某住宅樓鋼筋混凝土樓板開裂原因及處理方法

李永琰

(湖南省建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督管理總站，湖南長沙 410116)

1 概述

近年來，隨著各種先進的施工工藝的創(chuàng)新和商品混凝土的大量使用，房屋建筑質(zhì)量有了較大的提高，但是現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板的裂縫現(xiàn)象仍然很嚴重，有些裂縫會影響結(jié)構(gòu)的安全性能和使用壽命，有些影響房屋的使用功能。對于這一工程質(zhì)量通病，不少工程技術(shù)人員單一從施工方面探求原因，尋求解決辦法，雖然取得了一定的效果，但未能從根本上控制這類裂縫的發(fā)生。本文結(jié)合工程實例，對鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫原因，裂縫防治措施，裂縫處理辦法進行分析和探索，以求在實際工程中，為有效地控制樓面裂縫的產(chǎn)生起到一定的作用。

2 工程實例

工程概述:某單位新建職工住宅樓，建筑面積為38 000 m2，其中－1層為地下室，地下室層高4 m，地上為A，B，C，D共4棟9層鋼筋混凝土框支剪力墻結(jié)構(gòu)住宅樓，層高3 m，上部底層為架空層，層高為3.9 m，樓面為鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板，屋面為鋼筋混凝土現(xiàn)澆板坡屋頂，地下室東西方向長290 m，南北方向長122 m，后砌填充墻為粘土多孔磚，采用M5.0混合砂漿砌筑?；炷猎O(shè)計強度等級:梁、板、墻、柱均為C35，基礎(chǔ)為鋼筋混凝土預(yù)制管樁。地下室底板和頂板按規(guī)定設(shè)置了橫向后澆帶和縱向后澆帶。在施工進行到5層樓面混凝土施工前，拆除住宅樓1層架空層樓板底模時發(fā)現(xiàn)北向2棟住宅樓2層樓板底部的樓面出現(xiàn)嚴重的網(wǎng)狀裂縫，全樓板底分布，其中樓板裂縫寬0.1 mm～0.3 mm?？拷叵率翼敯逯胁坑袃蓷l縱向貫通的裂縫，地下室頂板裂縫寬1 mm～2 mm。此時地下室頂板后澆帶未澆灌，施工時為夏季，混凝土澆筑時施工記錄室外溫度達40℃，風(fēng)力4級～6級。

由于樓板開裂這一嚴重的質(zhì)量問題，質(zhì)量監(jiān)督部門立即下達了書面停工整改通知，要求調(diào)查樓板開裂的原因，對開裂樓板進行技術(shù)處理，并制定了后續(xù)鋼筋混凝土現(xiàn)澆板專項施工方案，確保后續(xù)施工樓板不開裂。對此建設(shè)單位很重視，并立即組織了由地勘、設(shè)計、監(jiān)理、施工及預(yù)拌混凝土廠家等方面專家參加的樓板裂縫質(zhì)量原因分析會，調(diào)查樓板開裂的原因，對已開裂的樓板的裂縫進行技術(shù)處理，對施工單位提交的鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板后續(xù)專項施工方案進行了專家論證。

3 樓板裂縫的原因

由建設(shè)單位組織的質(zhì)量原因分析會結(jié)論如下:

1)排除荷載作用。因為樓面發(fā)生裂縫時正處于住宅樓主體施工階段，出現(xiàn)開裂的上部樓面的施工荷載未超出使用荷載。2)排除設(shè)計承載力不足。經(jīng)復(fù)核設(shè)計圖，符合國家現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范要求。3)排除地基不均勻沉降影響。本工程采取鋼筋混凝土預(yù)制管樁，通過現(xiàn)場觀察，建筑物與周邊排水明溝處未出現(xiàn)由沉降產(chǎn)生的開裂現(xiàn)象，墻體未出現(xiàn)斜裂縫，通過沉降觀測，建筑周邊未發(fā)現(xiàn)不均勻沉降。

