現(xiàn)澆砼樓板裂縫成因及防控措施

1、現(xiàn)澆砼樓板裂縫成因及防控措施在對樓板裂縫類別及部位分析的基礎(chǔ)上 ，分析引起裂縫的原因， 闡述裂縫與施工質(zhì)量控制水平的關(guān)系，然后從技術(shù)和管理方面提出 預(yù)防現(xiàn)澆樓板裂縫的措施，及對已出現(xiàn)的裂縫的處理措施。關(guān)鍵詞樓板裂縫 原因 預(yù)防 處理措施一、裂縫原因分析由于裂縫具有較明顯的規(guī)律性和普遍性，排除了偶然因素的影響 （如設(shè)計失誤、施工事故等），建筑物裂縫問題是目前在工程結(jié)構(gòu)領(lǐng) 域中一個相當(dāng)普遍的問題。大量的調(diào)查與實測研究證明，砼裂縫原因有兩類：第一類，由外 荷載直接應(yīng)力引起的裂縫和次應(yīng)力引起的裂縫；第二類，由變形作用引起的裂縫，變形作用包括溫度變形、收縮變形和地基不均勻沉降?，F(xiàn)澆樓板大量裂縫的出現(xiàn)并非

2、與荷載有直接關(guān)系， 通過對現(xiàn)澆樓 板裂縫現(xiàn)狀的調(diào)研、分析可以認(rèn)定，90%以上的裂縫是由變形作用引 起的；在變形作用中，由地基不均勻沉降變形引起的裂縫發(fā)生的很少， 主要是溫度變形和收縮變形引起的。由于這兩種變形受到約束超過砼 的抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。砼的收縮變形和溫度應(yīng)力是其本身固有的物理化學(xué)性質(zhì)。砼的收 縮包括塑性收縮、干燥收縮、碳化收縮。塑性收縮在砼硬化前，時間 較短，而碳化收縮在后期，對砼影響最大、時間最長的就是干燥收縮， 即干縮裂縫。干燥收縮主要是砼在硬化后較長時間產(chǎn)生的水分蒸發(fā)引 起的。砼中由于集料的干燥收縮很小，主要是水泥石干燥收縮造成的。砼是具有大量孔隙的材料，孔隙的半徑頗不一致

3、，半徑小的毛細(xì)孔， 半徑約小于300A(A=10 -10 m)其中水分蒸發(fā)引起孔壁壓力變化， 導(dǎo)致砼體積的縮小。砼內(nèi)除少部分水提供水泥水化的需要， 其余大部 分水分都要蒸發(fā)掉，收縮變形同時發(fā)生，砼的水分蒸發(fā)，干燥過程是 由表及里逐漸發(fā)展的。由于砼蒸發(fā)干燥非常緩慢，產(chǎn)生干燥收縮裂縫 多數(shù)在一個月以上，據(jù)有關(guān)資料介紹，砼最終收縮完成的時間約20年，第一年內(nèi)收縮值為20年總值的60%-85%在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)裂 縫的時間大多在主體工程完工后 3-10個月之間。而且條形樓砼板收 縮裂縫的薄弱部位在中間，裂縫方向與條樓垂直，這一力學(xué)特征與前 述裂縫的規(guī)律性是一致的。再如：溫度應(yīng)力。水泥水化過程中產(chǎn)生大量的

4、熱量，每克水泥約 放出50.2卡的熱量，從而使砼內(nèi)部溫度升高，在澆筑溫度的基礎(chǔ)上 通長升高35C，如果使施工規(guī)范規(guī)定的最高澆筑溫度 28C，則可使 砼內(nèi)部溫度達(dá)到60多度，因為砼內(nèi)部與表面的散熱條件不同，所以 中心溫度高，形成溫度梯度，造成溫度變形和溫度應(yīng)力?，F(xiàn)澆砼樓板是表面系數(shù)較大的構(gòu)件，上述砼的溫度應(yīng)力和收縮變 形，如果是完全自由的，變形達(dá)到最大值時，內(nèi)應(yīng)力為零，也就不會 產(chǎn)生裂縫。如果變形受到約束，在完全約束狀態(tài)下內(nèi)應(yīng)力達(dá)到最大值， 而變形為零。在全約束與完全自由狀態(tài)的中間過程，即為彈性約束狀態(tài)，亦即自由變形分解為約束變形和顯現(xiàn)變形(實際變形)，也就是說，在約束狀態(tài)下，結(jié)構(gòu)首先要求有變形

