浅析楼板裂缝产生的原因及防治措施
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摘要：随着城市住宅建设步伐的加快，人们对住房的质量要求越来越高，尤其对一些现浇楼板出现的裂缝情况非常关注。住宅建筑现浇砼楼板裂缝问题已逐渐成为住宅建设的质量通病。防治现浇砼楼板裂缝，是当前提高住宅建设工程质量，消除住宅质量隐患的重要工作。
关键词：楼板裂缝；产生原因；防治措施
0、前言
居住质量是人们生活质量的重要标志,提高住宅质量,改善居住条件是住宅建设的首要任务和长远目标。据实际调查，住宅楼板裂缝一般表现形式为：长条形住宅靠近顶端单元的两个相交的外墙角处的现浇楼板,时常会发生与两个外墙成45°夹角的条形裂缝。裂缝与外墙角垂直距离约在50-100cm,裂缝的宽度自工程刚竣工时的0.1mm,会发展到0.3mm左右,多数是沿楼板厚度上贯穿性裂缝；在现浇楼板内预埋塑料电线管方向的板面上部有统长裂缝。按照现行住宅设计标准规定,起居室、主卧室内需配置单相两极和单相三极组合插座三只,单相三极空调电源插座一只及照明电源,都必须在现浇楼板内预埋穿电线的管子；在卧室或起居室平面尺寸不规则时,沿着宽度尺寸较大变化薄弱部位,发现自凹角开始的裂缝,在现浇楼板上呈现平行于纵向墙面方面的裂缝。这种裂缝宽度为0.1-0.2mm,在楼板厚度上呈贯穿性裂缝平面；在发生的现浇楼板后浇带界面上,沿着后浇混凝土和先前浇注的混凝土交接界面上,也可能发生沿楼板的厚度贯穿性裂缝。
1、住宅楼板裂缝的原因分析
作为普遍的质量通病,现浇钢筋混凝土楼板的裂缝的原因是多方面的,同时其发生的部位及走向带有一定的规律性,现分别从住宅工程设计、材料和施工、用户等角度分析原因。
1.1设计方面
1.1.1楼板厚度
楼板厚度虽能满足承载力要求,但随着住宅开间和厅面积的增大及不少房产开发商取消了传统的在现浇楼板表面铺30mm细石混凝土地坪,致使楼板厚度不能满足构造要求。
1.1.2配筋计算
不少设计单位仍按照单向板计算方法来设计配置楼板钢筋,支座处仅设置分离式负弯矩钢筋。由于计算简图与实际受力情况不符,单向高强钢筋或粗钢筋使混凝土楼面抗拉力不均,局部较弱,无筋处易产生裂缝。
1.1.3板内布线
现浇楼板内暗敷PVC电线管,有的甚至两根电线管交错叠放,管道上口混凝土保护层超薄,混凝土抗位强度减弱。
1.1.4伸缩缝的设置
砖混结构房屋较长而未设置伸缩缝,设计人员只重视强度而忽视了变形,地基处理也不尽合理,致使住宅工程沉降变形引起楼面开裂。
1.1.5后浇带问题
我们在设计较长的条形建筑时,为了减少混凝土的收缩变形,往往会预留后浇带,这对长条形楼板防止开裂是有好处的。但是后浇带不能替代伸缩缝。个别设计将现浇矿家结构的长度延伸超过55米,不设伸缩缝,采用后浇带而未开裂的情况是有的,但是不能作为经验推广。
1.2材料方面
就混凝土材料本身来讲,混凝土的收缩是引起混凝土现浇楼板产生裂缝的一个主要因素。长期以来,因内外学者对混凝土收缩的机理进行了系统的研究。混凝土由水泥、骨科、水以及存留在其中的气体组成,是一种多相非均匀的脆性材料。研究表明,当环境温度、湿度变化及混凝土硬化时,混凝土的体积会发生变化,并使其内部产生变化,由于混凝土中各种材料某些性能的不同,这种变形是不均匀的。水泥石收缩较大,而骨料收缩很小;水泥石的热膨胀系数较大,而骨料较小。同时,它们之间的变形不是自由的,相互之间产生约束,从而在混凝土内部产生粘着微细裂缝、水泥石微裂缝和骨料裂缝等三种,因此,混凝土内部微细裂缝的存在是混凝土材料本身固有的一种物理性质。
1.3施工方面
1.3.1混凝土水灰比、坍落度过大,或使用过量粉砂
混凝上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对强度影响的叠加。因此,水、水泥、外渗混合材料外加剂溶液的计量偏差,将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收缩大,抗拉强度低,容易因塑性收缩而产生裂缝,泵送砼为了满足泵送条件:坍落度大,流动性好,易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象,此时,砼脱水干缩时,就会产生表面裂缝。
1.3.2混凝土施工中过分振捣,模板、垫层过于干燥混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落挤出水分、空气,表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落,造成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝上之间洒水不够,过于干燥,则模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。
1.3.3混凝土浇捣后过分抹干压光和养护不当
过度的抹平压光会使混凝土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与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。
1.3.4楼板的弹性变形及支座处的负弯矩
施工中在混凝土未达到规定强度,过早拆模,或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载等。这些因素都可直接造成混凝土楼板的弹性变形,致使砼早期强度低或无强度时,承受弯、压、拉应力,导致楼板产生内伤或断裂。
1.3.5后浇带施工不慎而造成的板面裂缝
为了解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力,规范要求采用施工后浇带法,有些施工后浇带不完全按设计要求施工,例如施工未留企口缝;板的后浇带不支模板,造成斜坡搓;疏松混凝土未彻底凿除等都可能造成板面的裂缝。