經(jīng)過深入調(diào)查、專家的論證及分析和建設(shè)工程質(zhì)量檢測單位的檢測，認為本工程所產(chǎn)生的裂縫屬于非受力裂縫，即非荷載作用引起的裂縫，與會專家認為:應(yīng)當(dāng)是商品混凝土的質(zhì)量原因和高溫季節(jié)施工的原因引起樓板開裂，施工時室外溫度高達40℃，且施工時連續(xù)幾天風(fēng)力均是3級～4級，預(yù)拌混凝土水灰比過大、收縮及溫度應(yīng)力的輔助作用是引起現(xiàn)澆樓板出現(xiàn)裂縫的主要原因。根據(jù)專家意見，裂縫雖然不影響結(jié)構(gòu)安全，但影響房屋結(jié)構(gòu)的耐久性和正常使用，必須進行技術(shù)處理，并由施工單位提出裂縫處理專項施工方案，組織專家論證后再實施。

4 樓板裂縫的原因分析

4.1 混凝土收縮變形

裂縫出現(xiàn)是混凝土收縮變形引起的，也是混凝土材料的固有特性。它主要有澆筑初期和終凝的凝縮變形;混凝土硬化過程中的干縮變形;混凝土在恒溫絕濕條件下，由凝膠材料的水化作用引起的自身收縮變形;溫度下降引起的冷縮變形以及因碳化引起的碳化收縮變形五種。在正常條件下以干縮為主，收縮量隨時間增長而不斷加大，收縮速率隨混凝土齡期的增長而急劇減小，大部分收縮變形一年內(nèi)完成。影響混凝土收縮的因素主要有水泥品種、骨料品種和含量、混凝土配合比、外加劑種類及摻量、介質(zhì)溫度和相對濕度、養(yǎng)護條件等。混凝土的相對收縮量主要取決于水泥品種、用量和水灰比，絕對收縮量除與這些因素有關(guān)外還與構(gòu)件施工時最大連續(xù)邊長相關(guān)。不論混凝土的絕對收縮量有多大，只要混凝土板能自由收縮，板內(nèi)是不會產(chǎn)生拉應(yīng)力的。但是，實際鋼筋混凝土樓板總是受到其支承結(jié)構(gòu)的約束，從而在板內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強度時，就會產(chǎn)生裂縫。

4.2 混凝土水灰比、坍落度過大，或使用過量粉砂

混凝土水灰比、坍落度過大，或使用過量粉砂，這些都容易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。混凝土強度值對水灰比的變化十分敏感，基本上是水和水泥計量變動對強度影響的疊加。因此，水、水泥、外摻混合材料外加劑液的計量偏差，將直接影響混凝土的強度。而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土由于收縮大，抗拉強度低，容易因塑性收縮而產(chǎn)生裂縫。泵送混凝土為了滿足泵送條件——坍落度大，流動性好，易產(chǎn)生局部粗骨料少、砂漿多的現(xiàn)象，此時，混凝土脫水干縮時，就會產(chǎn)生表面裂縫。

4.3 混凝土溫度變形引起的裂縫

鋼筋混凝土梁、柱、墻、板等構(gòu)件共處在同一個大氣環(huán)境中，當(dāng)環(huán)境的溫度和濕度變化時，這些構(gòu)件的混凝土相應(yīng)都會產(chǎn)生溫度變形和收縮變形。由于體型上的差異，樓板的體積與表面積的比值較小，在水平方向上樓板的收縮變形一般均超前于(或大于)梁、柱、墻，使樓板內(nèi)出現(xiàn)拉應(yīng)力，梁內(nèi)呈壓應(yīng)力。另一方面是外縱墻與山墻在外界氣溫的影響下，經(jīng)歷熱脹和冷縮的反復(fù)作用，它們的溫差合力對房間沿外墻角部樓板將產(chǎn)生較大的主拉應(yīng)力。以上兩個作用力的疊加，對樓板形成最不利狀態(tài)，當(dāng)樓板內(nèi)拉應(yīng)力超過了混凝土的抗拉強度，并且樓板變形大于配筋后混凝土的極限拉伸的時候，樓板內(nèi)就會產(chǎn)生裂縫。