5、的余地，如結(jié)構(gòu)能滿足要求 不再產(chǎn)生約束應(yīng)力；如結(jié)構(gòu)沒有條件滿足要求，則必然產(chǎn)生約束應(yīng)力，超過砼的抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致開裂現(xiàn)澆砼樓板特別是房屋的四周陽角處由于受到縱、 橫二個方向剪 力墻或剛度相對較大的樓面梁約束， 限制了樓面板砼的自由變形，因 此在溫差和砼收縮變化時，板面在配筋薄弱處（一般在分離式配筋的 負(fù)彎矩筋和放射筋的未端結(jié)束處）首先開裂，產(chǎn)生 45度左右斜角裂 縫。所以說，只要砼的溫差應(yīng)力和收縮變形這一固有本性不變，只要 有約束存在，現(xiàn)澆砼板的裂縫就是不可避免的。 這就是砼樓板裂縫的 內(nèi)在原因，是事物發(fā)展的內(nèi)因。那么既然砼現(xiàn)澆板裂縫是不可避免的， 為什么有的棟號現(xiàn)澆板沒 有裂縫？出現(xiàn)裂縫的棟號

6、，其裂縫的程度也不一樣？除了內(nèi)因條件 外，還有外因條件的作用，外因通過內(nèi)因起作用。本人認(rèn)為，外因條件，首先是季節(jié)溫差對樓板的影響。住宅工程 施工工期主要有兩種情況：一是當(dāng)年開工當(dāng)年竣工；二是入冬前完成 主體，越冬后，裝修竣工。其主體工程不是在炎夏就是在嚴(yán)冬，砼現(xiàn) 澆板一年內(nèi)季節(jié)溫差較大，尤其是越冬的建筑物，主體完工后即停止 養(yǎng)護(hù)。有的住宅入冬前交驗，但多數(shù)用戶并不入住，室內(nèi)在封閉狀態(tài) 下，處于完全干燥狀態(tài)。現(xiàn)澆板在這種反復(fù)溫差作用下，砼內(nèi)部產(chǎn)生 溫差應(yīng)力，必然引起變形，但其變形卻受到梁、墻的約束，造成現(xiàn)澆 樓板在四角折角處和房間中部受拉產(chǎn)生裂縫。此外，除季節(jié)溫差影響外，裂縫與施工質(zhì)量控制水平有

7、著密切的 關(guān)系。1. 裂縫的出現(xiàn)與養(yǎng)護(hù)條件的關(guān)系。干燥的環(huán)境對早期砼的抗裂能力有嚴(yán)重影響，國內(nèi)有關(guān)試驗表明，濕潤養(yǎng)護(hù)的砼其極限拉伸值比干 燥養(yǎng)護(hù)的要大20%-50%特別是泵送砼多采用“雙摻技術(shù)”，由于外 加劑中的引氣保塑組分的存在改變了砼孔結(jié)構(gòu)，當(dāng)表面水分蒸發(fā)散失時，由于保水性好毛細(xì)管不易形成，內(nèi)部水分難以外移平衡，使現(xiàn)澆 樓板表面層與內(nèi)部的濕度梯度增大，表面失水干燥，而引發(fā)裂縫。裂 縫一旦產(chǎn)生，開始的微裂縫和楔形裂縫的尖端起到毛細(xì)管的吸水作用 和楔劈作用，收縮應(yīng)力集中，裂縫向下延伸，此種裂縫一般發(fā)生較早， 當(dāng)砼再次經(jīng)歷溫差變化及干縮變形時， 應(yīng)力集中于原有裂縫處，致使 原有的部分裂縫裂透。2

