淺談樓板裂縫的原因和重點防治措施

淺談樓板裂縫的原因分析和重點防治措施深圳市**建筑集團(tuán)有限公司***【摘要】鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)住宅工程，以現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板的裂縫為例，是目前較常見的質(zhì)量通病之一，特別是住宅工程樓板的裂縫發(fā)生后，往往會引起投訴、糾紛以及索賠等要求。針對這一問題，現(xiàn)結(jié)合筆者從業(yè)的公司近些年來在深圳、惠州、**等地施工的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)高層以及中高層住宅工程的施工經(jīng)驗，從設(shè)計、材料、施工等三個方面談一些改進(jìn)和防治方面的措施及體會。【關(guān)鍵詞】樓面裂縫分析防治措施設(shè)計中的重點加強(qiáng)部位從目前大量的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)住宅工程，以現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫發(fā)生的部位分析，最常見、最普遍和數(shù)量最多的是房屋四周陽角處（含平面形狀突變的凹凸房屋陽角處）的房間在離開陽角1m左右，即在樓板的分離式配筋的負(fù)彎矩筋及角部放射筋末端或外側(cè)發(fā)生45°左右的樓地面斜角裂縫，此通病在現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板的任何一種類型的建筑中都普遍予以存在。其原因主要是混凝土的收縮特性和溫差雙重作用所引起的，并且愈靠近屋面處的樓層裂縫往往越大。從設(shè)計角度看，現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范（GB50010-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范、JGJ3-2002J186-2002高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程）側(cè)重于按強(qiáng)度考慮，而未充分按溫度和混凝土收縮特性等多種因素作綜合考慮，配筋量因而達(dá)不到要求。而房屋的四周陽角由于受到縱、橫二個方向剪力墻或剛度相對較大的樓面梁約束，限制了樓面板混凝土的自由變形，因此在溫差和混凝土收縮變化時，板面在配筋薄弱處（即在分離式配筋的負(fù)彎矩筋和放射筋的末端結(jié)束處）首先開裂，產(chǎn)生45°左右的斜角裂縫。雖然樓地面斜角裂縫對結(jié)構(gòu)安全使用沒有影響，但在有水源等特殊情況下會發(fā)生滲漏缺陷，容易引起住戶投訴，從設(shè)計角度解決好這個問題是裂縫防治的一個重點。根據(jù)以上的原因分析，筆者在近幾年施工的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)住宅工程的圖紙會審中（如深圳**花園二期、廣東**院**校區(qū)教學(xué)樓、實驗樓、圖書館等），均建議業(yè)主和設(shè)計單位對房屋四周的陽角處樓面板筋進(jìn)行加強(qiáng)，并且負(fù)筋不要采用分離式配置，改為沿房間（每個陽角僅限一個房間）全長配置（即房屋層面陽角處和跨度≧3.9m的樓板鋼筋間距不宜大于150mm，鋼筋直徑不宜小于￠8mm，外墻轉(zhuǎn)角處尚應(yīng)設(shè)置放射形鋼筋，配筋范圍應(yīng)大于板跨的1／3，鋼筋間距不予大于100mm）。近幾年來的實踐充分證明，凡是采納或按上述要求設(shè)計的房屋，基本上沒有再發(fā)生45°斜角裂縫，從技術(shù)角度解決了樓板裂縫的主要矛盾，效果顯著。對于外墻轉(zhuǎn)角處的放射形鋼筋，根據(jù)筆者的經(jīng)驗和實踐認(rèn)為此作用較小。