4.4 混凝土施工中過分振搗，模板、墊層過于干燥

混凝土澆筑振搗后，粗骨料沉落擠出水分、空氣，表面呈現(xiàn)泌水而形成豎向體積縮小沉落，造成表面砂漿層，它比下層混凝土有較大的干縮性，待水分蒸發(fā)后，易形成凝縮裂縫。而模板、墊層在澆筑混凝土之間灑水不夠，過于干燥，則模板吸水量大，引起混凝土的塑性收縮，產(chǎn)生裂縫。

4.5 混凝土澆搗后過分抹干壓光和養(yǎng)護不當(dāng)

過度的抹平壓光會使混凝土的細骨料過多地浮到表面，形成含水量很大的水泥漿層，水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣，引起表面體積碳水化收縮，導(dǎo)致混凝土板表面龜裂。而養(yǎng)護不當(dāng)也是造成現(xiàn)澆混凝土板裂縫的主要原因。過早養(yǎng)護會影響混凝土的膠結(jié)能力，而過遲養(yǎng)護，由于受風(fēng)吹日曬，混凝土板表面游離水分蒸發(fā)過快，水泥缺乏必要的水化水，而產(chǎn)生急劇的體積收縮，由于此時的混凝土強度比較低，不能抵抗這種應(yīng)力而產(chǎn)生開裂。特別是夏、冬兩季，因晝夜溫差大，養(yǎng)護不當(dāng)最易產(chǎn)生溫差裂縫。

4.6 樓板的彈性變形及支座處的負彎矩

施工中在混凝土未達到規(guī)定強度，過早拆模，或者在混凝土未達到終凝時間就上荷載等。這些因素都可直接造成混凝土樓板的彈性變形，致使混凝土早期強度低或無強度時，承受彎、壓、拉應(yīng)力，導(dǎo)致樓板產(chǎn)生內(nèi)傷或斷裂。施工中不注意鋼筋的保護，把板面負筋踩彎等，將會造成支座的負彎矩，導(dǎo)致板面出現(xiàn)裂縫。此外，大梁兩側(cè)的樓板不均勻沉降也會使支座產(chǎn)生負彎矩造成橫向裂縫。

4.7 預(yù)埋線管處的裂縫防治

預(yù)埋線管，特別是多根線管的集散處使截面混凝土受到較多削弱，從而引起應(yīng)力集中，容易導(dǎo)致裂縫發(fā)生的薄弱部位。當(dāng)預(yù)埋線管的直徑較小，并且房屋的開間寬度也較小，同時線管的敷設(shè)走向又不重于(即垂直于)混凝土的收縮和受拉方向時，一般不會發(fā)生樓面裂縫。反之，當(dāng)預(yù)埋線管的直徑較大，開間寬度也較大，并且線管的敷設(shè)走向又重于(即垂直于)混凝土的收縮和受拉力向時，就很容易發(fā)生樓面裂縫。因此對于較粗的管線或多根線管的集散處，應(yīng)按要求增設(shè)垂直于線管的短鋼筋網(wǎng)加強。建議增設(shè)的抗裂短鋼筋采用Ф6，間距150，兩端的錨固長度應(yīng)不小于300 mm。

5 樓板裂縫的防冶措施

5.1 收縮而造成裂縫的防治

由于混凝土的收縮而造成裂縫形成是其中最主要的一個原因，要有效地提高混凝土樓板的抗裂性能，在施工中應(yīng)優(yōu)化混凝土配合比，減小預(yù)拌混凝土的水灰比，加強對原材料質(zhì)量的控制，選用水化熱小和收縮小的水泥及嚴格控制砂、石子的含量，加強對混凝土澆筑和養(yǎng)護的管理，加強振搗，提高混凝土的密實性和抗拉強度。

