關(guān)于現(xiàn)澆樓面開(kāi)裂問(wèn)題的探討

1、    關(guān)于現(xiàn)澆樓面開(kāi)裂問(wèn)題的探討    王萍摘 要 現(xiàn)澆樓面板的裂縫是目前較難克服的質(zhì)量通病之一。實(shí)踐證明，通過(guò)合理設(shè)計(jì)、施工及監(jiān)理控制手段可以克服裂縫的產(chǎn)生。關(guān)鍵詞 鋼筋混凝土 樓板 裂縫 原因 辦法現(xiàn)澆住宅樓板的裂縫雖是一種常見(jiàn)的建筑質(zhì)量通病，但它對(duì)工程質(zhì)量造成的后果也是很?chē)?yán)重的。因此，應(yīng)引起工程技術(shù)界廣泛重視，以最大限度減少或杜絕此類(lèi)質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。一、通常結(jié)構(gòu)砼裂縫的分類(lèi)一是荷載開(kāi)裂：受拉、受彎、受剪、受壓、受扭、組合作用。二是非荷載開(kāi)裂：收縮、溫度、結(jié)構(gòu)變形調(diào)整，組合作用。對(duì)于第一類(lèi)開(kāi)裂，在我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范中已規(guī)定了相應(yīng)控制的計(jì)算方法和構(gòu)造措施，

2、盡管由于計(jì)算模式選擇和試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)因素帶來(lái)公式不定性，不可能十分精確，但總體是可以控制的。對(duì)于第二類(lèi)開(kāi)裂，更多設(shè)計(jì)材料性質(zhì)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件邊界條件等因素，則還沒(méi)有在結(jié)構(gòu)規(guī)范中明確給出計(jì)算方法。二、現(xiàn)澆砼樓板開(kāi)裂特征及原因分析1.荷載作用下因?yàn)槌交蚪孛?、配筋不足產(chǎn)生的開(kāi)裂。對(duì)單向板來(lái)說(shuō)常發(fā)生在板底中部和近支座的板上表面，裂縫走向平行于板的長(zhǎng)邊，是受彎構(gòu)件的開(kāi)裂形態(tài)。原因是設(shè)計(jì)考慮不周，如截面設(shè)計(jì)偏小、配筋不足、支座嵌固條件不準(zhǔn)確等原因；或者因?yàn)槭┕み^(guò)程中板的實(shí)際澆注厚度不足，鋼筋走位，保護(hù)層厚度過(guò)大，板的有效高降低；或者因?yàn)殇摻畲鷵Q不當(dāng)；砼強(qiáng)度不足；或工期緊，過(guò)早拆模產(chǎn)生砼板早起受荷而實(shí)際在非設(shè)計(jì)狀態(tài)下

3、過(guò)載開(kāi)裂。這些開(kāi)裂的特點(diǎn)，無(wú)論板上表面，還是下表面開(kāi)裂都不是貫通的。對(duì)于雙向板，除可能在兩個(gè)方向都產(chǎn)生裂縫外，在板的角部還可能出現(xiàn)45°斜向開(kāi)裂，裂縫形態(tài)為中段較粗，向縫兩端延伸較細(xì)。對(duì)這種荷載開(kāi)裂的處理，應(yīng)實(shí)際檢測(cè)出開(kāi)裂板的現(xiàn)有截面結(jié)構(gòu)特征，并應(yīng)考慮由于板的開(kāi)裂而出現(xiàn)的內(nèi)力轉(zhuǎn)移的影響。當(dāng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范可靠度要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固處理，且應(yīng)考慮加固時(shí)板內(nèi)鋼筋已有應(yīng)力，補(bǔ)強(qiáng)鋼筋應(yīng)力發(fā)揮不足的折減，一般不同情況要乘以0.70.9的系數(shù)，如果隨著時(shí)間的推移，檢測(cè)時(shí)板砼的實(shí)際強(qiáng)度已提高很多，按實(shí)際檢測(cè)的板結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)復(fù)核，可以滿(mǎn)足現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范可靠度要求（包括構(gòu)造要求），而裂縫寬度又小于

