探讨钢筋砼现浇楼板裂缝的原因及预防措施

　　摘要：随着人们生活水准的提高及住房制度的改革，人们对裂缝问题越来越重视了，有时还会引发参建各方的责任纠纷。裂缝较难控制的原因是，由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，正是由于这些混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的，再加上其他多方面原因，如外荷载的作用、温度的变化、基础的不均匀沉降、砼的收缩徐变、构件的配筋不合理以及施工方法不当等，就会产生较长、较大的裂缝了。所以分析研究裂缝产生的原因及预控措施是十分必要的，并需普及到各相关部门、主要责任人及实际操作者，层层严格把关相互协作，才会有较好的效果。
　　关键词：裂缝危害，类型及特征，产生原因，控制措施，处理方法
　　
　　一、裂缝的危害
　　1、强度影响：根据裂缝深度和长度的大小，不同程度的减少了楼板的截面尺寸，破坏了楼板的整体性，易产生应力集中现象。在使用不当时，还会使裂缝再发展，引起钢筋锈蚀，进一步降低楼板的承载力。
　　2、耐久性影响：当板缝不断的发展变化或使内部的受力钢筋等材料腐蚀，引起砼的碳化发展，降低砼的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等，将会减少结构的设计正常使用年限。
　　3、抗渗性影响：在裂缝较深时或为通缝时，抗渗性就减弱很多，当上层的水则渗漏到下层，或自线管渗漏进电气中，或者下层为设备层或人防层（人防层楼板不得有裂缝）时，就影响正常使用了。有腐蚀物质存在时，会沿着裂缝形成一条通道，会减低楼板的防腐能力。
　　4、经济影响：当对较多的裂缝进行修复和加固处理时，会花费较多的人力和物力，当工程较大和裂缝较多时，直接费或间接费用还是较大的。
　　5、社会影响：在住户发现楼板有裂缝时，会有很多顾虑和不安，认为会对人身安全有影响，常会发生投诉和索赔现象，并对各责任方有不满情绪，影响社会和谐。
　　二、裂缝的类型及特征
　　根据裂缝的规律性、形态、发生部位以及分布情况划分裂缝可以有以下几种：塑性收缩裂缝；塑性沉降裂缝；龟裂；收缩裂缝；温度裂缝；纵向裂缝；横向裂缝；斜裂缝；八字和倒八字形裂缝；Ⅹ形交叉裂缝；其它裂缝。
　　1、网状、龟裂状的细裂缝：是指发生在混凝土表面的裂纹深度不超过0.2mm的网状裂缝，对混凝土的整体结构性能影响不大，但影响了外表的美观，而且时间一长，裂缝受到风吹雨蚀，很容易继续加深，最终影响到混凝土的耐久性。
　　2、平行排列或鸡爪状裂缝：一般发生在新浇筑后的表面抹面处理阶段，裂缝深度大约在12mm，这种裂缝多数是由于混凝土表面水分增发过快，由混凝土内外水分含量差引起的。属于混凝土的塑性收缩裂缝。
　　3、阳角45度斜角裂缝：在房屋四周阳角处（含平面形状突变的凹口房屋阳角处）的房间1m左右，即在楼板的分离式配筋的负弯矩筋以及角部放射筋末端或外侧，发生45度左右的板面斜角裂缝。
　　4、宽窄不一裂缝：是由早期冻胀引起的裂缝，在结构表面沿主筋、箍筋方向出现宽窄不一的裂缝，深度一般到主筋。
　　5、沿钢筋位置裂缝：通常在结构完工一段时间后，遇水后，尤其是地下室湿度较大，沿着钢筋位置出现的纵向裂缝，是表明钢筋正在生锈的一个重要征兆，是由于钢筋生锈体积膨胀后引起的。如果不进行处理，将会导致混凝土开裂，保护层完全脱落，并引起钢筋严重锈蚀。这种裂缝对结构的耐久性和安全性影响很大，应进行彻底处理。