其原因是放射形鋼筋的長度一般不長（約1.2～1.5m左右），當(dāng)陽角處的房間在不按雙層雙向鋼筋加密加強(qiáng)而仍按分離式設(shè)置構(gòu)造負(fù)彎矩短筋時，45°的斜向裂縫仍然會向內(nèi)移到放射筋的末端或外側(cè)，而當(dāng)采用了雙層雙向鋼筋加密加強(qiáng)后，縱、橫兩個方向的鋼筋網(wǎng)的合力已能很好地抵抗和防止45°斜角裂縫的發(fā)生和轉(zhuǎn)移,因此，筆者建議重點應(yīng)放在雙層雙向鋼筋加密加強(qiáng)上。二、商品混凝土的性能改善目前已普遍采用泵送商品混凝土進(jìn)行澆筑，但受激烈的市場競爭導(dǎo)致各商品混凝土廠商以采用加大粉煤灰摻量，以低價位、低性能的混凝土外加劑以及細(xì)度模數(shù)低、含泥量較高的中細(xì)砂作為降低價格和成本的主要競爭手段，致使混凝土本身應(yīng)具備的性能降低，直接影響到混凝土的工程質(zhì)量。因此建議政府有關(guān)部門牽頭，盡快健全和統(tǒng)一對商品混凝土廠商的行業(yè)管理，并根據(jù)成本投入比例，相應(yīng)合理地提高商品混凝土的市場價格（特別是用于地下室和住宅樓面工程的混凝土），定期或不定期的檢查、抽查商品混凝土廠家的產(chǎn)品質(zhì)量，促使商品混凝土廠商轉(zhuǎn)變觀念，控制好原材料質(zhì)量，選用高效優(yōu)質(zhì)混凝土外加劑，改善和減小混凝土的收縮值，建立健全質(zhì)量控制體系，是一項改善商品混凝土質(zhì)量和性能的根本性工作。而施工單位在訂購商品混凝土?xí)r，應(yīng)根據(jù)工程的不同部位和設(shè)計要求提出對混凝土品質(zhì)的明確要求，不能片面壓價和追求低價格、低成本而忽視了混凝土的品質(zhì)，導(dǎo)致混凝土性能下降和收縮裂縫增多。對混凝土所采用的原材料要嚴(yán)格控制質(zhì)量，控制好配合比。①用于現(xiàn)澆樓板的混凝土用水量不得大于180㎏／m3，②樓板混凝土應(yīng)采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥拌制，并控制摻和料的摻量，粉煤灰摻量不得超過水泥用量的15％～20﹪，礦粉摻量不得超過水泥用量的20％，③商品混凝土生產(chǎn)企業(yè)必須控制混凝土坍落度，保證現(xiàn)場澆搗時的坍落度高層應(yīng)小于180mm，多層和中高層小于150mm。同時施工單位現(xiàn)場應(yīng)安排專人負(fù)責(zé)逐車嚴(yán)格控制好商品混凝土的坍落度檢查，以保證混凝土的產(chǎn)品質(zhì)量。三、施工中應(yīng)采用的主要技術(shù)措施樓板裂縫的發(fā)生除了以陽角45°斜角裂縫以外，其他還有較為常見的兩類：一類是預(yù)埋線管密集處，幾乎是預(yù)埋管之間混凝土都無法下去；另一類為施工過程中周轉(zhuǎn)材料較為集中和叫頻繁的吊裝卸料堆放區(qū)域，還有就是施工單位為了趕工期混凝土剛剛終凝，施工周轉(zhuǎn)材料就集中堆放?，F(xiàn)從施工角度進(jìn)行綜合分析，并采取以下幾項主要技術(shù)措施：原材料及配合比控制在混凝土原材料選擇和配合比設(shè)計中，采取盡量降低水泥用量并采取低放熱量的水泥品種、選用膨脹系數(shù)較低的粗骨料以及加大優(yōu)質(zhì)粉煤灰的摻量（一般宜控制在水泥用量的20%以內(nèi)）。盡可能降低水泥用量來作為改善高強(qiáng)混凝土的性能和防裂手段。㈡、建議業(yè)主和設(shè)計單位對房屋四周的陽角處樓面板筋進(jìn)行加強(qiáng)，并且負(fù)筋不要采用分離式配置，改為沿房間（每個陽角僅限一個房間）全長配置，（即房屋層面陽角處和跨度≧3.9m的樓板鋼筋間距不宜大于150mm，鋼筋直徑不宜小于￠8mm，外墻轉(zhuǎn)角處尚應(yīng)設(shè)置放射形鋼筋，配筋范圍應(yīng)大于板跨的1／3，鋼筋間距不宜大于100毫米。㈢、混凝土施工過程控制派專人進(jìn)駐混凝土攪拌站嚴(yán)格控制混凝土的配合比，在攪拌站和施工現(xiàn)場對混凝土的坍落度進(jìn)行雙控。