高層住宅樓樓面裂縫原因分析與處理.doc

高層住宅樓樓面裂縫原因分析與處理 2006-7-516:48建筑物鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的普遍應(yīng)用，伴隨著商品混凝土的推廣，建筑樓面出現(xiàn)裂縫的機(jī)率在增加，日益受到社會人士關(guān)注；專家認(rèn)為控制裂縫是個系統(tǒng)工程。樓面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫原因復(fù)雜，有材料、溫度變化等原因，也有設(shè)計、施工、使用等方面問題；而樓面沿板內(nèi)預(yù)埋管線出現(xiàn)的裂縫尚未引起工程人員足夠重視，尋找其成因，利于有目的進(jìn)行裂縫控制。1住宅樓面裂縫發(fā)生狀況某工程為高層住宅樓，地下一層，地上22層，面積3.2萬m2，其中裙樓三層，上部為四個單元住宅，均為每單元2戶，標(biāo)準(zhǔn)層層高2.9m，工程采用剪力墻全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，房屋總長85m，設(shè)計及施工中留設(shè)后澆帶、加強(qiáng)帶。工程采用混凝土強(qiáng)度等級為：C40（八層以下）、C35（八十八層）、C30（十八層以上）砼采用商品混凝土，級配見下表：C40水泥：水：砂：碎石：ZWL-A：UEA-Y：粉煤灰=456：200：618：1052：8.8：48：50C35水泥：水：砂：碎石：ZWL-A：UEA-Y：粉煤灰=375：205：665：1040：7.0：44：60C30水泥：水：砂：碎石：ZWL-A：UEA-Y：粉煤灰=394：205：658：1051：6.3：-：50住宅標(biāo)準(zhǔn)層樓板厚以110mm為主，廚房、陽臺板厚為100mm，局部為120mm，部分層次（4、8、14、18）為150mm（r12150雙層雙向配筋）。典型樓板配筋：4.2m*5.1m房間板厚120mm，板底采用r8150*200，板面負(fù)筋為r8130長1150，分布筋為r8200；3.7m*4.5m房間板厚110mm，板底采用r8150*200，板面負(fù)筋為r8150長1050，分布筋為r8200。該工程0.00以上主體結(jié)構(gòu)施工期為2002年9月25日至2003年6月28日，共276天；樓地面C20細(xì)石混凝土（厚30mm），面層施工期為2003年8月至11月初。工程于2003年12月26日通過了竣工驗收，工程質(zhì)量受到好評，擬申報市級優(yōu)質(zhì)工程。在主體施工時檢查發(fā)現(xiàn)，樓板結(jié)構(gòu)施工后約2個月出現(xiàn)0.1-0.2mm的裂縫，經(jīng)建設(shè)、監(jiān)理、施工方綜合分析后認(rèn)為樓板的裂縫為非結(jié)構(gòu)裂縫，對結(jié)構(gòu)安全不會造成影響，按各方認(rèn)同的方案修補(bǔ)施工：在樓面面層施工前鑿“V”形槽用環(huán)氧樹脂修補(bǔ)裂縫，并做養(yǎng)水試驗，保證了裂縫被全部封閉。樓面面層施工后4個月，市級優(yōu)質(zhì)工程驗收前的幾次例行檢查發(fā)現(xiàn)少量原裂縫的重新出現(xiàn)，至2004年5月份，樓板的裂縫數(shù)量激增并趨于穩(wěn)定，經(jīng)逐戶統(tǒng)計，總數(shù)達(dá)287條，縫寬多在0.1-0.2mm，0.2-0.3mm寬裂縫共57條，大部分裂縫出現(xiàn)在樓面，約35%的裂縫上下貫穿，68.3%裂縫為原有裂縫處重新出現(xiàn)。