澆搗過程中，根據(jù)混凝土塌落度情況，均勻、一次布料到位，確保布料厚度。同時適當控制振搗棒前進速度，保持均勻前行，嚴格控制振搗時間，混凝土停止下沉，表面平坦泛漿不再冒出氣泡為準，確?；炷吝_到最佳振搗效果，有效避免表面干縮裂縫的形成和發(fā)展。振搗時間不宜過長，掌控好第二次收面的時間，以防產生收縮裂縫。

④養(yǎng)護：在預制疊合板短駁至堆場后一周內，正是混凝土水化反應進行的關鍵時期。安排專人對所有預制疊合板表面灑水，確保構件保持濕潤狀態(tài)，保障混凝土的水化反應的正常進行，最終確保預制疊合板強度滿足設計要求。蒸汽養(yǎng)護要控制升溫降溫的速度，出窯前控制溫差在20℃以內，超過20℃需蓋膜養(yǎng)護使溫度逐漸降低。確保在初始養(yǎng)護期間的溫差不宜過大，有效避免溫度裂縫的產生。

⑤脫模：要嚴格按照操作規(guī)程，由于此時強度較低，這一期間很容易產生裂縫。使用平衡架起吊，吊點嚴格按設計的點位，起模強度不得低于15MPa。

⑥堆放：預制疊合板在拆模后嚴格按規(guī)格、樓層分類碼放整齊，板之間隔離墊木統(tǒng)一墊木厚度，上下層預制疊合板間墊木同心設置，不同寬度疊合板層間支墊采用同一厚度墊木，墊木間距不大于1.2m，同一規(guī)格板塊數(shù)較多時優(yōu)先堆放在一起，不同規(guī)格板混裝時，確保大板寬板在下、窄板小板在上，每堆疊合板最大堆放層數(shù)不宜超過6層，防止因構件堆放不當導致預制疊合板局部受力過大、應力集中，有效減少疊合板開裂現(xiàn)象。

⑦與項目部充分溝通：工地卸貨、堆放、或直接吊到樓面時要提出廠家的合理要求，以免產生裂縫；對工地項目部支模方案要把關控制、現(xiàn)場同方案是否相符合、預制板下面同支模架是否擱置平整密實牢固的驗收，察看記錄。樓面澆筑混凝土時，輸送泵管和布料機放置點可能會損壞疊合板而產生裂縫，特別是跨度過大部位，樓層施工時，對堆放材料的要求及振動荷載要求不應超過設計規(guī)定。樓層支模架拆除時，不應有較大振動，材料堆放不能超過設計值要求。

3 試驗檢測

以東陽市某中心小學為例，因疊合板開裂現(xiàn)象較明顯，該小學特委托專業(yè)的檢測公司隨機抽檢，對疊合板進行結構性能靜荷載試驗，確定疊合板是否滿足承載力、撓度、裂縫寬度的規(guī)范要求。2022年9月在生產車間現(xiàn)場對2FPC103疊合板進行結構性能靜荷載試驗，本次試驗建設單位、監(jiān)理單位、施工單位均到場見證。在加載前，發(fā)現(xiàn)此構件底面存在6條明顯可視裂縫。

根據(jù)現(xiàn)場情況及規(guī)范要求，被檢測的疊合板下部支撐方式按實際安裝時搭設，與設計條件相符。本次試驗共布置了5個測點，如圖2所示；裂縫觀測采用HC-U81型混凝土超聲波檢測儀。

圖2 結構性能靜荷載觀測示意圖

3.1 撓度觀測結果

現(xiàn)場荷載試驗修正后結果如表1所示；測點加載修正后曲線變化情況如圖3所示。

圖3 測點加載曲線變化圖

表1 2FPC103疊合板撓度監(jiān)測統(tǒng)計表

3.2 裂縫觀測結果

在加載前，發(fā)現(xiàn)構件底面存在6條明顯可視裂縫；在加載過程中，共計存在4條豎向裂縫，最大裂縫寬度為0.14mm，最大裂縫長度為3647mm；在加載到最大加載值后，裂縫寬度最大變化值為0.04mm，卸載后裂縫寬度有明顯恢復，具體數(shù)據(jù)如表2及表3所示，裂縫示意圖見圖4所示。

表2 加載裂縫監(jiān)測統(tǒng)計表 單位：mm

表3 卸載裂縫監(jiān)測統(tǒng)計表 單位：mm

圖4 底部裂縫示意圖

3.3 檢測結論

①由檢測結果可知抽檢構件的撓度值、殘余撓度均滿足《混凝土結構試驗方法標準》（GB 50152-2012）第9.4.2條的要求，所選構件結構性能滿足規(guī)范要求。②試驗過程中發(fā)現(xiàn)構件存在裂縫，最大裂縫寬度為0.14mm，最大裂縫變化量為0.04mm，本次試驗所檢2FPC103疊合板滿足正常使用極限狀態(tài)的要求。

4 結語

本文通過工程實踐總結桁架鋼筋混凝土疊合板開裂的原因及預防措施，借此與同行交流。工廠操作不當很容易引起疊合板開裂，控制原材料、規(guī)范操作、合理堆放、使用補強措施等可以大大較少疊合板裂縫的產生。同時，在實際工程中，裂縫是很難完全避免的，大部分淺表裂縫不影響結構安全，可修補解決。