住宅建筑現(xiàn)澆鋼筋砼樓板出現(xiàn)裂縫成因分析報(bào)告及防治對(duì)策

1、住宅建筑現(xiàn)澆鋼筋砼樓板出現(xiàn)裂縫成因分析及防治對(duì)策摘 要提出住宅建筑現(xiàn)澆鋼筋砼樓板出現(xiàn)裂縫地工程對(duì)象 ，結(jié)構(gòu) 類型,裂縫出現(xiàn)地時(shí)間，以及裂縫所在部位及其特征.通過砼裂縫形成 機(jī)理,影響因素分析.綜合分析了住宅建筑現(xiàn)澆鋼筋砼樓板出現(xiàn)裂縫 地成因,提出控制地對(duì)策和處理方法.關(guān)鍵詞 住宅 現(xiàn)澆鋼筋砼 樓板 裂縫近年來，昆明地區(qū)住宅建筑現(xiàn)澆鋼筋砼樓板頻繁出現(xiàn)裂縫，使建設(shè)單位和用戶們普遍感到不安，引起了社會(huì)和工程界地廣泛關(guān)注.從 有關(guān)部門對(duì)昆明市近年來投入使用或在建地住宅小區(qū)或單位自建住 宅地調(diào)查數(shù)據(jù)中，可以看出當(dāng)前住宅現(xiàn)澆鋼筋砼樓板裂縫出現(xiàn)地普遍 性及其嚴(yán)重程度.但是,從近代科學(xué)關(guān)于砼工作地研究及大量地

2、砼工 程實(shí)踐證明，砼結(jié)構(gòu)裂縫是不可避免地，裂縫是人們可以接受地一種 材料特性，只是如何使有害程度控制在某一有效范圍之內(nèi).因?yàn)槭褂玫仨攀嵌喾N材料組合地一種混合體，且又是一種脆性材料，在受到溫 度.壓力和外力地作用下，都有出現(xiàn)裂縫地可能性.而對(duì)出現(xiàn)裂縫后， 就要分析哪些裂縫是有害裂縫，哪些是無害裂縫，經(jīng)分析后,對(duì)有害裂 縫地形成原因和如何處理，這是本文所提出地關(guān)鍵所在.1 .住宅建筑現(xiàn)澆鋼筋砼樓板出現(xiàn)裂縫地工程對(duì)象和結(jié)構(gòu)類型1.1多層磚混結(jié)構(gòu).1. 2多層現(xiàn)澆鋼筋砼框架結(jié)構(gòu).1. 3小高層現(xiàn)澆鋼筋砼短肢剪力墻結(jié)構(gòu).1. 4高層現(xiàn)澆鋼筋砼剪力墻結(jié)構(gòu).出現(xiàn)澆鋼筋砼樓板裂縫地工程，以住宅樓較為多見，商辦

3、樓.公建 用房相對(duì)少些，若按層次分布情況，大多數(shù)裂縫分布與層次無關(guān)，只有 極個(gè)別工程，其裂縫在層次上從上到下有遞減趨勢.2. 結(jié)構(gòu)樓板裂縫出現(xiàn)地時(shí)間一般都在結(jié)構(gòu)封頂36個(gè)月后陸續(xù)出現(xiàn)，也有個(gè)別工程在進(jìn)行屋 面結(jié)構(gòu)施工時(shí)就有發(fā)現(xiàn)，如不及時(shí)采取補(bǔ)強(qiáng)措施，在12年時(shí)間內(nèi)，裂 縫仍會(huì)繼續(xù)發(fā)展.3. 裂縫所在部位及其特征3. 1現(xiàn)澆鋼筋砼樓板裂縫多分布在靠近建筑物外墻或面積較小 地房間四角上表面，裂縫一般垂直于房間轉(zhuǎn)角地角平分線，呈45°斜 向,有時(shí)一個(gè)角同時(shí)出現(xiàn)兩條裂縫.3. 2部分樓板沿電線管埋敷方向開裂.3. 3個(gè)別工程地樓板裂縫垂直于板跨方向或呈不規(guī)則狀分布.裂縫地形成與發(fā)展有一定地規(guī)

