现浇钢筋砼板裂缝产生机理分析及防治措施

　　摘要：建筑结构砼产生裂缝是普遍现象，其中最常见的是钢筋砼楼板裂缝，本文分析了其产生裂缝的原因、机理，并提出了预防措施和处理方法。
　　关键词：建筑结构，砼，裂缝，机理，预防措施
　　1. 问题的提出
　　近年来，传统预制楼板已被现浇混凝土板所取代，采用现浇混凝土楼板对房屋的整体稳定性，抗不匀的沉降和结构安全性都有很大提高，同时它的不利因素就是随之相伴的楼板裂缝现象的产生，楼板的裂缝问题长期以来困扰着工程设计和施工技术人员，是一个迫切需要解决的技术问题。
　　2. 裂缝产生的机理分析
　　楼板裂缝的产生原因归纳起来有这样几个相关的方面：既有材料如，砂，石、水泥、水的用量等方面的问题，同时还有施工过程中的质量控制问题，还与施工环境，外部条件有一定的关系，综合分析来看，主要的有以下几点：
　　2.1混凝土水灰比，塌落度过大，或使用了过量的粉砂
　　混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感，基本上是水和水泥计量变动量对强度影响的几何叠加，因此，水、水泥和外掺混合材料，外加剂溶液的计量偏差，将直接影响到混凝土的强度。而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收缩大，抗拉强度低，容易因塑性收缩而生产裂缝，泵送砼为了满足泵送条件，一般塌落度较大和易性较好，易产生局部粗骨料减少，砂浆较多的现象，这种情况下，在砼脱水干缩时就会产生表面裂缝。
　　2.2收缩及水化热增加
　　随着我国混凝土生产泵送商品砼工艺的全面推进，砼从过去的干硬性，低缩性，现场搅拌转向集中搅拌，大流动性泵送浇注，水泥用量增大，水灰比增加，砂率提高，骨料粒径的减小，用水量增加导致砼收缩系数的增大和水化热的增加。
　　2.3砼施工中过分振捣，模板或垫层过于干燥
　　砼浇筑振捣后，粗骨料沉落挤出水分，混凝土表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落，造成表面砂浆浮层，它比下层砼有较大的干缩性，待水分蒸发后，易形成凝缩裂缝，如果模板或垫层在浇筑之前湿润不够，过于干燥，导致模板吸水量大（特别是木模板），引起砼的塑性收缩产生裂缝。
　　2.4砼浇捣过度抹平压光和养护不当
　　过度的抹平压光，会使砼的细骨料过多地浮到表面，形成含水量很大的水泥浆层，水泥浆中的氢氧化钙和空气中的二氧化碳作用生成碳酸钙，引起表面体积碳水化收缩，导致砼板表面龟裂，而养护不当也是造成现浇砼板裂缝的主要原因，过早养护会影响砼的胶结能力，过迟养护，由于受风吹日晒，砼板表面游离水分子蒸发过快，水泥缺乏必要的水化水而产生急剧的体积收缩，此时，砼早期强度低，不能抵抗这种应力而生开裂。
　　2.5楼板的弹性变形及支座处的负弯距
　　施工中，在砼未达到规定强度，过早拆模或者在砼未达到终凝时间，就上荷载，都会带来砼楼板的弹性变形，致使早期强度低或无强度时承受弯，压、拉压力，导致楼板产生细微裂纹；施工中不注意钢筋的保护，板面负筋踩弯等，将会造成支座的负弯矩，导致楼板出现裂缝，此外，大梁两侧的模板不均匀沉降，也会使支座产生负弯矩造成横向裂缝。
　　2.6预埋管线的影响
　　预埋管线，特别是多根管的集散处，砼截面削弱，引起应力的集中，是容易导致裂缝发生的薄弱部位，当预埋管线且径较小，并且房屋开间宽度也较小，同时穿线管的敷设走向垂直于砼的收缩和受拉方面时，一般不会发生楼板开裂，反之，当预埋管线直径较大，并且线管的走向和应力受拉方向一致时就很容易导致裂缝的发生。
　　3．施工中应采取的主要技术措施
　　楼面裂缝的发生除以阳角45度斜角裂缝为主外，其他还有较常见的两类:一类是预理线管及线管集散处，另一类为施工中周转材料临时较集中和较频繁的吊装卸料堆放区域。
　　现从施工角度进行综合分析，并分类采取以下几项主要技术措施：
　　3.1重点加强楼面上层钢筋网的有效保护措施
　　钢筋在楼面砼板中的抗拉受力，起着抵抗外荷载所产生的弯矩和防止砼收缩和温差裂缝发生的双重作用，而这一双重作用均需钢筋处在上下合理的保护层前提下才能确保有效。在实际施工中，楼面下层的钢筋网在受到砼垫块及模板的依托下保护层比较容易正确控制。但当垫块间距放大到1.5m时，钢筋网的合理保护层厚度就无法保障，所以纵横向的垫块间距限制在1m左右。与此相反，楼面上层钢筋网的有效保护，一直是施工中的较难解决的问题。其原因为：①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；②钢筋离楼层模板的高度较大，无法受到模板的依托保护；③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；④上层钢筋网的钢筋小撑马设置间距过大，甚至不设(仅依靠楼面梁上部钢筋搁置和离式配筋的拐脚支撑)。上述四种原因中，后二种原因在施工中必须大大加以改进，对于最后一个原因，根据大量的施工实践，建议楼面双层双向钢筋(包括分离式配置的负弯矩短筋)必须设置钢筋小撑马，其纵横向间距不应大于700mm(即每平方米不得少于2只)，特别是对于Ф8一类细小钢筋，小撑马的间距应控制在600mm以内(即每平方米不得少于3只)，才能取得较好的效果。