8、. 裂縫的形成與砼早期擾動的關(guān)系。砼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī) 范第4.5.4條規(guī)定“在已澆筑的砼強(qiáng)度未達(dá)到 1.2N/mm以前，不得 在其上踩踏或安裝模板及支架?！倍壳暗钠毡闋顩r是第一天澆筑砼，第二即開始插入施工，而且施工荷載嚴(yán)重超標(biāo)。砼樓板在強(qiáng)度不 足的情況下受到過載的擾動，影響了砼的致密性。板并非理想的連續(xù) 勻質(zhì)體，它的物質(zhì)組成很不均勻，加之施工擾動，內(nèi)部存在很多不均 衡點，這些點的集中應(yīng)力，當(dāng)受到變形作用時，極易產(chǎn)生裂縫。3. 裂縫出現(xiàn)的部位與薄弱環(huán)節(jié)的關(guān)系。（1）施工縫處，多是接搓 處理不細(xì)，致使新舊砼銜接不緊密，砼凝固過程中收縮變形引發(fā)裂縫。（2）預(yù)埋線管部位。在線管預(yù)埋時不按規(guī)程嚴(yán)格

9、操作，致使線管位 置的保護(hù)層厚度失控，有的多管交叉，如不仔細(xì)處理會使局部截面削 弱，抵抗砼變形能力減小，在砼產(chǎn)生溫差應(yīng)力或干縮時，在此位置引 發(fā)裂縫。（3）早期塑性裂縫，中后期產(chǎn)生的裂縫，有許多是早期裂縫 的發(fā)展，這種裂縫一般發(fā)生較早，在砼澆筑完數(shù)小時內(nèi)便出現(xiàn)，有的 干縮裂縫是早期塑性裂縫的延伸。目前隨著泵送砼施工工藝的發(fā)展，使砼裂縫控制的技術(shù)難度大大 增加，過去干硬性及預(yù)制砼收縮變形約為2.5- 3.5 X 10-4，而現(xiàn)在泵送砼約為6-8X10-4，泵送砼由于流動性與和易性的要求，坍落度增 加，水灰比增大，水泥標(biāo)號提高，水泥用量、用水量、砂率均增加， 骨料粒徑減小等諸因素變化，導(dǎo)致砼的收縮

10、及水化熱作用增加， 收縮 時間延長，已引起建筑業(yè)同行的共識?？傊F(xiàn)澆樓板裂縫就是在這種內(nèi)因外因共同作用下產(chǎn)生的，由于內(nèi)因外因條件不同，在各棟號之間，各施工單位之間，呈現(xiàn)了裂縫 的不平衡狀態(tài)。二、裂縫控制措施綜上所述，讓其裂縫不產(chǎn)生是不可能的，但限制一定的裂縫寬度， 防止有害裂縫，隨著技術(shù)水平的提高，使裂縫逐漸減少，或推遲裂縫 的發(fā)生是完全可以做到的。設(shè)計規(guī)范規(guī)定，根據(jù)不同使用功能要求， 裂縫寬度最小0.1mm最大0.3mm與國際標(biāo)準(zhǔn)接近，但裂縫控制卻 是相當(dāng)復(fù)雜的。它涉及到結(jié)構(gòu)設(shè)計，地基基礎(chǔ)，施工技術(shù)，材料質(zhì)量， 環(huán)境狀態(tài)等諸多因素，所以裂縫控制實質(zhì)上是一綜合性相當(dāng)強(qiáng)的“交 叉學(xué)科”。經(jīng)過廣