4、律性，裂縫形狀多為中段寬兩頭窄 裂縫地寬度一般為0.20.3mm,大部分貫穿，有滲水特征.這些裂縫較 細(xì)且尚未貫通時(shí)，通常不會(huì)影響房屋地正常使用和承載能力；若裂縫 已經(jīng)貫通則可能影響房屋地正常使用和耐久性；當(dāng)裂縫較寬較長或位 于中部時(shí)，可能會(huì)影響樓板地承載能力.剛度和抗震能力.4. 裂縫形成機(jī)理分析從目前地情況看，設(shè)計(jì)規(guī)范上對(duì)砼裂縫要求有一定范圍.從我國 地混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010- 2002)規(guī)定看,其裂縫寬度在 不同地環(huán)境下，不同地砼結(jié)構(gòu)物，其裂縫地寬度也有所不同地控制標(biāo) 準(zhǔn)，允許裂縫寬度為0.20.3mm.所以說，對(duì)砼構(gòu)筑物地裂縫我國規(guī)范 規(guī)定在設(shè)計(jì)上有一定地允許寬度.國際上也

5、都根據(jù)本國地特點(diǎn)，對(duì)砼 地裂縫都有明確地規(guī)定，說明砼結(jié)構(gòu)地裂縫在一定范圍內(nèi)是允許地，要想控制砼構(gòu)筑物不裂是很難地，關(guān)鍵是裂縫地寬度應(yīng)該控制在什么 范圍內(nèi).凡現(xiàn)澆鋼筋砼樓板產(chǎn)生裂縫地工程，絕大多數(shù)樓板內(nèi)配筋均 采用下皮雙向配筋，上皮僅配支座處負(fù)彎矩鋼筋.同時(shí),經(jīng)核查了解相 關(guān)工程地沉降實(shí)測資料，均未發(fā)現(xiàn)有明顯不均勻沉降現(xiàn)象，樓板裂縫 處外墻也無裂縫，可基本排除由于不均勻沉降導(dǎo)致開裂地可能性.從裂縫形成機(jī)理上分析，砼地裂縫大致可以分為以下幾種：4. 1砼拌合物凝結(jié)前地沉縮裂縫這種裂縫地發(fā)生，往往是采用大流動(dòng)性泵送砼時(shí)發(fā)生地裂縫.大家知道,大流動(dòng)性砼初凝前，砼中粗骨料始終處于一種自由狀態(tài)，雖經(jīng) 振動(dòng)

6、器械進(jìn)行了振動(dòng)，內(nèi)部地孔隙已基本排除，但在砼內(nèi)部地粗骨料 本身在自身質(zhì)量地作用下緩慢下沉.若是素砼,內(nèi)部地下沉是均勻地， 在砼硬化過程中，表面地裂縫一般均為施工人員在操作過程中，所留下地腳窩因用素漿找平后而形成地.因?yàn)檫@些裂縫是素漿在硬化時(shí)產(chǎn) 生地收縮(干裂)裂縫,只要在砼初凝時(shí)予以壓光即可解決.若是鋼筋 砼,在砼未達(dá)到初凝前,其內(nèi)部粗骨料繼續(xù)處于下沉狀態(tài)，而砼沿著鋼 筋地下方繼續(xù)下沉，由于鋼筋地作用下，鋼筋上面地砼被鋼筋地支護(hù)， 在鋼筋表面沿著鋼筋地走向產(chǎn)生裂縫，這種裂縫地深度一般只達(dá)到鋼 筋表面為止.4. 2早期砼干縮裂縫這種裂縫一般出現(xiàn)在砼較薄地結(jié)構(gòu)，如現(xiàn)澆樓板砼,地坪砼等.在 結(jié)構(gòu)斷面

7、w 300mm砼坍落度 100mm寸,最容易發(fā)生此種裂縫.這種裂 縫產(chǎn)生地原因是砼在澆搗完畢后，砼拌合物中地水分一部分被水泥水 化作用，稱之為“化合水”.由于水泥水化生成物地體積，比反應(yīng)前物 質(zhì)地總體積小，而使砼收縮，這種收縮稱為化學(xué)收縮.其收縮量是隨砼 硬化齡期地延長而增加地，大致與時(shí)間地對(duì)數(shù)（Igt ）成正比，一般在 砼成型后40天內(nèi)增長最快，以后就漸趨穩(wěn)定.化學(xué)收縮是不能恢復(fù)地 另一部分則分泌出流失和被蒸發(fā)，稱之為“自由水”.砼“干縮”地 原因是由于砼內(nèi)部吸附水分蒸發(fā)，而引起凝膠體失水產(chǎn)生收縮，以及 毛細(xì)管水分蒸發(fā)而使砼系統(tǒng)內(nèi)地顆粒受到毛細(xì)管壓力作用而產(chǎn)生地 體積收縮.尤其是在干熱.風(fēng)較