　　6、无一定规律，面积较大裂缝：一般是由温度裂缝引起的，上纵横交错，梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的裂缝一般于短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较明显，冬季较宽，夏季较窄。此种裂缝会引起钢筋的锈蚀，砼的碳化，降低砼的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
　　7、砼酥松裂缝：一般是由化学反应引起的，砼中碱骨料反应和钢筋锈蚀引起的裂缝也是最常见裂缝，砼拌合后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成砼酥松、膨胀开裂。
　　8、X型裂缝：一般发生在靠板中部位，这是在施工过程中，混凝土尚未有强度时，由于施工荷载过早且较集中时，使支撑产生位移，导致钢筋与混凝土之间脱离，形成混凝土表面的裂缝，这种裂缝是常见的，也是非常可怕的，所以这种裂缝应在施工中引起高度重视并加以避免。
　　9、八字、倒八字形或其它规律裂缝：在梁板靠边缘处会出现对称规律裂缝，一般较深较宽。
　　三、产生的原因：
　　一般主要有四种：1、商品砼质量有缺陷原因2、施工质量没有得到有效的控制3、设计缺少加强措施4、使用不当。
　　1、商品砼质量原因
　　（1）目前已普遍采用商品混凝土进行浇筑，为满足坍落度大，流动性好的泵送要求，必然水灰比相对较大，当混凝土收缩凝固时，就会产生塑性收缩裂缝。而且受激烈的市场竞争影响，各商品混凝土厂商的混凝土性能不够稳定，如：粉煤灰掺量大会影响混凝土的早期强度，砂石含泥量高会大大降低混凝土的抗拉强度，并可能引起碱骨料反应，遇水体积膨胀，致使现浇混凝土楼板出现裂缝。或采用低价位、低性能的砼外加剂，以及细度模数低、含泥量较高的中细砂作为降低价格和成本的主要竞争手段等原因。
　　（2）目前已普遍采用泵送商品砼进行浇筑，但受剧烈的市场竞争，导致总包单位与商混站在订购商品砼时，没有根据工程的不同部位和性质提出对砼品质的明确要求，只是片面压价和追求低价格、低成本而忽视了砼的品质，导致砼性能下降和收缩裂缝增多。
　　（3）碱性环境中化学反应导致裂缝产生，混凝土中含有高分子的Ca（OH）2，为含硅骨料提供了足够的碱性环境，在含硅骨料和Ca（OH）2发生化学反应超过了一定限度时，在混凝土内部产生一种膨胀力，导致混凝土产生裂缝。
　　2、施工时产生的裂缝
　　（1）塑性沉降裂缝：这是在施工过程中，混凝土尚未有强度时，由于施工荷载过早地作用，使支撑产生位移，导致钢筋与混凝土之间脱离，形成混凝土表面的裂缝，这种裂缝是常见的，也是非常可怕的，所以这种裂缝应在施工中引起高度重视并加以避免。
　　（2）龟裂：由于没有进行合理的进行养护引起的。裂缝很浅，常在初凝期间出现。这种裂缝对结构影响不大。一般不需处理。
　　（3）收缩裂缝：混凝土在硬化后在表面形成的裂缝。由于受到周围结构构件的约束或者养护不足；收缩量不同而引起的，裂缝一般与构件表面垂直。
　　（4）现浇板上过早施工而加荷引起的裂缝：《混凝土结构施工质量验收规范》规定，混凝土强度达到1.2N/mm2前，不得在其上踩踏或安装模板及支架。但有时由于为了抢时间，赶进度，在刚浇好的现浇板上或混凝土尚处在初凝阶段，就任意踩踏，搬运材料，集中堆放砖块、砂浆、模板等。过早的加荷，人为地造成了现浇板裂缝。
　　（5）板负筋下沉产生的裂缝：在楼面工程施工中各种交叉作业，楼面负筋位置的正确性难以得到保证，由于受到施工人员踩踏后会使钢筋弯曲、变形，致使负筋下陷，保护层过大，降低了板截面的有效高度，使板的承载能力达不到设计的要求，从而导致板裂缝的产生。
