现浇钢筋砼楼板裂缝问题的探讨

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现浇钢筋混凝土楼板裂缝问题的探讨周自强王健(江都市建筑工程设计院，江都225200)(江都市建筑工程管理局，江都225200)[提要]：针对砖混住宅楼现浇混凝土楼板裂缝问题，分析其产生的原因，提出预防板裂缝的措施，并提出加固处理意见。[关键词]：混凝土板裂缝原因预防措施处理方法随着国家对建筑工程质量要求的提高，按省建设主管部门的布署，预应力混凝土多孔板，正在逐步被禁止使用，我市也逐渐采用现浇混凝土楼板代替预应力混凝土多孔板。现浇钢筋混凝土楼板以其整体性好，抗震性能优，抵抗偶然荷载能力强（如爆炸、火灾等）特点，正逐步被社会所接受，但由于种种原因，现浇混凝土楼板在砖混住宅工程应用中却出现了各种各样的裂缝，对工程的质量及使用产生了一定的影响。一、裂缝产生的原因通过对我市某小区出现裂缝较多的三幢住宅的调查显示，三幢住宅总建筑面积12000m2，共出现裂缝179条，其中房屋两端(变形缝分开后作为端部)房间板的外角，板面45°裂缝共98条占55%;异形区格板规则裂缝及开洞板洞口裂缝，共54条占30%;其余为施工缝处规则裂缝及其它不规则裂缝，共27条占15%。出现裂缝的时间大部份在装饰基本结束，验收交付之前。根据裂缝宽度统计≥0.3mm的裂缝仅占7.8%，大部份裂缝是符合规范的构造性裂缝，但产生的影响却是较大的。 从砖混结构住宅现浇楼板受力特点分析，我们认为可将裂缝产生的力学原因分为二种情况：一是板的抗力不足，即板的实际抗拉强度小于荷载产生的拉应力。由于住宅平面布局复杂，导致现浇板平面区格复杂，根据理论受力模型计算后，设计的抗力小于实际受力产生的拉应力，或是由于施工质量水平、原材料质量等因素削弱了板的抵抗能力后，使板的实际抗力小于受力产生的拉应力，如以上所述异形区格板规则裂缝、开洞板洞口裂缝及施工缝处规则裂缝、原材料质量等因素产生的不规则裂缝，都属于这一类；二是板的附加应力超过了板的极限抗拉强度，现浇楼板是收缩性较大的构件，而对砖混住宅来说，水平刚度较大，对现浇板的水平变形有较大约束，当板收缩时，就会产生较大的附加拉应力，超过板的抗拉极限强度，如以上所述的房屋两端房间板的外角板面45°裂缝。下面本文将从三个方面详细阐述导致裂缝的具体原因。1、设计考虑不周产生的裂缝这类裂缝比较有规则，符合结构力学中板的受力特征，裂缝位置比较典型，产生的原因主要是随着计算机辅助设计的推广，工程设计人员过于依赖计算机的计算结果，缺乏概念设计的思想，忽视了一些特殊板的内力分析和特殊部位的构造处理，从而导致裂缝的产生。具体表现为：(1)由于住宅平面布局复杂，出现异形现浇板区格，而目前普遍采用的大部份计算机程序不能准确分析其内力，设计人员只能凭经验进行简化计算并配筋，并不能完全符合实际受力状况。(2)跨度相差较大的相邻现浇板小跨度板的负筋长度，由计算机自动配筋，长度与实际受力不符，导致小跨板负筋外侧产生裂缝。(3)双向板墙角未能按构造双向配置钢筋，导致某一方向受力不足产生裂缝。(4)现浇板的厚度取值偏小，设计时只进行强度计算，未进行抗裂验算，裂缝宽度超过规定，出现可见裂缝。(5)用高强度钢筋代替Ⅰ级钢筋使用后，只进行等强代换计算，未作抗裂复核，裂缝宽度超过规定，出现可见裂缝。