　　对于第3条原因，可采取下列综合措施加以解决:
　　3.1.1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；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；
　　3.1.2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，应自觉沿钢筋小马撑支撑点通行，不得随意踩踏中间架空部位钢筋；
　　3.1.3安排足够数量的钢筋工(一般应不少于3～4人或以上)在砼浇筑前及浇筑中跟踪及时进行整修，特别是支座端部受力最大处以及楼面裂缝最容易发生处(四周阳角处、预埋线管处以及大跨度房间处)应重点整修；
　　3.1.4砼工在浇筑时对裂缝的易发生部位和负弯矩筋受力最大区域，应铺设临时性活动挑板，扩大接触面，分散应力，尽力避免上层钢筋受到重新踩踏变形。[!--empirenews.page--]
　　3.2预埋线管处的裂缝防治
　　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。当预理线管的直径较小，并且房屋的开间宽度也较小，同时线管的敷设走向又不重于(即垂直于)砼的收缩和受拉方向时，一般不会发生楼面裂缝。反之，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，应按技术导则3的第4条要求增设垂直于线管的短钢筋网加强。根据经验，增设的抗裂短钢筋采用Ф6—Ф8，间距≤150，两端的锚固长度应不小于300mm。线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越，交叉布线处可按技术导则3的第4条采用线盒，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。
　　3.3材料吊卸区域的楼面裂缝防治
　　目前在主体结构的施工过程中，普遍存在着质量与工期之间的较大矛盾。一般主体结构的楼层施工速度平均为5—7d左右一层，最快时甚至不足5d一层。因此当楼层砼浇筑完毕后不足24h的养护时间，就忙着进行钢筋绑扎、材料吊运等施工活动，这就给大开间部位的房间雪上加霜。除了大开间的砼总收缩值较小开间要大的不利因素外，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，形成水久性裂缝，这种情况在高层住宅主体快速施工时较常见。
　　对这类裂缝的综合防治措施如下:
　　3.3.1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≤24h)必须获得保证。主体结构阶段的楼层施工速度宜控制在6-7d一层为宜，以确保楼面砼获得最起码的养护时间；
　　3.3.2科学安排楼层施工作业计划，在楼层砼浇筑完毕的24h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，不允许吊卸大宗材料，避免冲击振动。24h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3d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。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。
　　3.3.3对计划中的临时大开间面积材料吊卸堆放区域部位(一般约40m2左右)的模板支撑架在搭设前，就预先考虑采用加密立杆(立杆的纵、横向间距均不宜大于800mm)和搁栅增加模板支撑架刚度的加强措施，以增强刚度，减少变形来加强该区域的抗冲击振动荷载，并应在该区域的新筑砼表面上铺设旧木模加以保护和扩散应力，进一步防止裂缝的发生。
　　3.3.4加强对楼面砼的养护。砼的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要，特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水并大量减少砼初期伸缩裂缝发生。为此，施工中必须坚持覆盖麻袋或草包进行一周左右的妥善保湿养护，并建议采用喷养护液进行养护，达到降低成本和提高工效，并可避免或减少对施工的影响。
　　4.对裂缝的弥补处理
　　在采取了上述综合性防治措施后，由于各种原因仍可能有少量的楼面裂缝发生。当这些楼面裂缝发生后，应在楼地面和天棚粉刷之前预先作好妥善的裂缝处理工作，然后再进行装修。板底裂缝宜委托专业加固单位采用复合增强纤维等材料对裂缝作粘贴加强处理。复合增强纤维的粘贴宽度以350—400mm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，是目前较理想的裂缝弥补措施。

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