　　（6）早期冻胀引起的裂缝：在结构构件表面沿主筋、箍筋方向出现宽窄不一的裂缝，深度一般到主筋。
　　（7）温度作用产生的裂缝：温度差下产生裂缝混凝土由于受到搅拌以及结合态的Ca（OH）2与水等材料发生反应的影响，浇筑期的混凝土内部温度比较高，当高温度的混凝土应用于工程施工时，表层的温度将大幅度降低，而混凝土内部的温度仍处在高温或者次高温状态，阻碍了混凝土表面的收缩，又因为混凝土的抗拉能力低，因此极易发生裂缝。
　　3、设计原因
　　（1）抗裂配筋不合理
　　在房屋四周阳角处（含平面形状突变的凹口房屋阳角处）裂缝，其原因主要是砼的收缩特性和温差双重作用所引起的，并且愈靠近屋面处的楼层裂缝往往愈大。现行设计规范侧重于按强度考虑，未充分按温差和混凝土收缩特性等多种因素作综合考虑，配筋量因而达不到要求。而房屋的四周阳角由于受到纵、横二个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束，限制了楼面板砼的自由变形，因此在温差和砼收缩变化时，板面在配筋薄弱处（即在分离式配筋的负弯矩筋和放射筋的未端结束处）首先开裂，产生４５度左右的斜角裂缝。虽然楼地面斜角裂缝对结构安全使用没有影响，但在有水源等特殊情况下会发生渗漏缺陷，容易引起住户投诉，是裂缝防治的重点。
　　（2）现浇板结构设计中只考虑强度要求外，未进行挠度及裂缝验算，未考虑施工不均匀性及混凝土本身的收缩因素。
　　（3）未采用较小直径密度分布的方式进行布筋，来防止温度及收缩引起的应力影响，未防止因混凝土自身收缩出现大量的应力集中点，使局部出现塑性变形产生裂缝。另外混凝土标号设计强度较高。
　　（4）未在楼板上设置一后浇带，及在楼板中间墙体支座处设有伸缩缝，使其释放内应力。
　　（5）在抗震非设防地区，也应适当增设混凝土构造柱，提高房屋整体抗震强度。
　　四、使用期间的裂缝
　　（1）构筑物基础不均匀沉降，产生沉降裂缝。
　　（2）使用荷载超负。
　　（3）野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞等，引起裂缝。
　　（4）周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，引起裂缝。
　　（5）意外事件，火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。
　　五、防治措施
　　1、商品砼站方面
　　（1）对于水泥品种的选用，要从水泥的具备的特性出发，水泥应优先选用非早强度型、水化热低和质量稳定的普通硅酸盐水泥，减少混凝土自身收缩。混凝土中骨料的用量占体积的70%左右，必须注意粗骨料的质量，宜用粒径15~20mm的石子进行合理级配，含泥量<1%；砂子应用中、粗砂，含泥量<3%，砂率控制为40%左右，坍落度控制为14~20mm；注意粗骨料与细骨料选用过程中应该注意的事项，当使用活性骨料时，通过使用低碱水泥。
　　（2）混凝土的各原材料的配合比要合理，除了注意水泥等原材料用量上的合理搭配外，还要适量加入一些掺合料（如粉煤灰等）并选用高效优质砼外加剂，改善和减小混凝土的收缩值，降低混凝土表面裂缝现象的发生。
　　2、设计方面
　　（1）在图纸会审时建议业主和设计单位对四周的阳角处楼面板配筋进行加强，负筋不采用分离式切断，改为沿房间（每个阳角仅限一个房间）全长配置，并且适当加密加粗。