(6)现浇板开洞后，未按其大小、位置作相应构造处理，而使板的应力集中处，无足够的抵抗能力，出现裂缝。(7)设计时设备工种与结构工种配合不默契，暗敷管线位置、走向不合理，局部削弱了板的承载能力，导致沿管线方向的裂缝。(8) 伸缩缝的留置超过设计规范的规定，使板的累计伸缩量加大，产生裂缝。2、施工操作不规范引起的裂缝这类裂缝有些有规律，有些无规律，与实际施工时的情况有密切关系，可以从裂缝的位置、形状结合施工记录，分析其产生的具体原因，就其主要原因是由于施工单位操作人员不能严格按照现行国家施工规范的操作规程施工，具体表现在：(1)、施工时钢筋保护层控制不严，保护层偏大，使混凝土有效截面减小，削弱了板的承载能力，使板产生裂缝。（2）施工时堆集荷载超过设计的使用荷载，产生的内力超过了板的设计承载能力，使板产生裂缝。(3)模板刚度不足或支撑变形、下沉，造成新浇混凝土开裂。（4）拆模过早，使混凝土过早地承受荷载，其自重产生的内力大于混凝土早期抗拉强度产生裂缝。（5）早期混凝土受振动或浇完混凝土上人作业时间过早，此时的混凝土强度较低，极易破坏产生裂缝。（6）施工缝留设位置及处理不规范，在新旧混凝土接头处产生裂缝。3、原材料质量缺陷、自然条件变化、施工质量控制水平低等产生的裂缝这类裂缝的位置、大小无规则，开裂后数量较多，开裂有必然性也有很大的偶然性，甚至同类型、同尺寸、同材料、同施工单位施工的板，在同一幢号此处出现裂缝，在别处就不裂，究其产生的原因比较复杂，很难简单的确定为哪一种因素引起的裂缝。往往是综合多种因素而产生的，具体地说有：（１）黄沙颗粒偏细，含泥量高，石子有风化石子，降低了混凝土的抗拉强度。（２）水泥强度比标号高许多，但制成的混凝土收缩性大，产生了较大的附加应力,产生裂缝。（３）钢材延性差，与混凝土共同适应温度变化的能力差，胀缩不一致产生裂缝。（４）施工时水灰比过大，不能严格控制用水量，增加了混凝土凝固时收缩量，产生了较大的附加应力,产生裂缝。（５） 早期混凝土受冻，破坏了混凝土内部的晶体结构，削弱了其后期承载能力产生裂缝。（１）混凝土养护不当，早期失水严重，增加了混凝土凝固时收缩量，产生了较大的附加应力,产生裂缝。（２）夏季成型的屋面板，未能按设计要求及时施工上部的隔热措施，产生了较大的温度应力,产生裂缝。一、现浇混凝土楼板裂缝的预防控制措施为了克服现浇混凝土楼板的裂缝，从根本上解决现浇板裂缝带来的质量问题，充分发挥现浇混凝土板的优势，结合楼板裂缝产生的原因，应从设计、施工、原材料质量等多方面采取预防控制措施。1、精心设计，加强构造处理，强化预防措施。设计上对一些特殊板、特殊部位不局限于计算机的计算结果，强化概念设计的观念，适当合理地采取一些构造措施，防止裂缝产生。（１）对异形楼板，在不影响室内美观的前提下，适当增设混凝土梁，将板的区格化为规则板，使其受力明确，或采用有限元法进行内力分析，精确确定板的受力状态，并相应配筋。（２）跨度相差较大的相邻板，加长小跨板上的负筋长度甚至上部贯通。（３）边开间将板的负弯矩筋量的二分之一全跨通过，增强边开间板承受板伸缩产生的附加应力的能力。（４）根据经验合理设计板厚或进行抗裂验算。（５）加强工种配合，避免管线交叉，管线敷设方向尽量与板受力方向平行，在预埋管线上加设钢筋网片。（６）加强洞口配筋设计，尽量在较大洞口边缘设梁，减少洞口应力集中。