8、大地季節(jié)以及在較高樓層地樓板砼更 容易出現(xiàn)失水干縮而發(fā)生裂縫.這種裂縫出現(xiàn)地時(shí)間較早，一般砼在 初凝前就已經(jīng)發(fā)生，若不加以處理和養(yǎng)護(hù)，局部裂縫將會(huì)貫穿整個(gè)砼 結(jié)構(gòu),部分裂縫也將達(dá)到結(jié)構(gòu)1/31/2地深度.這種收縮是可以恢復(fù) 地，即重新吸水又產(chǎn)生膨脹，當(dāng)砼在水中硬化時(shí)，體積不變，甚至輕微 膨脹,這是由于凝肢體中膠體粒子地吸附水膜增厚，膠體粒子間地距離增大所致.這樣地裂縫若在砼還沒達(dá)到初凝前,對(duì)其表面用木抹子 進(jìn)行再次拍壓抹平，并立即在表面覆蓋養(yǎng)護(hù)，即可消除該種裂縫地再 發(fā)生.這種裂縫在實(shí)際地施工過程中會(huì)經(jīng)常遇到，但只要引起注意，砼 早期出現(xiàn)初凝前地裂縫完全可以避免.4. 3砼溫度應(yīng)力裂縫砼與其它

9、材料一樣，也具有熱脹冷縮地性質(zhì).砼地溫度膨脹系數(shù) 約為10X 106 ,即溫度升高1C每m膨脹0.01mm .而在一般工程 設(shè)計(jì)中，通常采用砼地線收縮值為150 200X10 6 ,即每m收縮0.15 0.20mm在一般條件下砼地極限收縮值為 500 900X 10 6左 右.溫度變形對(duì)大體積及大面積砼工程極為不利.在砼硬化初期，水泥水化放出較多地?zé)崃?，砼又是熱地不良?dǎo)體， 散熱較慢，因此在大體積砼內(nèi)部地溫度較外部高，有時(shí)可達(dá)5070C . 這將使內(nèi)部砼地體積產(chǎn)生較大地膨脹，而外部砼中卻隨氣溫降低而收 縮.內(nèi)部膨脹和外部收縮互相制約，在外表砼中將產(chǎn)生很大拉應(yīng)力，當(dāng) 砼內(nèi)部溫度應(yīng)力大于砼地拉應(yīng)力

10、時(shí)，砼結(jié)構(gòu)將會(huì)出現(xiàn)裂縫，故在混凝 土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(GB5020 2002)中第條明 確規(guī)定：“對(duì)大體積砼地養(yǎng)護(hù)，應(yīng)根據(jù)氣候條件按施工技術(shù)方案采取 控溫措施”.在砼出現(xiàn)溫度應(yīng)力裂縫地情況時(shí)，一般往往發(fā)生在砼結(jié) 構(gòu)物地變截面和砼斷面較小地部位.因此,對(duì)大體積砼工程，必須盡量 設(shè)法減少砼發(fā)熱量.如采用低熱水泥，減少水泥用量，采取人工降溫或 采用塑料布覆蓋，蒸氣養(yǎng)護(hù)等措施；對(duì)面積較大地鋼筋砼結(jié)構(gòu)物，應(yīng)采 取設(shè)置伸縮縫或設(shè)置溫度鋼筋等措施.4. 4砼自應(yīng)力裂縫在砼硬化后，即使在砼上方設(shè)有任何荷重地作用，也因其自身地 收縮而產(chǎn)生裂縫.尤其是在夏季地砼施工，更容易發(fā)生該方面地裂縫. 原因是砼在水

11、泥水化達(dá)到一定程度地時(shí)候，砼地膨脹應(yīng)力開始消失而 此時(shí)地砼開始收縮.砼在內(nèi).外約束應(yīng)力作用地情況下，砼構(gòu)件地自約 束力是由于非線性地不均勻變形引起，它產(chǎn)生了局部裂縫，而砼構(gòu)件 在外部地約束應(yīng)力由于結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)地相互約束，這種約束變形可能使 砼構(gòu)件產(chǎn)生貫穿性斷裂和局部裂縫.4. 5荷載變形裂縫這種裂縫一般可分為兩種情況造成：一是在砼樓板還未達(dá)到設(shè)計(jì) 要求地強(qiáng)度時(shí)，就迫不及待地上人操作和堆重載，造成變形裂縫；二是 即使砼已經(jīng)達(dá)到了設(shè)計(jì)強(qiáng)度，而樓板遭受撞擊或超荷載堆放而造成地 裂縫.后者出現(xiàn)地裂縫一般較為明顯，屬于貫穿性地裂縫.5. 裂縫影響因素分析根據(jù)文獻(xiàn)資料報(bào)道，按泵送砼特點(diǎn)與工程實(shí)際應(yīng)用要求設(shè)定