5.2 混凝土溫度變化引起的裂縫的防冶

GB 50164-92混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定:高溫季節(jié)施工時，混凝土最高澆筑溫度不宜超過35℃，應(yīng)在夜間溫度較低時澆筑混凝土，避開當(dāng)天高溫時段;對攪拌運輸車罐體、泵送管道采取保溫、冷卻措施。

5.3 正確選擇養(yǎng)護時間和方法

混凝土澆筑面受到風(fēng)吹日曬，表面干燥過快，產(chǎn)生較大的收縮，受到內(nèi)部混凝土的約束，在表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而開裂。如果在混凝土終凝之前進行早期保溫保濕養(yǎng)護，對減少干燥收縮有一定作用。

5.4 嚴格控制混凝土施工配合比

研究開發(fā)泵送條件下的低收縮率的干硬性混凝土，專門用在現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板工程上。嚴格控制水灰和水泥用量。選擇級配良好的石子，減小孔隙率和砂率以減少收縮量，提高混凝土抗裂強度。有條件的不妨采用“放”的特殊構(gòu)造措施。例如，可將端跨設(shè)計成簡支板的形式，即在樓板與梁之間設(shè)置施工縫隔離。對于一般混凝土樓板表面的龜裂，可先將裂縫清洗干凈，待干燥后用環(huán)氧漿液灌縫或在表面涂刷封閉，施工中若在終凝前發(fā)現(xiàn)龜裂時，可用抹壓一遍處理。

5.5 嚴格混凝土施工工藝的控制

在混凝土澆搗前，應(yīng)先將基層和模板澆水濕透，避免過多吸收水分。澆搗過程中應(yīng)盡量做到既振搗充分又避免過度。在樓板澆搗過程中更要派專人護筋，避免踩彎面負筋的現(xiàn)象發(fā)生。

5.6 混凝土樓板澆筑完畢后，表面刮抹應(yīng)限制到最小程度

防止在混凝土表面撒干水泥刮抹，并加強混凝土早期養(yǎng)護。樓板澆筑后，對板面應(yīng)及時用材料覆蓋、保溫，認真養(yǎng)護，防止強風(fēng)和烈日曝曬。

5.7 后澆帶的施工

應(yīng)認真領(lǐng)會設(shè)計意圖，制定施工方案，杜絕在后澆帶處出現(xiàn)混凝土不密實、不按圖紙要求留企口縫以及施工中鋼筋被踩彎等現(xiàn)象。同時，更要避免在未澆筑混凝土前就將部分模板、支柱拆除而導(dǎo)致梁板形成懸臂，從而造成變形等現(xiàn)象的發(fā)生。

5.8 合理進行預(yù)埋線管的施工

線管在敷設(shè)時應(yīng)盡量避免立體交叉穿越，交叉布線處可采用線盒，同時在多根線管的集散處宜采用放射形分布，盡量避免緊密平行排列，以確保線管底部的混凝土灌注順利和振搗密實。并且當(dāng)線管數(shù)量較多時，使集散處的混凝土截面大量削弱時，應(yīng)按預(yù)留孔洞構(gòu)造要求在四周增設(shè)上下各2Φ12的井字形抗裂構(gòu)造鋼筋處理。

5.9 加強施工過程的管理

澆搗樓板混凝土?xí)r，必須鋪設(shè)操作平臺，防止施工操作人員直接踩踏上層負彎矩鋼筋。同時加強澆搗樓板混凝土整個過程中的鋼筋保護，隨時將位置不正確的鋼筋復(fù)位，確保其位置準(zhǔn)確。設(shè)計樓板底模及支架時，應(yīng)充分考慮能夠滿足承受各種可能的施工荷載的需要?；炷翝矒v后，必須留有足夠的養(yǎng)護時間，未達到規(guī)定的強度不得在上面進行后續(xù)工序作業(yè)。