11、泛的調(diào)查、研究，結(jié)合我的施工實踐經(jīng)驗和教訓(xùn)，本人認(rèn) 為，對現(xiàn)澆板裂縫的控制主要應(yīng)采取以下幾項措施：1. 優(yōu)化砼配合比，提高砼抗拉性能。無論是現(xiàn)場拌制的小坍落度 砼還是泵送砼，都應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)有配合比的基礎(chǔ)上， 進(jìn)一步試驗研究高性 能砼，優(yōu)選有利于抗裂性能的砼級配，盡力減小水灰比，減少坍落度， 降低砂率，增加骨料粒徑，降低含泥量及雜質(zhì)含量。選用影響收縮和 水化熱較小的外加劑和摻合料，對設(shè)計要求嚴(yán)格控制裂縫的結(jié)構(gòu)，還 應(yīng)摻加補(bǔ)償收縮的膨脹劑。2. 改善砼養(yǎng)護(hù)工藝，減少砼自身收縮。試驗證明，養(yǎng)護(hù)條件對砼 的收縮影響很大，養(yǎng)護(hù)14天的收縮比養(yǎng)護(hù)3天的收縮降低約20% 按施工規(guī)范進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，能有效地、持續(xù)地使砼

12、表面保持適當(dāng)?shù)臏囟群?濕度條件。澆筑時間不長的砼，仍然處于凝結(jié)、硬化過程，水泥水化 速度較快，養(yǎng)護(hù)形成的潮濕條件可防止砼表面脫水而產(chǎn)生收縮裂縫。 同時由于散熱時間延長，砼強(qiáng)度的松弛作用得到充分發(fā)揮，使砼的總 溫差產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于砼的抗拉強(qiáng)度，防止貫通裂縫的產(chǎn)生。此外， 在潮濕條件下，可使水泥水化充分、完全，從而提高砼的抗拉強(qiáng)度，增強(qiáng)后期裂縫的抗力。在砼裂縫控制措施中，養(yǎng)護(hù)工藝是很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。特別是早期的 妥善養(yǎng)護(hù)可以避免表面脫水并大量減少砼初期伸縮裂縫發(fā)生。 但實際 施工中，由于搶趕工期和澆水將影響彈線及施工人員作業(yè)， 因此樓面 砼往往缺乏較充分和較足夠的澆水養(yǎng)護(hù)延續(xù)時間。 為此，施工中必須

13、堅持按規(guī)范規(guī)定的養(yǎng)護(hù)時間進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，而且設(shè)定專人，改善養(yǎng)護(hù)方法， 如覆蓋麻袋或草包保濕養(yǎng)護(hù)、噴HL等品種養(yǎng)護(hù)液進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、用噴霧 器不間斷地輪流噴灑砼表面等。3. 規(guī)范施工操作規(guī)程，加強(qiáng)樓面鋼筋的保護(hù)，避免砼澆筑后擾動。（1）鋼筋在樓面砼板中的抗拉受力，起著抵抗外何載所產(chǎn)生的 彎矩和防止砼收縮和溫差裂縫發(fā)生的雙重作用， 而這一雙重作用均需 鋼筋處在上下合理的保護(hù)層前提下才能確保有效。但由于板上層鋼筋 離樓層模板的高度較大，無法受到模板的依托保護(hù)，且板的上層鋼筋 一般較細(xì)較軟，受到人員踩踏后就立即彎曲、變形、下墜。樓面施工 時各工種交叉作業(yè)，造成施工人員眾多、行走十分頻繁。樓面上層鋼 筋網(wǎng)的有效保護(hù)

14、，一直是施工中的一大難題?？刹扇∠铝芯C合措施加以解決：A. 樓面雙層雙向鋼筋（包括分離式配置的負(fù)彎矩短筋） 必須設(shè)置 鋼筋馬凳，其縱橫向間距不應(yīng)大于700毫米（即每平方米不得少于2 只）。特別是對于 8類細(xì)小鋼筋，鋼筋馬凳的間距應(yīng)控制在 600 毫米以內(nèi)（即每平方米不得少于3只），并且鋼筋馬凳必須與其支承 的上層鋼筋網(wǎng)綁扎牢固，才能取得較良好的效果。B. 盡可能合理和科學(xué)地安排好各工種交叉作業(yè)時間， 在板底鋼筋 綁扎后，線管予埋和模板封鑲收頭應(yīng)及時穿插并爭取全面完成， 做到 不留或少留尾巴，以有效減少板面鋼筋綁扎后的作業(yè)人員數(shù)量。C. 在樓梯、通道等頻繁和必須的通行處應(yīng)搭設(shè)（或鋪設(shè)）臨時的 簡