施工環(huán)境溫度過高時，必須對模板、鋼筋及混凝土輸送泵進(jìn)行覆蓋和澆水，降低混凝土的入模度?；炷恋臐仓^程中要保證連續(xù)供應(yīng)，避免冷縫的產(chǎn)生，底板澆筑時采用分層澆筑法進(jìn)行澆注?；炷翝仓^程包括分層下料、平倉、振搗三個工序，應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)交底，分別對三個工序進(jìn)行有效控制。㈣、重點加強(qiáng)樓面上層鋼筋網(wǎng)的有效保護(hù)措施鋼筋在樓板混凝土板中的抗拉力，起著抵抗外荷載所產(chǎn)生的彎矩和防止混凝土的收縮、溫差裂縫發(fā)生的雙重作用，而這一雙重作用均需鋼筋在上下合理的保護(hù)層前提下才能確保有效。在實際施工中，樓板下層的鋼筋網(wǎng)在受到水泥砂漿墊塊或塑料墊塊的依托下保護(hù)層比較容易正確控制。當(dāng)樓板配筋鋼筋直徑小于φ10mm時，且墊塊間距放大到1.0m時，鋼筋網(wǎng)的合理保護(hù)層厚度就無法保障，所以縱、橫向的墊塊間距必須限制在0.5～0.6m左右，梅花式布置（鋼筋直徑小于φ10mm）。于此相反，樓板上層鋼筋網(wǎng)的有效保護(hù)，一直是施工過程中較難控制的問題。其原因為：板的上層鋼筋一般較細(xì)較軟（φ6～φ8），受到施工人員踩踏后就立即彎曲、變形、下墜；鋼筋離樓板模板的高度較大，無法受到模板的依托保護(hù)；各工種交叉作業(yè)，造成施工人員眾多、行走十分頻繁，無處落腳后難免被大量踩踏；上層鋼筋網(wǎng)的鋼筋馬鐙設(shè)置間距過大，甚至不設(shè)（僅依靠樓面梁上部鋼筋擱置和分離式配筋的拐角支撐）。在上述四個原因中，前兩條是客觀存在，不可能也難于提出措施加以改進(jìn)（否則樓面負(fù)筋用鋼量將大大增加，造成浪費）。但后兩個原因卻在施工中必須大大加以改進(jìn)，對于最后一個原因，根據(jù)大量的施工實踐，建議樓板雙層雙向鋼筋（包括分離式配置的負(fù)彎矩短筋）必須設(shè)置鋼筋馬鐙，其縱、橫向間距不應(yīng)大于700毫米（即每平方米不得少于2個），特別是對于φ6～φ8一類較小鋼筋，馬鐙的間距應(yīng)控制在500～600mm以內(nèi)（即每平方米不得少于4個），才能取得較好的效果。對于第三條原因，可采取下列綜合措施加以解決：1、盡可能合理和科學(xué)地安排好各工種交叉作業(yè)時間，在板底鋼筋綁扎后，線管預(yù)埋和模板封鑲收頭應(yīng)及時穿插并爭取全面完成，做到不留或少留尾巴，以有效減少板面鋼筋綁扎后的作業(yè)人員數(shù)量。2、在樓梯、通道等頻繁和必須的通行處應(yīng)搭設(shè)（或鋪設(shè)）臨時的簡易通道，以供必要的施工人員通行。3、加強(qiáng)對施工操作人員的技術(shù)交底和質(zhì)量意識教育以及現(xiàn)場管理，使全操作人員充分意識到保護(hù)板面上層負(fù)筋的正確位置的重要性。行走時，應(yīng)自覺沿鋼筋馬鐙支撐點通行，不得隨意踩踏中間架空部位鋼筋。4、安排足夠數(shù)量的鋼筋工（一般應(yīng)不少于3～4人或以上）在混凝土澆筑前及澆筑中及時進(jìn)行整修，特別是支座端部受力最大處以及樓板裂縫最容易產(chǎn)生部位（四周陽角處、預(yù)埋線管處以及大跨度房間處）應(yīng)重點整修。5、混凝土工在澆筑時對裂縫的易發(fā)生部位和負(fù)彎矩筋受力最大區(qū)域，應(yīng)鋪設(shè)臨時性活動跳板，擴(kuò)大接觸面，分散應(yīng)力，盡力避免上層鋼筋受到重新踩踏變形。㈤、預(yù)埋線管處的裂縫防治預(yù)埋線管，特別是多根線管的集中處是樓板截面混凝土受到較多的削弱，從而引起應(yīng)力集中，容易導(dǎo)致裂縫發(fā)生的薄弱部位。當(dāng)預(yù)埋線管的直徑較小、且房屋的開間寬度也較小，同時線管的敷設(shè)走向垂直于混凝土的收縮和受拉方向時，一般不會發(fā)生樓板裂縫。反之，當(dāng)預(yù)埋線管的直徑較大，開間寬度也較大，并且線管的敷設(shè)走向又重合于混凝土的收縮和受力方向時，就很容易發(fā)生樓板裂縫。