結(jié)構(gòu)平面布置圖樓面裂縫圖裂縫發(fā)生形式：裂縫多垂直于房屋長邊呈直線形狀，沿預(yù)埋管線表面發(fā)生；個別裂縫出現(xiàn)在外墻轉(zhuǎn)角處，呈45分布。裂縫發(fā)生規(guī)律：板面積越大，裂縫出現(xiàn)幾率越大；南面房間樓面裂縫比北面房間樓面裂縫多；9層以上裂縫較7層以下多，4、8、14、18層未發(fā)現(xiàn)裂縫。在住宅的客廳和餐廳出現(xiàn)裂縫的部位幾乎相同（板長邊中部的管線表面）。2成因分析裂縫的形成有外荷載、結(jié)構(gòu)計算模型差異、材料的收縮（主要為的混凝土收縮、溫度變形）等原因造成。從技術(shù)角度來分析，有設(shè)計、施工、材料等方面問題，主要反映如下：2.1從設(shè)計方面看樓板剛度不足 ：廳4.2*5.1m，板厚為120mm，餐廳3.7*4.5m，板厚為110mm，設(shè)計按多跨連續(xù)板進(jìn)行配筋計算，側(cè)重于滿足結(jié)構(gòu)安全，較少考慮混凝土收縮特性和溫度變形等多種因素，樓板高跨比僅為L/33.6-L/35，其剛度較小對裂縫控制很不利。 樓板構(gòu)造配筋設(shè)計不周：設(shè)計在支座處按常規(guī)配設(shè)負(fù)筋，在中部板面不配鋼筋，當(dāng)板面出現(xiàn)溫度變形和混凝土收縮，因無構(gòu)造鋼筋約束，板面即出現(xiàn)裂縫。 樓板內(nèi)布線欠合理 ：由于水電施工圖由各專業(yè)設(shè)計，實際施工中出現(xiàn)水電管交叉疊放，或由于設(shè)計考慮管內(nèi)容線面積，部分預(yù)埋管徑D25；且設(shè)計管線位置在樓板跨中，即在單層雙向配筋處，樓板有效截面受到很大程度（15%-40%）削弱，成為樓板最易開裂的部位；當(dāng)樓板收縮應(yīng)力大于混凝土極限抗拉強(qiáng)度時，即出現(xiàn)沿管線表面呈直線狀的裂縫。從房屋的空間結(jié)構(gòu)來看，剪力墻剛度大，約束了剪力墻間梁板的水平向自由變形，而梁剛度又較板剛度大，因各類因素引起的水平向收縮變形均集中到剪力墻間剛度最小的板上，造成這塊板開裂。膨脹劑的選用與摻量：設(shè)計未明確混凝土的限制膨脹率，只提出膨脹劑的品種和摻量范圍，施工時按設(shè)計提供摻量進(jìn)行配比施工，使混凝土的實際限制膨脹率不能達(dá)到最佳限制膨脹率。2.2從施工方面看水電預(yù)埋管施工時在板內(nèi)位置欠合理：管位置過高或過低；位置過高時，極易在板面出現(xiàn)因混凝土硬化收縮產(chǎn)生的裂縫，也易在維修裂縫或室內(nèi)裝修時損壞管線；兩根管線并行布置時，管線間距過小甚至并攏，更易因管線集中而產(chǎn)生裂縫。空載養(yǎng)護(hù)期不足：從樓面混凝土澆完、收光至施工材料堆放，平均空載養(yǎng)護(hù)期僅為一天半，人為因素過早地震動、荷載造成樓板幼齡混凝土內(nèi)部受損開裂。且施工中用塔吊吊運(yùn)的鋼管、鋼筋等周轉(zhuǎn)材料因受剪力墻鋼筋影響多堆放在預(yù)埋管線部位。2.3從材料方面看樓板商品混凝土強(qiáng)度為C40（8層以下）C35（818層）C30（18層以上），其收縮變形值為同標(biāo)號普通混凝土的1.21.3倍，且商品混凝土單方用水量過大（200Kg），其中部分水在振搗時被游離出來，部分水與水泥結(jié)合成凝膠，相當(dāng)大一部分為自由水仍留在混凝土孔隙中，成為混凝土干縮的隱患。