12、所做地砼收縮測試試驗(yàn)，從試驗(yàn)結(jié)果看，砼地收縮值，自澆搗成型后3d到 18d齡期內(nèi)是隨齡期遞增地，收縮高峰期地延續(xù)時(shí)間在45150天齡期 之間,因溫度變化.強(qiáng)度等級(jí).坍落度.單位立方砼中水泥用量.外摻料 等因素延緩或提早，這與實(shí)際工程中各類構(gòu)件裂縫出現(xiàn)有類似地現(xiàn) 象.5. 1不同砼強(qiáng)度等級(jí)對(duì)砼收縮值地影響砼收縮測試數(shù)據(jù)結(jié)果統(tǒng)計(jì)如下（單位：10-6m/m）砼強(qiáng)度等級(jí)28d60d180dC40131219143269119204C5018622012021586124C60222385177599227660砼不同強(qiáng)度等級(jí)對(duì)收縮值地影響測試數(shù)據(jù)反映，C60與C40相比,28d齡期收縮值高2575%,

13、60d齡期高 70140%,180d齡期高100300% .因?yàn)轫艔?qiáng)度等級(jí)越高，水泥用量一般也較高，收縮值大是 必然地,故在同一層次中，能選低等級(jí)替代高等級(jí)地，或在大體積砼中 利用后期強(qiáng)度地，應(yīng)在審圖時(shí)與設(shè)計(jì)人員商討，盲目認(rèn)為強(qiáng)度愈高愈 好地觀念是不全面地.5. 2不同坍落度對(duì)砼收縮值地影響砼收縮測試統(tǒng)計(jì)如下（單位：10-6m/m）坍落度3d7d28d180d120mm87.42161.13221.74253.16160mm104.87142.07228.42239.63200mm104.24182.11247.87339.33不同坍落度對(duì)砼收縮值地影響數(shù)據(jù)證明，砼中水地用量和坍落度對(duì)砼 地收

14、縮值是有一定影響地.坍落度對(duì)收縮值地影響幅度以120mm為基 準(zhǔn),坍落度為160mm約大5.4 % ,坍落度為200mm約大25%.這表明在 施工中，應(yīng)重視隨意加水地危害性，以有利于改善工程結(jié)構(gòu)干縮裂縫地開裂問題.5. 3不同水泥用量對(duì)砼收縮值地影響不冋水泥用量對(duì)收縮值遞增率比較表水泥用量（kg/m3）水泥增量（kg）收縮值增幅（%收縮遞增率/10kg水泥409.0476.067.062.006.75518.0109.081.007.43550.0141.0110.407.83單位立方砼中水泥用量對(duì)收縮值地影響是十分顯著地，每10kg水泥增量地收縮率呈現(xiàn)一定地規(guī)律性，收縮值增幅在59%之間,波

15、動(dòng)幅度平穩(wěn)，為我們預(yù)估收縮值提供了一個(gè)有價(jià)值地參考數(shù)據(jù).商品泵送砼地水泥用量高，化學(xué)收縮值遠(yuǎn)比中低強(qiáng)度等級(jí)砼要高 ，這對(duì)早 期收縮極為不利，因高強(qiáng)度砼地抗拉性能無法抵消收縮應(yīng)力作用，導(dǎo) 致砼構(gòu)件出現(xiàn)早期收縮裂縫.上述內(nèi)容也提示工程技術(shù)人員，減少水 泥或膠凝材料用量，對(duì)鋼筋砼結(jié)構(gòu)減少收縮變形及收縮應(yīng)力具有重要 作用.5. 4摻粉煤灰.礦渣粉及泵送緩凝減水劑對(duì)收縮值地影響采用“等量取代法”按一定地取代率，摻入等體積地粉煤灰或礦 渣粉取代水泥配制粉煤灰砼或礦渣砼,或是采用“超量取代法”按一 定地取代率，一部分粉煤灰.礦渣粉取代等體積水泥，超量部分則取代 等體積砂子配制粉煤灰砼或礦渣砼.不但可以節(jié)約水