可以有針對性地在外墻轉(zhuǎn)角樓板處增配放射性配筋，提高部分外墻的保溫隔熱標(biāo)準(zhǔn)。特別是對外墻轉(zhuǎn)角處的內(nèi)墻面，要采用加貼保溫隔熱材料的辦法，減少溫差對樓板變形帶來的影響。

在施工過程中，施工進度適當(dāng)，嚴格施工操作程序，不盲目趕工。杜絕過早加荷載和過早拆摸。做到科學(xué)施工，堅決反對違反科學(xué)的蠻干的做法。只有這樣，才能使當(dāng)前樓板結(jié)構(gòu)裂縫的這一質(zhì)量通病得到有效控制。

6 樓板裂縫的處理原則和處理方法

6.1 裂縫處理的原則

6.1.1 遵循設(shè)計和規(guī)范要求

必須充分了解設(shè)計意圖和技術(shù)要求，嚴格遵循設(shè)計和施工規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。

6.1.2 滿足受力情況和使用要求

應(yīng)認真分析裂縫產(chǎn)生的原因和性質(zhì)，根據(jù)不同的受力情況和使用要求，分別采取不同的治理方法。

6.1.3 保證結(jié)構(gòu)原有的承載能力和使用功能

裂縫處理后應(yīng)能保證結(jié)構(gòu)原有的承載能力、整體性以及防水、防滲性能。處理時要考慮溫度、收縮應(yīng)力較長時間的影響，以免處理后再出現(xiàn)新的裂縫。

6.1.4 避免大動大補和損傷原有構(gòu)件

防止進一步人為損傷結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，盡量避免大動大補，并盡可能保持原結(jié)構(gòu)的外觀。

6.1.5 技術(shù)可能和經(jīng)濟合理

處理方法應(yīng)從實際出發(fā)，在安全可靠的基礎(chǔ)上，要考慮技術(shù)上的可能性，力求施工簡單易行，以符合經(jīng)濟合理的原則。

6.2 裂縫治理的方法

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度允許值，混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，有的破壞結(jié)構(gòu)的整體性，降低構(gòu)件的剛度，影響承載能力;有的雖對承載能力無多大影響，但會引起鋼筋的銹蝕，降低耐久性，或發(fā)生滲漏，影響使用。因此要根據(jù)裂縫性質(zhì)、大小、結(jié)構(gòu)受力情況和使用要求，區(qū)別情況，及時進行治理。一般常用的治理方法有以下幾種。

6.2.1 表面修補法

適用于對承載能力無影響的表面及深進裂縫，以及大面積細裂縫防滲、漏水的處理。這種裂縫寬度小于0.2 mm。

1)表面涂抹水泥砂漿。將裂縫附近或沿裂縫鑿成深15 mm～20 mm，寬150 mm～200 mm的凹槽，有抹灰層的鑿去抹灰層，掃凈并灑水濕潤。槽內(nèi)嵌水泥砂漿或瀝青油膏等，嵌補完后恢復(fù)抹灰層。

2)表面涂抹環(huán)氧膠泥或用環(huán)氧粘貼玻璃布。涂抹環(huán)氧膠泥前先將裂縫附近80 mm～100 mm寬度范圍內(nèi)的灰塵、浮渣用壓縮空氣吹凈或用鋼絲刷、砂紙、毛刷清除干凈并洗凈，油污可用二甲苯或丙酮擦洗一遍，并將裂縫處表面烘干、預(yù)熱以保證環(huán)氧膠泥與混凝土粘結(jié)良好;采用環(huán)氧粘貼玻璃布方法時，玻璃布在使用前應(yīng)在堿水中煮沸30 min～60 min，再加清水漂凈并晾干，以除去油蠟，保證粘結(jié)。