2、裂缝防治相关措施分析
2.1施工中应采取的主要技术措施
裂缝的发生有两种较常见的种类：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，另一类是预理线管及线管集散处，但主要是以阳角45度斜角裂缝为主。现从现场施工角度进行综合分析，主要采取以下几项技术措施：
2.2预埋线管处裂缝防治的有效措施
预埋线管容易导致裂缝发生的薄弱部位主要位于多根线管的集散处，此处易引起应力集中。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，反之，一般不会发生楼面裂缝。因此对于较粗的管线或多根线管的集散处，应按技术导则三的第4条要求增设垂直于线管的短钢筋网加强。根据我公司的经验，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。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三的第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。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。
2.3把加强楼面上层钢筋网的有效保护措施做为重点
钢筋在楼面砼板中的抗拉受力，起着抵坑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1.5米时，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1米左右。与此相反，楼面上层钢筋网的有效保护，一直是施工中的一大较难问题。其原因为：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；钢筋离楼层模板的高度较大，无法受到模板的依托保护；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分离式配筋的拐脚支撑）。在上述四个原因中，前二条是客观存在，不可能也难于提出措施加以改进（否则楼面负筋用钢量将大大增加，造成浪费）。但后二个原因却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）必须设置钢筋小马凳，其纵横向间马凳距不应大于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，小撑马的间距应控制在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。对于第3条原因，可采取下列综合措施加以解决：
2.3.1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。
2.3.2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。
2.3.3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。
2.3.4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。
2.4楼面砼养护及材料吊卸区域的楼面裂缝防治的有效措施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。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HL等品种和养护液进行养护，达到降低成本和提高工效，并可避免或减少对施工的影响。
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的不规则受力裂缝一旦形成，就难于闭合，形成永久性裂缝，这种情况在高层住宅主体快速施工时较常见。这类裂缝的防治措施如下：
2.4.1主体结构的施工速度不能强求过快，以确保楼面砼获得最起码的养护时间。
2.4.2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，可限于做一些准备工作如测量、定位、弹线等，暗柱钢筋焊接工作也可以进行，但不允许吊卸大宗材料，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。
2.4.3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、已发生的裂缝弥补处理措施
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，再进行装修前，应预先作好妥善的裂缝处理工作，然后再进行下道工序。根据以往的经验，住宅楼地面上部的粉刷找平层较厚，可以通过在找平层中增设钢丝网、钢板网或抗裂短钢筋进行加强，并且上部常被木地板等装饰层所遮盖，问题相对较小。但板底则粉刷层较薄，并且通常无吊顶遮盖，更易暴露裂缝，影响美观并引起投诉，所以板底更应妥善处理。板底袭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（注：当遇到裂缝较宽、受力较大等特殊情况时，建议采用碳纤维粘贴加强）。复合增强纤维的粘贴宽度以350-400毫米为宜，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。
4、结语
通过大量的工程实践证明，建筑结构中的裂缝是不可避免的,是材料本身所固有的特征，但我们可以从裂缝产生的原因着手，通过设计和施工技术上的控制措施，可以大大减少裂缝的产生和通过对裂缝的处理可以保证结构物的可靠使用。