16、泥1015%,而 且在一系列性能方面都可獲得改善，由于水泥用量大幅度減少，再配 合緩凝減水劑，降低了用水量，推遲了凝結(jié)硬化時(shí)間，化學(xué)反應(yīng)地自縮 值明顯減少，在高強(qiáng)度砼中，效果更為明顯，實(shí)踐證明，摻此類外摻料 是減少收縮地重要途徑之一.6. 住宅建筑現(xiàn)澆鋼筋砼樓板裂縫地成因綜合分析針對(duì)住宅建筑現(xiàn)澆鋼筋砼樓板裂縫，經(jīng)過對(duì)各種影響因素地對(duì)比 分析，認(rèn)為：6. 1現(xiàn)澆鋼筋砼樓板裂縫主要由砼溫度變形和收縮變形引起地.鋼筋砼梁.柱.墻.板等構(gòu)件共同處在同一個(gè)大氣環(huán)境中，當(dāng)環(huán)境地溫 度和濕度變化時(shí)，這些構(gòu)件地砼相應(yīng)都會(huì)產(chǎn)生溫度變形和收縮變形.由于體型上地差異，板地體積與表面積地比值較小，砼地收縮變形較 大，

17、具體地說,在水平方向上樓板地收縮變形一般均超前于（或大于） 梁.柱.墻,使板內(nèi)出現(xiàn)拉應(yīng)力，梁內(nèi)呈壓應(yīng)力.另一方面是外縱墻與山墻在外界氣溫地影響下 ，經(jīng)歷熱脹和冷縮 地反復(fù)作用.它們地溫差合力對(duì)房間沿外墻角部樓板將產(chǎn)生較大地主 拉應(yīng)力.以上兩個(gè)作用力地疊加，對(duì)板形成最不利狀態(tài)地時(shí)候，當(dāng)板內(nèi)拉 應(yīng)力超過了砼地抗拉強(qiáng)度，并且樓板變形大于配筋后砼地極限拉伸地 時(shí)候,樓板內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生裂縫.裂縫地位置取決于兩個(gè)因素，一是約束,二是抗拉能力.對(duì)樓板來說約束最大地位置在四個(gè)轉(zhuǎn)角處.因?yàn)檗D(zhuǎn)角處梁或墻地剛度最大，它 對(duì)樓板形成地約束也最大，同時(shí)沿外墻轉(zhuǎn)角處因受外界氣溫影響，樓 板屬收縮變形最大地部位.一般情況下板內(nèi)

18、配筋都按平行于板地兩條 相鄰邊而設(shè)置，也就是說轉(zhuǎn)角處夾角平分線方向地抗拉能力最薄弱.故大多數(shù)板上裂縫都出現(xiàn)在沿外墻轉(zhuǎn)角處，而呈45°斜向.6.2當(dāng)前工程施工中現(xiàn)澆鋼筋砼樓板地砼普遍采用泵送砼,其水泥用量.水灰比.坍落度等都比較大，石子半徑又比較小，砼地收縮值 比過去現(xiàn)場拌制地砼要大，為了抵抗樓板內(nèi)受不均勻溫差和收縮地影 響而出現(xiàn)局部地應(yīng)力集中，若外墻轉(zhuǎn)角處樓板只按常規(guī)配筋，已經(jīng)不 能適應(yīng)這種變化了地條件地實(shí)況.6. 3樓板內(nèi)埋設(shè)電線套管，特別是近年來普遍推廣使用 PVC管代 替金屬管以后，使板內(nèi)有效截面受到不同程度地削弱，以板厚100mm為例，若埋設(shè)20mmPV電線套管，當(dāng)該管垂直于板跨方向鋪設(shè)時(shí)，則 該處砼受拉截面減少1/5,又因該管與砼地線脹系數(shù)不一致，粘結(jié)效果 差,這時(shí)沿電線套管埋設(shè)方向就有可能因?yàn)閼?yīng)力集中而出現(xiàn)裂縫.6.4由于施工安排不當(dāng)，樓板近支座處地負(fù)彎矩鋼筋常常被操作人員踩踏下沉，又沒有得到及時(shí)糾正，使其不能有效發(fā)揮抵抗彎矩地作用.更有甚者,個(gè)別施工單位為了迎合發(fā)展商不合理地工期要求，片面地追求施工進(jìn)度,樓板砼還沒有達(dá)到足夠地強(qiáng)度，就迫不及待地上 人操作和堆重載，使其產(chǎn)生過大地變形，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生等等.怎樣控制 這些裂縫地開展是工程界近年來遇到地新問題，各有關(guān)單位應(yīng)建立起 控制鋼筋砼樓板裂縫地