對(duì)某地下車庫(kù)頂板開裂的原因分析及處理措施

沙曉東 朱鳳奎

摘 要：本文以某無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土無(wú)梁樓蓋地下車庫(kù)頂板的實(shí)際開裂為例，從設(shè)計(jì)、施工、材料、環(huán)境等因素分析了其開裂的原因，并提出了相應(yīng)的處理措施，最后對(duì)于類似問(wèn)題提出了預(yù)防為主的原則并從“人、機(jī)、料、法、環(huán)”各因素上注意協(xié)調(diào)應(yīng)對(duì)，為同類工程設(shè)計(jì)、施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：地下車庫(kù);無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力;無(wú)梁樓蓋;后澆帶;徐變;間接裂縫;環(huán)氧樹脂漿液壓力注漿

地下車庫(kù)的建造已經(jīng)是現(xiàn)代城市地產(chǎn)開發(fā)中不可避免的一個(gè)環(huán)節(jié)，幾乎每個(gè)住宅項(xiàng)目都配建地下車庫(kù)，城中村改造中也同樣。

本項(xiàng)目地下車庫(kù)位于石家莊某城中村改造回遷項(xiàng)目中，位于幾棟高層建筑之間，與主樓地下室外墻相連。綜合考慮造價(jià)，車庫(kù)頂板采用了無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土無(wú)梁樓蓋體系，板厚350mm，頂板覆土厚度1.5m，柱距8.1m×8.1m。主樓與周邊車庫(kù)留設(shè)了沉降后澆帶，待主樓封頂后封閉后澆帶，同時(shí)開始張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線。由于張拉預(yù)應(yīng)力過(guò)程中有些墻體未拆除模板，造成沒(méi)有及時(shí)張拉，工地也一直處于停工狀態(tài)，直至當(dāng)年11月份才陸續(xù)張拉完成。隨后天氣突變，遇降雪，雪融化后車庫(kù)頂板出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。

車庫(kù)頂板采用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)，其通過(guò)施加在混凝土上的預(yù)加壓力，使得頂板產(chǎn)生一定的反拱，從而增大鋼筋混凝土樓板的剛度，減小大跨度樓板的撓度并減小裂縫，板厚也可以減小，況且本工程的預(yù)應(yīng)力筋還可取代一部分普通鋼筋的作用，參與受力，綜合降低了整個(gè)工程的造價(jià)。原本是可以減小裂縫出現(xiàn)的技術(shù)反而由此出現(xiàn)問(wèn)題，這樣的開裂還是值得分析思考的。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)發(fā)現(xiàn)車庫(kù)頂板裂縫滲水出現(xiàn)在車庫(kù)總長(zhǎng)度中間位置，呈上下貫通狀態(tài)。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及裂縫出現(xiàn)的位置、形態(tài)和環(huán)境狀況可知：這種裂縫很大程度上是由于溫度及混凝土收縮綜合作用的結(jié)果且出現(xiàn)在預(yù)應(yīng)力筋張拉之前。由于設(shè)計(jì)采用的普通鋼筋占比在30%以上，而荷載設(shè)計(jì)取值為：板自重+1.5m厚覆土+活荷載，即荷載設(shè)計(jì)值Q=1.2×（25×0.35+20×1.5）+1.4×5=53.5kN/m2，目前拆模后僅有板自重，其荷載為q=1.2×25×0.35=10.5kN/m2，占比約20%，即普通鋼筋完全可以承受目前的板自重，甚至加上2kN/m2均布活荷載也在其包絡(luò)范圍之內(nèi)。所以其呈現(xiàn)出的裂縫狀態(tài)也是非受力裂縫，或者叫做“間接裂縫”。如果是承載力不足造成的板面開裂，一般來(lái)說(shuō)，其出現(xiàn)在各跨跨中且為板下皮開裂，對(duì)應(yīng)上皮因處于受壓區(qū)，一般不會(huì)開裂。如果按施工組織計(jì)劃具備了張拉預(yù)應(yīng)力筋的條件及時(shí)張拉，這種情況肯定會(huì)有改觀。