15、易通道，以供必要的施工人員通行。D .安排足夠數(shù)量的鋼筋工在砼澆筑前及澆筑中及時進(jìn)行整修， 特別是支座端部受力最大處以及樓面裂縫最容易發(fā)生處（四周陽角 處、預(yù)埋線管處以及大跨度房間處）應(yīng)重點整修。E.砼工在澆筑時對裂縫的易發(fā)生部位和負(fù)彎矩筋受力最大區(qū)域，應(yīng)鋪設(shè)臨時性活動挑板，擴(kuò)大接觸面，分散應(yīng)力，盡力避免上層 鋼筋受到重新踩踏變形。（2）盡量采用小流水段施工，砼現(xiàn)澆板澆筑后不要過早上人， 合適的后續(xù)工序施工時間應(yīng)在樓板砼達(dá)到 5N/mm后；為使砼不早期受 損，且不影響工期，宜采取早強(qiáng)措施；5N/mm值應(yīng)制作同條件試塊， 確定達(dá)到的天數(shù)?？茖W(xué)安排樓層施工作業(yè)計劃，在樓層砼澆筑完畢的24小時以前，

16、 可限于做測量、定位、彈線等準(zhǔn)備工作，最多只允許暗柱鋼筋焊接工 作，不允許吊卸大宗標(biāo)材料，避免沖擊振動。在模板安裝時，吊運(yùn)（或 傳遞）上來的材料應(yīng)做到盡量分散就位，不得過多地集中堆放，以減 少樓面荷重和振動。對計劃中的臨時大開間面積材料吊卸堆放區(qū)域部位（一般約40平方米左右）的模板支撐架在搭設(shè)前，就預(yù)先考慮采用加密立桿（立 桿的縱、橫向間距均不宜大于800毫米）和擱柵增加模板支撐架剛度 的加強(qiáng)措施，以增強(qiáng)剛度，減少變形來加強(qiáng)該區(qū)域的抗沖擊、振動荷 載，并應(yīng)在該區(qū)域的新筑砼表面上鋪設(shè)舊木模加以保護(hù)和擴(kuò)散應(yīng)力， 進(jìn)一步防止裂縫的發(fā)生。4. 重視薄弱環(huán)節(jié)管理，控制引發(fā)裂縫對施工縫、后澆帶、預(yù)埋線管部位，塑性裂縫等，應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范 施工，制定具體措施，作好技術(shù)交底，必要時加膨脹劑，調(diào)節(jié)砼的收 縮。預(yù)埋線管，特別是多根線管的集散處，應(yīng)增設(shè)垂直于線管的短鋼 筋網(wǎng)加強(qiáng)。并且當(dāng)線管數(shù)量眾多，使集散口的砼截面大量削弱時，應(yīng)按予留孔洞構(gòu)造要求在四周增設(shè)井字形抗裂構(gòu)造鋼筋。三、裂縫處理目前，在現(xiàn)澆砼樓板施工中徹底杜絕裂縫，還不太現(xiàn)實，而且設(shè) 計規(guī)范允許一定寬度的裂縫出現(xiàn)， 一旦出現(xiàn)了裂縫，處理時應(yīng)遵守以 下原則：1. 裂縫寬度在設(shè)計允許范圍內(nèi)時，可不作處理。2. 裂縫寬度超過規(guī)范要求時，不要急于處理，先查清開裂原因，一般應(yīng)待其發(fā)展