某住宅樓屋面現(xiàn)澆板裂縫分析及處理措施

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)技術學院 湖北 武漢：430080)

1 工程概況

本工程為一棟八層磚混結構的住宅樓，總建筑面積2890.89m2，1.5個單元。標準層樓面鋪預制空心板，屋面為鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，板厚100mm，住宅基礎采用人工挖孔擴底灌注樁。屋面防水層施工完后，八樓頂棚在三個月時間內陸續(xù)出現(xiàn)裂紋，其中～軸臥室頂棚有滲水現(xiàn)象。現(xiàn)澆屋面板裂紋走向示意圖見圖1，裂紋沿頂棚預埋接線盒向四周擴散，每條裂紋走向平行于電線套管，屬于現(xiàn)澆板下跨中計算正彎矩的裂縫。

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

本文從設計和施工兩方面對現(xiàn)澆板裂紋進行分析。

2.1 板結構設計

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)《混凝土結構設計規(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為1/45短邊長，連續(xù)時為1/50短邊長。臥室進深4.5m，開間分別為2.7m、3.0m、3.3m、3.6m，計算最小板厚時取最不利的3.6m開間，板最小計算厚度72mm；客廳進深6.6m，開間3.9m，簡支板的最小厚度為86mm，設計時考慮到安全系數(shù)及電線預埋管將板厚確定為100mm。

2.1.2 客廳、臥室現(xiàn)澆板配筋計算

(1)屋面荷載

1)荷載標準值

屋面恒載：q=4.85kN/m2

上人屋面活載p=1.5kN/m2

2)荷載設計值：q1=1.2q+×1.4p=7.92kN/m2

3)荷載標準值：q2=q+p=6.35kN/m2

(2)客廳屋面板配筋計算

圖2 客廳屋面板計算簡圖

計算截面位置計算截面彎矩系數(shù)M0計算截面彎矩M(kN·m/m)計算截面配筋As(mm2)設計配筋設計配筋As(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)臥室屋面板配筋計算

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

圖3 臥室屋面板計算簡圖

2.1.3 結構計算結果分析

通過以上分別對客廳和臥室最不利屋面板配筋的計算可知，項目實施過程中如果按計算結果組織施工，屋面板強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算結果施工的，排除了現(xiàn)澆板由于強度或承載力不足造成裂縫這一因素。

2.2 板裂縫計算

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)，會降低板的抗裂度。由附件一可知：當未埋電管時，h=100mm厚板的抗裂度Mct0=3.208 kN·m/m; 當埋電管時，其抗裂度Mct1=2.313 kN·m/m; 當埋電管及施工時采用40 mm×40 mm×10 mm的混凝土墊塊時，其抗裂度Mct2=2.012 kN·m/m。因此，當板的跨中實際正彎矩M超過上述范圍的部位出現(xiàn)裂縫是可能的，見圖4。

表2 臥室屋面板配筋計算

圖4 埋SC20硬塑電管對板厚h=100屋面板抗裂度的影響估計

2.2.1 客廳屋面板裂縫計算

客廳屋面板按荷載短期效應組合計算的彎矩分別如下：

ql2=5.0kN·m/m>Mct0;

ql2=2.05kN·m/m

由電氣設計知，SC20電管平行于a軸(見圖2)埋設，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計要求。

2.2.2 臥室屋面板裂縫計算

臥室屋面板按荷載短期效應組合計算跨中彎矩：

ql2=2.24kN·m/m

ql2=2.68kN·m/m

由電氣設計知，SC20電管平行于b軸(見圖3)埋設，而其跨中彎Mazs

因此該埋設方式是可行的。

2.2.3 裂縫計算分析

綜合2.2.1和2.2.2計算結果，客廳和臥室屋面板的跨中實際彎矩Mazs和Mbzs均大于采用40 mm×40 mm×10 mm混凝土墊塊施工時的抗裂度Mct2，抗裂度降低使通長埋置電管的現(xiàn)澆板產生裂縫，通過上述計算，實際產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)澆板施工時支模采用了40 mm×40 mm×10 mm混凝土墊塊，導致現(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現(xiàn)場抽檢，且整個屋面68.61m3混凝土只用一天時間就澆筑完成，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，經過兩個月后，發(fā)現(xiàn)板裂縫無進一步發(fā)展趨勢，基本穩(wěn)定，并且通過上述分析計算，裂縫寬度在《鋼筋混凝土結構設計規(guī)范》允許范圍內，對現(xiàn)澆板使用階段的強度不會造成影響，板無需補強加固，擬采用封閉方法對裂縫進行處理。

3.1 無漏水裂縫的處理

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

(1)表面處理：將待修補裂縫的50～100m寬范圍內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，改用壓抹環(huán)氧焦油膠泥；

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

3.2 漏水裂縫的處理

漏水裂縫，估計裂縫已經貫通，必須對板的上、下表面進行封閉，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細石砼層改為40厚C20細石砼剛性層，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，縫內嵌油膏，剛性層上部增鋪PVC防水卷材，卷材卷至天溝。

4 總結

工程中鋼筋混凝土現(xiàn)澆板產生裂縫的原因主要有以下四點：

(1)由于混凝土收縮所造成的裂縫;

(2)由于基礎不均勻沉陷造成的裂縫；

(3)處理欠佳的施工縫后遺裂縫；

(4)正常受力構件由于強度或承載力不足造成的裂縫。

本住宅工程基礎設計采用的是人工挖孔擴底灌注樁，基礎施工完成后甲方委托有資質的勘察公司對樁基進行了檢測，排除了由于基礎不均勻沉陷造成裂縫這個因素。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，這是產生沿管線走向裂縫的主要原因。為了避免產生類似工程質量事故，施工方在做到按圖施工的前提下，必須嚴格按照《混凝土結構工程施工規(guī)范》進行施工。結合本案例，在現(xiàn)澆板澆筑前支模板時應該采用架立鋼筋，保證鋼筋保護層厚度滿足設計值要求，而不應該采用尺度過大的混凝土墊塊；同時設計方各專業(yè)間應相互溝通，在電氣設計埋置電線套管的情況下，結構設計可考慮適當增加現(xiàn)澆板的厚度。

[1] 唐錦春，郭鼎康.簡明建筑結構設計手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社出版，1997.

[2] 國振喜.簡明鋼筋混凝土結構計算手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.

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