　　（2）对于外墙转角处的放射形钢筋，根据实践检验，认为作用较小。其原因是放射形钢筋的长度一般不大（约１.２米左右），当阳角处的房间在不按双层双向钢筋加密加强而仍按分离式设置构造负弯矩短筋时，４５度的斜向裂缝仍然会向内转移到放射筋的未端或外侧，而当采用了双层双向钢筋加密加强后，纵、横二个方向的钢筋网的合力已能很好地抵抗和防止４５度斜角裂缝的发生和转移，并且放射形钢筋往往只有上部一层，在绑扎时常搁置在纵横板面钢筋的上方，导致钢筋交叉重叠，将板面的负弯矩钢筋下压，减少了板面负弯矩钢筋的有效高度，同时浇筑时钢筋弯头（即拐脚）容易翘起造成收面困难，所以建议重点加强加密双层双向钢筋即可。
　　（3）现浇板结构设计中除考虑强度要求外，还应进行挠度及裂缝验算，考虑施工不均匀性及混凝土本身的收缩因素，适当增加板厚，增强板的刚度。
　　3、施工方面
　　（1）在砼浇筑时尽量考虑季节和天气情况，夏季尽量选择在下午进行浇筑，冬季选择在上午浇筑，且风小的时候，让发生凝缩变形时间避开气候最高和最低温度时间，在板面收面时，增加二次抹面，当是抗渗砼时，需进行三次抹面。
　　（2）加强楼面上层钢筋网的有效保护措施。
　　在实际施工中，由于板的上层钢筋一般较细较软，受到人员踩踏后就立即弯曲、变形、下坠；各工种交叉作业，造成施工人员众多、行走十分频繁，无处落脚后难免被大量踩踏；上层钢筋网的钢筋小马凳设置间距过大，甚至不设（仅依靠楼面梁上部钢筋搁置和分离式配筋的拐脚支撑）。建议楼面双层双向钢筋（包括分离式配置的负弯矩短筋）必须设置钢筋U型马凳，其纵横向间距不应大于７００毫米（即每平方米不得少于２只），特别是对于Φ８一类细小钢筋，小马凳的间距应控制在６００毫米以内（即每平方米不得少于３只），才能取得较良好的效果。还需采取下列综合措施加以解决：
　　Ａ、尽可能合理和科学地安排好各工种交叉作业时间，在板底钢筋绑扎后，线管予埋和模板封镶收头应及时穿插并争取全面完成，做到不留或少留尾巴，以有效减少板面钢筋绑扎后的作业人员数量。
　　Ｂ、在楼梯、通道等频繁和必须的通行处应搭设（或铺设）临时的简易通道，以供必要的施工人员通行。
　　Ｃ、加强教育和管理，使全体操作人员充分重视保护板面上层负筋的正确位置，必须行走时，应自觉沿钢筋小马凳支撑点通行，不得随意踩踏中间架空部位钢筋。
　　（3）预埋线管处的裂缝防治
　　A、预埋线管，特别是多根线管的集散处是截面砼受到较多削弱，从而引起应力集中，容易导致裂缝发生的薄弱部位。当预埋线管的直径较大，开间宽度也较大，并且线管的敷设走向又重合于（即垂直于）砼的收缩和受拉力向时，就很容易发生楼面裂缝。因此对于较粗的管线或多根线管的集散处，增设垂直于线管的短钢筋网加强。建议增设的抗裂短钢筋采用Φ６-Φ８，间距≤１５０，两端的锚固长度应不小于３００毫米。
　　B、线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越，交叉布线处可采用线盒，同时在多根线管的集散处宜采用放射形分布，尽量避免紧密平行排列，以确保线管底部的砼灌筑顺利和振捣密实。并且当线管数量众多，使集散口的砼截面大量削弱时，宜按予留孔洞构造要求在四周增设上下各２Φ１２的井字形抗裂构造钢筋。
　　（4）材料吊卸区域的楼面裂缝防治
　　一般主体结构的楼层施工速度平均为５-７天左右一层，最快时甚至不足5天一层。除了大开间的砼总收缩值较小开间又大的不利因素外，更容易在强度不足的情况下，受材料吊卸冲击振动荷载的作用而引起不规则的受力裂缝。并且这些裂缝一旦形成，就难于闭合，形成永久性裂缝，这种情况在高层住宅（尤其是层高较高时）主体快速施工时较常见。对这类裂缝的综合防治措施如下：
　　Ａ、主体结构的施工速度不能强求过快，楼层砼浇筑完后的必要养护（一般不宜≤２４小时）必须获得保证。主体结构阶段的楼层施工速度宜控制在６-７天一层为宜，以确保楼面砼获得最起码的养护时间。