樓板拆模后，板面和板底長期裸露在大氣中，后期施工的細(xì)石混凝土面層養(yǎng)護(hù)期過后也長期處于干燥環(huán)境中。正是這種環(huán)境效應(yīng)（受溫度、濕度、風(fēng)力影響使水泥石毛細(xì)孔、凝膠孔內(nèi)的自由水由表及里逐漸蒸發(fā)），和尺寸效應(yīng)（樓板裸露面積大，厚度?。┑墓餐绊?，使樓板較其它構(gòu)件更易出現(xiàn)干縮裂縫。本工程商品混凝土所使用的膨脹劑為UEA，需其鈣釩石水化反應(yīng)充分完全，才能有效發(fā)揮其膨脹性能；項目部較重視混凝土澆筑后1-2天的養(yǎng)護(hù)工作，當(dāng)上部主體施工開始，無法覆蓋養(yǎng)護(hù)，只能讓板面上部暴露在空氣中，間斷澆水養(yǎng)護(hù)，無法達(dá)到良好的養(yǎng)護(hù)，造成商品混凝土有效補(bǔ)償混凝土的收縮的性能降低。綜上所述，本例工程樓板沿預(yù)埋管線表面出現(xiàn)的裂縫只是表象，混凝土的干縮、溫度收縮、收縮是要因，而由于施工管線預(yù)埋欠合理、樓板剛度不足、材料等多重原因綜合，使本工程樓板沿預(yù)埋管線處出現(xiàn)大量裂縫。3對策及建議3.1加強(qiáng)設(shè)計控制：梁板混凝土強(qiáng)度等級不宜大于C30；樓板應(yīng)雙層雙向配筋，屋面、轉(zhuǎn)換層樓面配筋宜加強(qiáng)；樓板內(nèi)管線應(yīng)避免出現(xiàn)交叉（將交叉部位設(shè)置在梁或墻上）；控制管線直徑，使其不超過板厚的20%且D25；重視房屋外圍護(hù)構(gòu)件（外墻、屋面、門窗等）的保溫設(shè)計，若使房屋具有良好的保溫性能，不僅可大幅度降低房屋長期能耗，更是減少因溫差變形而引起裂縫的有效手段。3.2加強(qiáng)施工控制：采取有效固定措施（經(jīng)計算高度的鋼筋撐腳，預(yù)埋管線時管扎在撐腳上或采用砂漿墊塊固定）使預(yù)埋管布置在板中部；延長空載養(yǎng)護(hù)時間，減少早期荷載裂縫；并行走向管線間距應(yīng)大于0.25m，在管線集中或交叉處設(shè)加強(qiáng)筋，并在上下部鋪放鋼絲網(wǎng)，寬度應(yīng)大于管區(qū)100mm；控制施工期間及竣工后的門窗洞口風(fēng)速，減少環(huán)境溫差和風(fēng)速對結(jié)構(gòu)的影響。3.3通過商品混凝土生產(chǎn)級配中材料的替換和外加劑的合理使用，降低商品砼的水泥和水用量；配比中添加聚丙烯纖維，可有效減少早期收縮裂縫（本工程在14層、18層樓板及屋面使用，摻量為1.2Kg/m3）；合理選用混凝土膨脹劑（宜選用一等品），其摻量應(yīng)經(jīng)試配確定，來滿足設(shè)計的限制膨脹率；加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，延長養(yǎng)護(hù)時間，也可在板面和板底拆模后涂刷養(yǎng)護(hù)劑，避免混凝土的早期干縮，確保膨脹劑產(chǎn)物的充分水化，使混凝土達(dá)到有效的補(bǔ)償收縮作用。3.4在施工前與設(shè)計溝通，精心編制施工組織設(shè)計，通過材料調(diào)換，使樓面面層與樓板混凝土一起澆搗（采取有效保護(hù)措施），同時提升上層鋼筋位置，這樣在不增加荷載前提下增大了樓板的剛度，將有效減少裂縫的出現(xiàn)。4裂縫處理方案及效果4.1沿裂縫走向割除樓面面層，槽寬150200mm4.2若樓板結(jié)構(gòu)有裂縫，沿裂縫鑿成15*15mm“V”型槽，沖洗干凈并使其