4、規(guī)范規(guī)定的數(shù)值，則可不必進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固處理，只進(jìn)行封閉，增加耐久性，恢復(fù)功能的處理。如果計(jì)算可靠度滿(mǎn)足，而裂縫寬度超過(guò)了規(guī)范規(guī)定的數(shù)值，宜除考慮增加耐久性封閉處理外，還需進(jìn)行加強(qiáng)板整體性的部分結(jié)構(gòu)加固。這類(lèi)問(wèn)題屬常規(guī)結(jié)構(gòu)復(fù)核，加固處理，一般設(shè)計(jì)概念清楚是容易解決的。2.非荷載-自應(yīng)力開(kāi)裂?，F(xiàn)澆板自應(yīng)力開(kāi)裂的特點(diǎn)：第一，在板的平面分布沒(méi)有明確規(guī)律，有的在短向，有的在長(zhǎng)向，有的斜向，甚至對(duì)單向板來(lái)說(shuō)平行于受力鋼筋。第二，板總體收縮性開(kāi)裂的明顯特點(diǎn)為貫通性，即沒(méi)有受彎構(gòu)件開(kāi)裂存在中和軸的特點(diǎn)，而軸拉或偏拉件開(kāi)裂的特點(diǎn)，沿全截面貫通，且往往由于約束條件不同，如板底配筋量多于板頂面，板頂面裂縫寬度大于板底

5、的寬度，呈上寬下窄。第三，板面龜裂是不貫通的表面不規(guī)則砼開(kāi)裂，通常裂縫深度達(dá)30 mm50 mm。第四，板的早期溫度開(kāi)裂出現(xiàn)在表面，一般不貫通，形態(tài)不規(guī)則，而砼硬化后由于溫度變化，邊界收到約束產(chǎn)生的開(kāi)裂，是貫通的，與硬化總體收縮開(kāi)裂相似，框架連續(xù)現(xiàn)澆板常發(fā)生這類(lèi)情況。這些開(kāi)裂是由于砼的變形性能與施工、環(huán)境和溫度條件的不利組合的結(jié)果。即有砼的自身原因，也有施工工藝原因，還有砼初期強(qiáng)度增加時(shí)環(huán)境條件的不利影響。定量化每個(gè)因素占怎樣的數(shù)量是很難的，但我們也可以根據(jù)以往研究資料和工程以驗(yàn)進(jìn)行定性分析和宏觀控制。商品砼和大流動(dòng)度砼比較容易出現(xiàn)上述開(kāi)裂。這種情況大多在澆筑砼半小時(shí)至3小時(shí)之間即發(fā)生，砼處于

6、既不是剛澆時(shí)的大流態(tài)，又不是完全硬化的塑性狀態(tài)，砼表面剛剛消失水光就出現(xiàn)了開(kāi)裂。對(duì)大流動(dòng)度砼既不能漏振，也不能過(guò)振，通常20分鐘內(nèi)二次振搗完成。如果出現(xiàn)這種開(kāi)裂，應(yīng)在終凝前及時(shí)壓抹、搓毛，開(kāi)裂可以愈合。從機(jī)理看，這些開(kāi)裂都與砼硬化過(guò)程中的體積變化及硬化后隨溫度變化而變化有關(guān)。砼硬化過(guò)程的體積變化有化學(xué)的，也有物理的?；瘜W(xué)收縮指水泥水化成物的體積要比反應(yīng)前物質(zhì)總體積小。這里不是講無(wú)水熟料礦物轉(zhuǎn)化為水化物固相體減少，而是指水泥和水總體，即水泥水化前后的平均密度不同。如對(duì)普硅水泥來(lái)說(shuō)，每100 g水泥的水化前后縮減總量為7 ml9 ml，約占總體積的2%，可見(jiàn)不小。這種收縮一般在4060天完成，是不