　　Ｂ、科学安排楼层施工作业计划，在楼层砼浇筑完毕的２４小时以前，可限于做测量、定位、弹线等准备工作，最多只允许暗柱钢筋焊接工作，不允许吊卸大宗标材料，避免冲击振动。２４小时以后，可先分批安排吊运少量小批量的暗柱和剪力墙钢筋进行绑扎活动，做到轻卸、轻放，以控制和减小冲击振动力。第3天方可开始吊卸钢管等大宗材料以及从事楼层墙板和楼面的模板正常支模施工。
　　Ｃ、在模板安装时，吊运（或传递）上来的材料应做到尽量分散就位，不得过多地集中堆放，以减少楼面荷重和振动。
　　4、使用方面：
　　（1）在建成以后，根据房屋设计使用功能要求编制工程使用说明书，并补充说明盐类和酸类物质会对钢筋砼有较大侵蚀作用，不得直接与楼板进行接触。
　　（2）在装修和使用中，不得随意改变房间使用功能和堆载过于集中。
　　六、裂缝处理方法
　　（1）表面修补法
　　非关键部位对承载力无影响的板面裂缝宽度在0.2mm之内的，裂缝又没有贯通的，可不采取处理措施。也可采用在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
　　（2）灌浆、嵌逢封堵法
　　当混凝土板面裂缝宽度在0.2mm以上时，可用环氧树脂灌浆修补，材料以环氧树脂为主要成分，加入增塑剂（邻苯二甲酸二丁酯）、稀释剂（二甲苯）和固化剂（乙二胺）等组分。修补时先用钢丝刷将混凝土表面的灰尘、浮渣及松散层仔细清除，严重的用丙酮擦洗，使裂缝处保持干净。而后选择裂缝较宽处布置灌浆嘴子，嘴子的间距根据裂缝大小和结构形式而定，一般为300～500mm。有裂缝的混凝土经灌浆后，一般要在7d后方可加载使用。环氧树脂灌浆修补法可恢复板的整体性和使用功能，使用效果比较理想。
　　（3）结构加固法
　　一般采用采用碳纤维加固，碳纤维应垂直于裂缝，粘贴宽度为600mm（缝每边300mm）为宜，既能起到良好的抗拉裂补强作用，又不影响粉刷和装饰效果。首先打磨混凝土表面，使用丙酮擦拭一遍，保持表面干燥、干净。按甲与乙3：1的比例，准确称取各组分并充分搅拌均匀，将调好的粘合剂均匀地涂刷到粘结面，胶量必须充足、饱满；将裁好的碳纤维粘于混凝土粘贴面，使用刮板往复碾压，使碳纤维平直延展，粘合剂充分渗透；在碳布表面涂刷粘合剂，继续往复刮涂碾压赶出气泡，并使粘合剂均匀覆盖碳布，静置1～2小时至指干，重复碾压消除因纤维浮起和错动可能引起的气泡、粘接不实等。严重时也可采用加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固等方法。
　　（4）混凝土置换法
　　混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
　　七、结论
　　钢筋砼结构中现浇楼板裂缝是较普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力、耐久性和承载力，也会影响建筑物的使用功能，因此从设计和施工全过程中，针对各影响因素要考虑全面、细致，严格遵守设计和施工规范，对楼板裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，确保结构工程质量，让用户放心，各方满意。
　　
　　参考文献：
　　
　　1、 中国建筑工业出版社编.新版建筑工程施工质量验收规范汇编.2003
　　2、 王铁梦.工程结构裂缝控制.中国建筑工业出版社,1997

《探讨钢筋砼现浇楼板裂缝的原因及预防措施》

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