淺析小高層住宅工程的裂縫問題與防治措施

侯名飛

摘要：目前，鋼筋砼結(jié)構(gòu)小高層樓宇現(xiàn)澆樓板和墻體發(fā)生裂縫現(xiàn)象普遍存在，文章根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)分析總結(jié)了其裂縫的性質(zhì)和裂縫控制原則和措施。

關(guān)鍵詞：小高層建筑工程；現(xiàn)澆樓板裂縫；施工裂縫

中圖分類號(hào)：TV973 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-1145（2009）12-0127-02

一、現(xiàn)澆樓板和墻體開裂現(xiàn)象的實(shí)例分析

現(xiàn)澆樓板和墻體開裂現(xiàn)象的常見特點(diǎn)主要有：

1．現(xiàn)澆樓板裂縫多發(fā)生在靠近兩外墻相交處的樓板頂角部位，裂縫往往從一側(cè)外墻邊緣開始，沿與外墻大致呈45°角方向延伸至另一側(cè)外墻終止，其起始點(diǎn)一般到墻角的距離最小約為0.5m，最大可達(dá)1.5m左右，也有部分裂縫的起始點(diǎn)出現(xiàn)在板中并沿著平行于主筋的方向發(fā)展；

2．上述兩種裂縫中，靠近樓板頂角部位的斜向裂縫通常是一條，少數(shù)可見兩至三條近似平行的裂縫。而板中裂縫則數(shù)量不等，并大致呈現(xiàn)出無序和近似平行的兩種排布狀態(tài)；

3．部分現(xiàn)澆樓板出現(xiàn)短而淺、呈無序或近似平行狀態(tài)，其間距為2～3m，寬度可發(fā)展到2.0～3.0mm的裂縫；

4．現(xiàn)澆樓板裂縫沿其長(zhǎng)度方向通常呈現(xiàn)的形狀是棗核形，即中間寬、兩端窄，最大寬度一般均在0.3mm以上；沿樓板厚度方向，其形狀則一般呈V字形，即板頂寬、板底窄（有時(shí)裂縫只在板面出現(xiàn)，板底未見裂縫）；

5．在出現(xiàn)開裂現(xiàn)象的工程實(shí)例中，小高層住宅中的樓板裂縫在建筑立面方向上呈現(xiàn)出“下輕上重”的分布規(guī)律，即較嚴(yán)重的裂縫出現(xiàn)在頂部樓層，下部樓層則通常只存在輕微裂縫或未出現(xiàn)裂縫；

6．填充墻裂縫多發(fā)生在與抗震墻、樓板及梁底交接部位，其走向規(guī)律一般是：與抗震墻交接處為豎向裂縫，與樓板及梁底交接處為貫通墻體厚度的橫向裂縫；

7．地下室墻體裂縫，一般均為豎向裂縫，且較多地呈現(xiàn)為發(fā)生間隔是1.5～2m的有規(guī)律分布狀態(tài)。

二、裂縫的成因分析

對(duì)小高層住宅工程中多發(fā)的現(xiàn)澆樓板和墻體開裂現(xiàn)象，究其發(fā)生的原因較為復(fù)雜，它實(shí)際上是多種因素綜合作用的結(jié)果。大體上說，可將其區(qū)分為由客觀和主觀兩方面因素引起的開裂。前者是指由砼結(jié)構(gòu)本身抗裂性能差的固有特點(diǎn)所引起的、結(jié)構(gòu)在各種非人為變形因素作用下形成的裂縫，如由材料自然收縮、溫度變化、地基不均勻沉降引起的結(jié)構(gòu)裂縫；后者則是指由于設(shè)計(jì)不合理、施工缺陷等人為因素引起的裂縫。顯然，就兩者關(guān)系而言，前者是開裂現(xiàn)象出現(xiàn)的基礎(chǔ)條件，后者則對(duì)開裂現(xiàn)象的發(fā)生程度起抑止或放大作用，并最終決定著對(duì)裂縫缺陷的質(zhì)量控制效果。

（一）由砼自身干縮引起的裂縫

處于空氣中的砼在干燥時(shí)收縮、受潮時(shí)膨脹，這是砼固有的特性。在前述工程實(shí)例中，硬化前的新拌砼在凝結(jié)過程中及硬化早期的砼因表面水分蒸發(fā)而引起的干縮裂縫現(xiàn)象是較為明顯的。觀測(cè)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)新拌砼用于大塊樓板現(xiàn)澆，在氣溫高、濕度低和有風(fēng)的環(huán)境條件下，當(dāng)其蒸發(fā)速度接近1kg/m²h時(shí)，就更容易出現(xiàn)樓板表面裂縫。