3)表面鑿槽嵌補。沿混凝土裂縫表面鑿一條深槽，槽內(nèi)嵌水泥砂漿或環(huán)氧膠泥、瀝青油膏等，表面做砂漿保護層。

6.2.2 內(nèi)部修補法

內(nèi)部修補法一般是采取壓力灌漿力法，系用壓漿泵將膠結(jié)料壓入裂縫中，由于其凝結(jié)、硬化而起到補縫作用，以恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性。此種方法適用于對結(jié)構(gòu)整體性有影響，或有防水、防滲要求的裂縫修補。常用的灌漿材料有水泥和化學(xué)材料，可按裂縫的性質(zhì)、寬度以及施工條件等等具體情況來選用。一般對寬度大于0.5 mm的裂縫，可采用水泥灌漿;寬度小于0.5 mm的裂縫，或較大的溫度收縮裂縫，宜采用化學(xué)灌漿。應(yīng)沿裂縫鑿八字形槽，沖洗干凈后，用1∶2的水泥砂漿抹平，或采取環(huán)氧樹脂膠泥嵌補。

6.2.3 結(jié)構(gòu)加固法

適應(yīng)于對整體性、承載能力有較大影響的深進及貫穿性裂縫的加固處理。裂縫寬度一般在1 mm～3 mm之間，一般方法是加鋼筋混凝土圍套和加鋼套箍進行加固處理。

6.2.4 綜合加固補強法

對寬度大于3 mm的裂縫往往有構(gòu)造上的缺陷，有通長、貫通的危險結(jié)構(gòu)裂縫，采取結(jié)構(gòu)膠粘扁鋼加固補強。此時已不能單純的使用一種修補方法，一般是多種方法并用，并在構(gòu)造上進行加固補強。

7 工程實例裂縫處理方法

根據(jù)上述裂縫的處理辦法，施工單位針對本項目樓面裂縫產(chǎn)生的原因和性質(zhì)，對2層樓板裂縫采取表面修補法，對地下室頂板裂縫采取壓力灌漿內(nèi)部修補法，兩種不同的處理方案，經(jīng)專家論證會論證后實施。

7.1 2層樓板裂縫采取表面修補法

將裂縫附近或沿裂縫鑿成深15 mm～20 mm，寬150 mm～200 mm的凹槽，掃凈并灑水濕潤，槽內(nèi)嵌水泥砂漿，嵌補施工后再抹灰。

7.2 地下室頂板裂縫采取壓力灌漿法

沿裂縫鑿八字形槽，沖洗干凈后，采取壓漿泵將環(huán)氧樹脂膠泥壓入裂縫中，注漿完后面層抹灰。

采取上述不同的方法對樓板裂縫進行處理，效果很好，裂縫處理完至今已有兩年，房屋已交付使用，經(jīng)過觀測，未再出現(xiàn)任何裂縫，達到了設(shè)計要求。

8 結(jié)語

從上述工程的樓板裂縫分析可以看出，許多因素都可以導(dǎo)致現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板產(chǎn)生裂縫，有荷載、材料、溫度、施工工藝及施工管理等原因，特別是由于混凝土是多元、多相、非勻質(zhì)的復(fù)合材料，如果混凝土的質(zhì)量控制不到位，就容易產(chǎn)生裂縫。因此，要有效控制樓板裂縫，必須從結(jié)構(gòu)設(shè)計、混凝土原材料到施工工藝、施工管理等進行工程的質(zhì)量控制，才能有效控制裂縫的產(chǎn)生，裂縫發(fā)生后應(yīng)認真分析裂縫產(chǎn)生的原因和性質(zhì)，根據(jù)不同的受力情況和使用要求，分別采取不同的處理方法。裂縫處理后應(yīng)能保證結(jié)構(gòu)原有的承載能力、整體性以及防水、防滲性能，并力求施工簡單易行，以符合經(jīng)濟合理的原則。

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