7、可恢復(fù)的。砼的干縮是屬于物理性體積變化，一般取決于周?chē)h(huán)境的溫度變化，其原因是砼內(nèi)吸附的水分蒸發(fā)喪失及砼內(nèi)顆粒受到毛細(xì)壓力作用而使凝膠體產(chǎn)生收縮。應(yīng)該說(shuō)這種收縮部分是可恢復(fù)的，即砼重新吸水還可膨脹恢復(fù)50%左右的變形。砼的干縮變形可達(dá)0.30.6。而砼的極限變形為0.001 50.002，這樣對(duì)于有約束的砼板，當(dāng)板尺寸達(dá)4 m6 m時(shí)，遇到干燥環(huán)境，如果沒(méi)能灑水構(gòu)成潮濕環(huán)境，則很可能就開(kāi)裂，再加上化學(xué)收縮變形的疊加還可能在更新尺寸的現(xiàn)澆砼構(gòu)件中出現(xiàn)干裂。由于砼本身的各種異性和構(gòu)件截面的變化，如板中有穿線管削弱截面，則開(kāi)裂就可能在最薄弱處出現(xiàn)，這也就是收縮開(kāi)裂沒(méi)有受力開(kāi)裂規(guī)律的原因。砼干縮與水泥

8、品種、水泥用量、骨料性質(zhì)、養(yǎng)護(hù)條件、使用環(huán)境和構(gòu)件的比表積等諸多因素有關(guān)，不利的組合將造成不同災(zāi)害的后果，這是我們?cè)谑┕ぶ刑貏e要注意的問(wèn)題。礦渣水泥比普通水泥收縮大，高強(qiáng)度等級(jí)顆粒細(xì)比低強(qiáng)度等級(jí)水泥收縮大；水泥用量多比用量少大；骨料對(duì)水泥漿收縮有限制作用，骨料彈性模量大的收縮就要小；養(yǎng)護(hù)好（表面積/體積）大的收縮大。對(duì)板類(lèi)構(gòu)件，因?yàn)楸缺砻娣e大，重要的是如何養(yǎng)護(hù)和初期砼強(qiáng)度增長(zhǎng)快時(shí)保持潮濕環(huán)境，讓砼強(qiáng)度增長(zhǎng)的梯度大，而收縮的梯度換下來(lái)，對(duì)抑制砼收縮早期開(kāi)裂是十分有效的。樓板純受外部溫度影響開(kāi)裂一般發(fā)生在受約束的較長(zhǎng)連續(xù)板中，溫度變化1，每m線變形為0.01 mm左右。如果將外溫度引起的應(yīng)變值乘以

9、彈性模量就是溫度應(yīng)力。我們?cè)诖u混結(jié)構(gòu)中?？吹降捻攲悠鲶w開(kāi)裂就是由于屋蓋砼在正溫差下膨脹值大于砌體而導(dǎo)致砌體開(kāi)裂的。而在低溫下，像框架結(jié)構(gòu)，板負(fù)溫收縮受到柱的約束，則往往可能使板開(kāi)裂。三、對(duì)現(xiàn)澆樓板自應(yīng)力開(kāi)裂的防治防治上述樓板自應(yīng)力開(kāi)裂的主要措施應(yīng)從改善砼材性和采用合理的施工工藝著手。1.從材料性能看，應(yīng)盡量減少水灰比。水泥灰化用水一般僅為20%25%，其余都是施工和易性要求，要適當(dāng)使用外加劑來(lái)保證。此外應(yīng)盡量選擇收縮量小的水泥品種，如粉煤灰水泥、中低熱水泥或普硅水泥。適量的摻入粉煤灰，使砼更緊密，減少收縮。在配比上盡量減少單位水泥用量，適當(dāng)增加粗集料用量，減少砂率。2.從施工工藝看，主要是加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)。早期養(yǎng)護(hù)如澆水、復(fù)蓋，避免在早期砼強(qiáng)度不高時(shí)，收縮梯度很大，尤其是夏季干燥的風(fēng)天和冬季將采暖時(shí)特別容易產(chǎn)生板自應(yīng)力開(kāi)裂，要重點(diǎn)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。在結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)中，宜配置細(xì)而密的鋼筋，甚至上、下配構(gòu)造鋼筋，可以抗裂和降低開(kāi)裂程度。對(duì)現(xiàn)澆樓板的自應(yīng)力開(kāi)裂一般無(wú)需驚慌。對(duì)未超過(guò)現(xiàn)行規(guī)范限度的裂縫只需進(jìn)行封閉處理，對(duì)寬度超過(guò)現(xiàn)