因此對于較粗的線管或多根線管的集中處，要求增設(shè)垂直于線管的短鋼筋網(wǎng)。根據(jù)筆者這幾年施工的經(jīng)驗，建議增設(shè)的抗裂短鋼筋采用φ6～φ8mm，間距≦150mm，兩端的錨固長度應(yīng)不小于300mm。線管在敷設(shè)時應(yīng)盡量避免立體交叉穿越，同時在多根線管的集中處宜采用放射形分布，盡量避免緊密平行排列，以確保線管底部的混凝土灌筑順利和振搗密實。并且當(dāng)線管數(shù)量眾多，使集散口的混凝土截面大量削弱時，宜按予留孔洞構(gòu)造要求在四周增設(shè)上下各2φ12的井字形抗裂構(gòu)造鋼筋。㈥、材料吊卸區(qū)域的樓板裂縫防治目前在主體結(jié)構(gòu)施工過程中，普遍存在著質(zhì)量與工期之間的較大矛盾。一般主體結(jié)構(gòu)的樓層施工速度平均為5～7天左右一層，最快時甚至不足5天一層。因此，當(dāng)樓層混凝土澆筑完畢后不足24小時的養(yǎng)護(hù)時間，就忙著進(jìn)行吊運(yùn)腳手架鋼管、扣件、搭架支模、鋼筋綁扎、材料吊運(yùn)等施工活動，這就給大開間房間混凝土樓板雪上加霜。除了大開間混凝土總收縮值較小開間要大的不利因數(shù)外，更容易在強(qiáng)度不足的情況下受材料吊卸沖擊振動荷載的作用而引起不規(guī)則的受力裂縫。并且這些裂縫一旦形成，就難于閉合，形成永久性裂縫，這種情況在高層住宅主體快速施工時較為常見。對這類裂縫的防治措施如下：1、主體結(jié)構(gòu)的施工速度不能強(qiáng)求過快，樓層混凝土澆筑完后的必要養(yǎng)護(hù)（一般不宜≦24小時）必須獲得保證。主體結(jié)構(gòu)階段的樓層施工速度宜控制在6～7天一層為宜，以確保樓板混凝土獲得最起碼的養(yǎng)護(hù)時間。2、科學(xué)合理安排樓層施工作業(yè)計劃，在樓層混凝土澆筑完畢的24小時以前，只限于做測量、定位、彈線等準(zhǔn)備工作，不允許吊卸大宗材料，避免沖擊振動。24小時以后，可先分批安排吊運(yùn)少量小批量的暗柱和剪力墻鋼筋進(jìn)行焊接、綁扎活動，做到輕卸、輕放，以控制和減小沖擊振動荷載。第三天方可開始吊卸鋼管等大宗材料以及從事樓層墻板和樓面的模板正常支模施工。3、在模板安裝時，吊運(yùn)（或傳遞）上來的材料應(yīng)做到盡量分散就位，不得過多地集中堆放，以減少樓板荷載和振動。4、在施工過程中對大開間材料吊卸堆放區(qū)域部位（一般約36平方米左右）的模板支撐架在搭設(shè)前，就預(yù)先考慮采用加密立桿（立桿的縱、橫向間距均不宜大于800毫米）和格柵增加模板支撐架剛度的加強(qiáng)措施，以增強(qiáng)支架剛度，減小變形來加強(qiáng)該區(qū)域的抗沖擊荷載和振動荷載，并應(yīng)在該區(qū)域的新澆筑混凝土表面上鋪設(shè)舊木?；蚰痉郊右员Ｗo(hù)和擴(kuò)散應(yīng)力，進(jìn)一步防止裂縫的發(fā)生。㈦、加強(qiáng)對樓板混凝土的養(yǎng)護(hù)混凝土的保濕養(yǎng)護(hù)對其強(qiáng)度增長和各類性能的提高十分重要，特別是早期的妥善養(yǎng)護(hù)可以避免表面脫水并大量減少混凝土初期收縮裂縫發(fā)生。但實際施工中，往往由于搶工期和澆水將影響彈線及施工人員作業(yè)，因此樓面混凝土往往缺乏較充分和較足夠的澆水養(yǎng)護(hù)的時間。為此，施工中必須堅持覆蓋麻袋或草包進(jìn)行一周左右的妥善保濕養(yǎng)護(hù)，達(dá)到降低成本和提高功效，并可避免或減少對施工進(jìn)度的影響。對裂縫的彌補(bǔ)處理在采取了上述綜合性防治措施后，由于各種原因仍可能有少量的樓板裂縫發(fā)生。當(dāng)這些樓板裂縫發(fā)生后，應(yīng)在樓地面和天棚粉刷之前預(yù)先做好妥善的裂縫處理工作，然后再進(jìn)行裝修。根據(jù)我們公司的經(jīng)驗，住宅樓地面上部的粉刷找平層較厚，可以通過在找平層中進(jìn)行處理，并且上部常被