（７）在满足规范伸缩缝长度的前提下，在伸缩缝范围内，可进一步仅将板在圈梁上断开，留10-20mm的缝,嵌入油膏，进一步增加板的伸缩自由度，减少附加应力。2、认真施工，加强技术管理，强化控制措施。施工单位应严格按照设计图纸、施工规范及操作规程施工，明确现浇板施工的质量控制要点，采取相应的预防控制措施。 （１）改进钢筋保护层控制手段，可用硬质塑料钢筋保护卡，确保钢筋位置准确，保证混凝土截面充分发挥作用。（２）钢筋成型后，不准在现浇板钢筋上行走，在混凝土浇筑时应有专人检查，确保钢筋位置准确到位。（３）对模板要进行设计，并严格按要求验收，拆模时应按拆模试块的试压结果，科学地确定拆模时间。（４）对施工缝的处理，首先应尽量不留或少留施工缝，对必须留的施工缝，既要保证其位置科学合理，符合规范，又要认真处理好施工缝的接头位置，建议处理时除按国家规范施工外，可在施工缝处预埋一些较细的短钢筋，以加强缝两侧混凝土的连接。（５）控制好在新浇混凝土上进行下道工序操作的时间，板上堆料须经计算并均匀放置，防止现浇板过早地承受荷载。（６）加强现浇板混凝土初期养护，并适当延长养护时间，减少混凝土的收缩量。根据有关资料估算，如果有二周的合理养护，可以减少混凝土收缩量的20%。2、严格把好原材料关，并采取相应的预防控制措施。对进场的砂石、水泥、钢材按规定复试、检测，对不符合要求的材料严禁使用，特别要控制好砂石的含泥量及砂的细度。做好进场水泥的复测工作，并相应调整混凝土的施工配合比。同时努力提高施工质量控制水平，施工中严格控制混凝土的水灰比及混凝土的坍落度。一、裂缝的处理的方法由于上述原因引起的裂缝，虽然有些有规律，有些无规律，但就其分类，只有两种类型：一是，由于强度不够引起的结构裂缝，对结构的安全有一定影响。二是，由于构造处理不妥，施工不当，自然环境变化等引起的非结构受力裂缝，对结构安全没有太大影响，但对板的使用功能及耐久性有一定的影响。针对二种裂缝类型，建议采取以下两种方案进行处理。 第一、对强度不足的结构裂缝，应根据其受力特征，裂缝产生的位置及大小，进行结构加固，这类裂缝应及时处理，防止裂缝的扩展，一般可采用粘贴碳纤维布，对裂缝及其受力不足部位进行加固。也可采用传统的方法，凿去混凝土保护层，加焊钢筋网片后再补浇细石混凝土，裂缝处理前应由原设计人员进行加固设计计算后方可实施。裂缝处理应严格按照操作规程施工，并做好后期养护工作。第二、对非结构性裂缝，由于其对楼板的强度没有太大影响，主要是防止裂缝的扩展对使用功能的影响，以及防止裂缝处钢筋锈蚀，影响结构的耐久性。这类裂缝应待裂缝充分发展，相对稳定后再作处理，以防前面处理后面继续开裂。处理方法一般可采用结构胶灌缝处理，或者将裂缝扩大为较大的Ｖ形或Ｕ形，用膨胀混凝土灌缝，施工时应严格按照后浇带的施工方法施工，并做临时施工支撑，进行卸荷，确保施工期间板的安全。现浇钢筋混凝土楼板在砖混住宅应用中出现裂缝，产生的原因是多种多样的，但事实证明只要参加工程建设的各方，严格按有关设计、施工和检测规范去做，注意一些细节问题的处理，我们相信完全可以避免裂缝的产生，更好地发挥现浇钢筋混凝土楼板的优势。本文对现浇钢筋混凝土楼板裂缝的认识，只是我们对该问题的初步探索。要对该问题作深入细致的研究，尚需通过大量的工程实践，结合理论研究才能得出较为科学的结论。二○○一年十月