那么產(chǎn)生這種裂縫的原因是什么呢？通過(guò)分析可知，本工程采用商品混凝土，為了適應(yīng)泵送的條件，混凝土粗骨料的含量和粒徑大幅度降低，骨料減少及粉劑含量的相對(duì)增加，會(huì)加大混凝土的收縮。尤其是板較厚且為大面積的情況，還會(huì)增加水化熱，這對(duì)減少開裂都是不利的。另外本工程使用的是C40混凝土，水泥含量較大，引起的膠凝干縮和水化熱散失伴隨的冷縮也會(huì)使混凝土的收縮值顯著增大;高強(qiáng)混凝土彈性模量的增加引起約束應(yīng)力加大，但其抗拉強(qiáng)度卻增長(zhǎng)很小，所以對(duì)高強(qiáng)混凝土而言，其硬化過(guò)程中更易形成收縮開裂。但混凝土的收縮變形并不均衡發(fā)展，基本集中在膠凝硬化的早期，其發(fā)展規(guī)律是先快后慢，逐漸收斂。所以本工程即使在后澆帶封閉后，其收縮變形也還沒(méi)有完全停止。當(dāng)然最初頂板澆筑時(shí)的養(yǎng)護(hù)及混凝土表面長(zhǎng)期裸露對(duì)開裂也有很大的影響，再加上11月份的驟然降溫也加劇了收縮裂縫的形成。

其實(shí)絕大多數(shù)混凝土在澆筑成型后本身就已存在缺陷，其中由于收縮產(chǎn)生的部分拉應(yīng)力會(huì)隨著混凝土的“徐變”而消解，另一部分則在固態(tài)的水泥石中產(chǎn)生內(nèi)裂縫。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)遭受各種作用（如本工程中的溫度驟降等）時(shí)，由于產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)了混凝土的抗拉強(qiáng)度或相應(yīng)的變形超過(guò)了其極限變形時(shí)，才會(huì)發(fā)展到混凝土表面形成可見(jiàn)的裂縫。

因此，混凝土結(jié)構(gòu)都有裂縫（無(wú)論是內(nèi)部裂縫還是發(fā)展到表面的裂縫），只是是否被觀察到而已。工程中出現(xiàn)的裂縫絕大多數(shù)都是非受力裂縫（即前述的“間接裂縫”），對(duì)結(jié)構(gòu)安全影響并不大，但這些裂縫影響美觀，產(chǎn)生滲漏，對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性造成不利影響。

對(duì)于該車庫(kù)頂板的裂縫，因?yàn)檫€未覆土，所以處理起來(lái)相對(duì)容易。找到裂縫位置后，采用環(huán)氧樹脂漿液壓力注漿法修補(bǔ);其大致步驟如下：

（1）進(jìn)行壓力注漿前應(yīng)騎縫或斜向鉆孔至裂縫深處，并埋設(shè)注漿管，對(duì)貫穿性深裂縫應(yīng)增設(shè)注漿管;

（2）使用專用封縫膠封縫，并與注漿嘴連接密封;

（3）使用壓縮空氣試壓，確保注漿通道通暢、密封;

（4）注漿按由寬到細(xì)的順序進(jìn)行。

壓力注漿加固后，板頂應(yīng)盡快做防水并覆土，使其達(dá)到一定的保溫隔熱作用。在上述措施到位后，一些寬度不大的裂縫和灌漿修補(bǔ)并經(jīng)預(yù)應(yīng)力加壓后變小的微裂縫，在適量無(wú)壓水浸潤(rùn)的情況下還可以“自愈”閉合。

通過(guò)對(duì)該項(xiàng)目問(wèn)題的分析和總結(jié)，希望能對(duì)類似工程提供一點(diǎn)借鑒作用：

建筑工程裂縫的控制與防治的原則為“預(yù)防為主、綜合采取措施”。

所謂預(yù)防為主，就是要提高對(duì)控制與防治裂縫的認(rèn)識(shí)，要重視設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)荷載裂縫控制的規(guī)定，還要重視非荷載效應(yīng)引起裂縫的問(wèn)題，同時(shí)對(duì)建筑材料質(zhì)量、工程施工的質(zhì)量，混凝土的振搗和養(yǎng)護(hù)等嚴(yán)格把關(guān)。

另外，監(jiān)理工程師及建設(shè)單位的項(xiàng)目工程師，對(duì)各工序的銜接配合都應(yīng)切實(shí)起到監(jiān)督作用，形成良性有序的管理協(xié)調(diào)機(jī)制，減少上述類似問(wèn)題的發(fā)生。

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[4]何星華，高小旺.建筑工程裂縫防治指南[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005.

作者簡(jiǎn)介：沙曉東（1969-），男，石家莊市建筑設(shè)計(jì)院副總工程師，一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師。