（二）由溫度變形引起的裂縫

砼與通常的固體材料一樣具有熱脹冷縮特性。在溫差和砼骨料組成顆粒間的熱膨脹系數(shù)差異較大，或不同的材質(zhì)界面溫度變形系數(shù)不同時(shí)，都將引起材料內(nèi)部出現(xiàn)具有破壞性的內(nèi)應(yīng)力，從而造成結(jié)構(gòu)開裂。如在前述工程實(shí)例中，發(fā)生樓板頂角斜向裂縫的主要原因，應(yīng)在于施工時(shí)室內(nèi)外溫差較大（數(shù)據(jù)觀測(cè)時(shí)值夏季，當(dāng)時(shí)外墻墻面溫度高達(dá)40℃～50℃，而室內(nèi)樓板溫度則僅為25℃～30℃），使外墻在高溫下產(chǎn)生較大的溫度變形；而由于每層樓板又與墻體（梁、柱）連接，其所起的作用是對(duì)墻體變形進(jìn)行約束，這樣，在靠近墻角部位的現(xiàn)澆樓板內(nèi)部就會(huì)出現(xiàn)較大的斜向主拉應(yīng)力（在常見的外墻、樓板厚度條件下，經(jīng)彈性有限元計(jì)算分析，結(jié)果表明該斜向主拉應(yīng)力可達(dá)8.0MPa左右）；再加之砼塑性干縮等因素的影響，即可形成樓板斜向開裂。

（三）人為影響因素

引起小高層住宅樓板、墻體裂縫的主觀人為影響因素可主要?dú)w結(jié)為：材料選配、選用不宜，如使用了水泥質(zhì)量不符合要求、骨料含雜質(zhì)大、配合比不良的砼；設(shè)計(jì)不周，如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)斷面不足，設(shè)計(jì)時(shí)未做充分的基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算；施工不當(dāng)，如砼振搗不實(shí)、養(yǎng)護(hù)不良等。凡此種種，均可造成樓板、墻體開裂現(xiàn)象的出現(xiàn)。例如，對(duì)出現(xiàn)在前述工程實(shí)例中的現(xiàn)澆樓板V字形裂縫雖然不應(yīng)忽略板底支護(hù)模板對(duì)砼早期收縮的抑制作用，但究其主要原因，是由于樓板配筋設(shè)計(jì)方案將板底設(shè)置為雙向配筋而板面則配筋較少且長(zhǎng)度不足或板面鋼筋踩踏，這樣，當(dāng)在溫度變形因素作用下砼產(chǎn)生裂開趨勢(shì)時(shí)，板底雙向配筋將對(duì)抵抗溫度應(yīng)力起有利的作用，而板面則由于沒有足夠鋼筋量參與受力，因而出現(xiàn)較大裂縫。

三、控制措施

（一）設(shè)計(jì)控制

1．住宅平面設(shè)計(jì)宜采取規(guī)則布置，盡量避免形狀突變，以減少因應(yīng)力集中而造成的樓板開裂現(xiàn)象。

2．為避免設(shè)計(jì)斷面不足引起的開裂，現(xiàn)澆樓板設(shè)計(jì)厚度不宜小于110mm；廚房、浴廁、陽臺(tái)板設(shè)計(jì)厚度不宜小于9mm；單向板設(shè)計(jì)厚度應(yīng)大于L/30（L為板的短向跨度）。

3．當(dāng)房屋長(zhǎng)度大于40m時(shí)，應(yīng)在樓板中部設(shè)置后澆帶以通過將結(jié)構(gòu)分段，削減溫度收縮應(yīng)力，控制砼裂縫的開展。

4．為克服樓板配筋不足引起的開裂，房屋層面陽角處和跨度3.9m的樓板，應(yīng)設(shè)置雙層雙向鋼筋，陽角處鋼筋間距不宜大于100mm，配筋范圍應(yīng)大于板跨的1/3。其他部位樓板鋼筋間距不宜大于150mm，鋼筋直徑不宜小于Ф8；在不同的材質(zhì)界面交接處，應(yīng)考慮用設(shè)置鋼絲網(wǎng)等構(gòu)造措施進(jìn)行必要的強(qiáng)化處理。

5．為使結(jié)構(gòu)留有足夠變形余地以減少開裂，應(yīng)盡量降低垂直受壓構(gòu)件對(duì)樓板形成的約束，為此，現(xiàn)澆樓板砼的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)不宜大于C30。

（二）材料質(zhì)量控制

1．為克服溫差引起體積變化帶來的開裂，應(yīng)在滿足強(qiáng)度及和易性要求的前提下，盡量減少用于樓板澆筑的每m³砼的水泥用量及用水量，其中水泥用量以不超過450kg/m³為宜，用水量以不超過180kg/m³為宜。

2．盡量避免使用早強(qiáng)、高標(biāo)號(hào)的水泥，為此，樓板砼宜采用硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥拌制。

3．嚴(yán)格測(cè)定砼摻合料和外加劑的用量，以控制其超量使用對(duì)材料抗裂性能形成的不良影響；據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中粉煤灰和礦粉摻量分別不宜超過水泥用量的15%和20%，早強(qiáng)劑的摻量則不得超過水泥用量的1%。

4．建立對(duì)進(jìn)場(chǎng)各種材料的嚴(yán)格驗(yàn)收與分類保管制度，避免發(fā)生材料選配、選用差錯(cuò)。

（三）施工過程控制

1．對(duì)澆搗前砼的質(zhì)量特性進(jìn)行檢查確認(rèn)。做法是：由施工單位對(duì)運(yùn)至工地的商品砼進(jìn)行逐車檢查，項(xiàng)目監(jiān)理機(jī)構(gòu)審查確認(rèn)，通過嚴(yán)格檢驗(yàn)控制澆搗前砼的坍落度、水灰比等關(guān)鍵質(zhì)量特性指標(biāo)，保證用于工程的砼材料的勻質(zhì)性、和易性均滿足要求。

2．嚴(yán)格控制澆搗方法。為有利于樓板砼形成一定抗拉強(qiáng)度，減少其體積收縮量，砼澆搗必須嚴(yán)格遵守施工工藝的要求，避免發(fā)生由于過振、漏振而引起的分層離析或不密實(shí)現(xiàn)象，在澆搗過程中，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行對(duì)樓板板面進(jìn)行的二次抹壓做法；在板與墻、梁與柱的連接部位，則應(yīng)著重控制因澆搗銜接過快而形成的砼水平裂縫，為此，應(yīng)在墻、柱砼澆搗完成后停歇1～1.5h，使其獲得初步沉實(shí)后，再繼續(xù)進(jìn)行梁、柱砼的澆筑。

3．保證大體積砼達(dá)到溫控要求。由于大體積砼結(jié)構(gòu)斷面大，澆筑時(shí)水化熱溫度高，凝結(jié)快，冷卻時(shí)容積變化大。在處理不當(dāng)時(shí)，極易形成開裂。因此，在進(jìn)行地下室底板、轉(zhuǎn)換層厚板、地下連續(xù)墻、抗震墻等大體積砼施工時(shí)，應(yīng)著重控制其散熱過程，嚴(yán)防砼表面溫度出現(xiàn)驟然變化。

4．保證澆搗后的砼養(yǎng)護(hù)工作質(zhì)量達(dá)到要求。砼樓板澆搗工作完成后，必須對(duì)其及時(shí)采取養(yǎng)護(hù)措施，以防止因水分蒸發(fā)、結(jié)構(gòu)內(nèi)外體積收縮不一引起的樓板表面開裂。為確保養(yǎng)護(hù)工作質(zhì)量，重點(diǎn)是保證樓板養(yǎng)護(hù)期符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。一般，對(duì)硅酸鹽、普通硅酸鹽水泥制作的砼，其最遲開始養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)不遲于澆筑后12h，其標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)期則不應(yīng)少于7d。

5．注重施工縫處理。小高層住宅施工中較易發(fā)生由于施工縫處理不當(dāng)而形成的可見裂縫。其特點(diǎn)是易于形成結(jié)構(gòu)性的缺陷和弱點(diǎn)，在嚴(yán)重時(shí)甚至影響到結(jié)構(gòu)的受力和防滲漏性能。其控制要點(diǎn)主要可歸結(jié)為：（1）施工縫應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求和施工方案定位，避免將其留置在結(jié)構(gòu)承受剪力較大的部位；（2）應(yīng)保證施工縫處的砼強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到設(shè)計(jì)要求；（3）在續(xù)澆新砼時(shí)，必須保證對(duì)前期已澆筑砼的基層處理達(dá)到要求，以免形成新舊砼結(jié)合不良。

6．防止出現(xiàn)填充墻裂縫。為避免填充墻因材質(zhì)界面不同在溫度應(yīng)力的作用下形成的開裂，施工過程中可采取預(yù)留變形余地的做法，即當(dāng)墻砌至接近梁底高度時(shí)暫行停止，待其自行收縮達(dá)預(yù)定時(shí)間后（間隔12～15d為宜），再行砌滿壓實(shí)。

7．建立嚴(yán)密的施工操作規(guī)程并確保其嚴(yán)格執(zhí)行。在小高層住宅施工過程中，施工人員的操作過失往往是引起樓板、墻體出現(xiàn)開裂的常見原因之一。實(shí)踐證明，為了杜絕因施工操作不良而引起的樓板、墻體裂縫，必須建立嚴(yán)格的施工操作規(guī)程并保證其執(zhí)行，從而做到以操作者良好的工作質(zhì)量保證工程質(zhì)量。

四、結(jié)語

小高層住宅樓板裂縫的開展寬度具隨時(shí)間、季節(jié)變化的屬性，其變化規(guī)律是：在一年四季中，夏季裂縫寬度較大，冬季裂縫寬度較??；在晝夜24小時(shí)內(nèi)，下午裂縫寬度較大，入夜裂縫寬度較小。由于裂縫閉合時(shí)砼和鋼筋處于受壓狀態(tài)，而砼的固有特點(diǎn)是抗拉弱、抗壓強(qiáng)，因此，對(duì)樓板補(bǔ)裂還應(yīng)掌握恰當(dāng)時(shí)機(jī)，一般應(yīng)在裂縫開展較寬的狀態(tài)下進(jìn)行。綜上所述，發(fā)生在小高層住宅工程中的樓板、墻體裂縫現(xiàn)象是主、客觀多種因素綜合作用的結(jié)果，但只要加強(qiáng)對(duì)工程設(shè)計(jì)、材料質(zhì)量及施工過程等方面的科學(xué)管理，就能有效控制這一多發(fā)性的質(zhì)量問題缺陷。