浅谈现浇楼板裂缝产生原因分析及防治措施

【摘 要】 现阶段全国住宅建设中广泛推广应用现浇砼楼板，加强了建筑物的整体性和抗震性能，取得了很好的效果。但在取得成绩的同时，也出现一个非常普遍的质量问题，即楼板裂缝，已影响到房屋的销售和企业信誉，成为用户质量投诉的热点。因此，裂缝问题是一个迫切需要解决的技术难题。
现浇混凝土楼板结构整体性好、安全性能高，但楼板裂缝问题一直困扰着混凝土的质量，我们在广泛应用现浇混凝土楼板结构的同时，也要从多方面分析裂缝产生的原因，从而将其控制在无害范围之内。本文以浙江省杭州市某工程为例着重从裂缝产生的部位，裂缝产生的原因等方面进行阐述，并针对上述原因提出相应的控制措施，从而保证混凝土的质量。

　　【关键词】 现浇楼板；易发部位；裂缝；原因分析；控制措施

　　1 工程概况

　　浙江杭州市某工程建筑物地下三层，主要为汽车库、设备用房、酒店服务用房，地上为1栋57层的双塔超高建筑物，1～15层为5星级酒店，17～34层，36～53层为酒店式办公，16、35层为避难层，54～57层为行政酒廊，属于一类高层公共建筑，建筑主体高度为200米，裙房5层高度约23米，总建筑面积约12万平方米，结构为混合框架-钢筋混凝土框架剪力墙体系，主楼框架柱采用型钢混凝土柱和钢梁，基础形式为钢筋混凝土桩基。
现浇混凝土楼板厚11～16cm，配筋为双层双向Φ8@200，梁跨度8.6m，梁处附加筋为Φ8@150，部分为Φ10@200，附加筋长为两边伸出1.5m。

　　2 针对本工程现浇板裂缝做简单概述

　　2.1 现浇楼板裂缝现状。砼是一种非匀质材料，由多种原材料组成，内部有很多缺陷，例如：骨科与水泥浆之间、骨料本身都存在细微裂缝，当砼受压时，荷载达30%极限强度以下，微裂几乎不动；30～70%时，微裂开始扩展；70～90%时，微裂显著扩展并迅速增多，且串联起来直至完全破坏。
砼微裂是肉眼不可见的，肉眼可见以0.05mm为界：<0.05mm，微观裂缝；>0.05mm，宏观裂缝。一般工业及民用建筑中，宽度<0.05mm对结构、使用都无危险性，故假设具有<0.05mm的裂缝为无裂缝结构。所谓不允许裂缝设计，也只能是相对于无大于0.05mm初始裂缝的结构。
这就告诉人们这样一个概念；无裂缝之砼是不存在的，用户如有这种要求也是不能满足的。工程技术人员的责任是将砼的裂缝控制在无害范围之内。
2.2 现浇楼板裂缝的易发生部位。从工程现浇楼板裂缝发生的部位分析，最常见、最普遍和数量最多的是房屋四周阳角处（含平面形状突变的凹口房屋阳角处的房间）在离开阳角1米左右，即在楼板的负弯矩筋以及角部放射筋末端或外侧发生45度左右的楼地面斜角裂缝，此通病在现浇楼板的任何一种类型的建筑中都普遍存在。
除上述楼面裂缝外，其他还有较常见的三类：①预埋线管及线管集散处；②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，主要集中在楼板中央位置；③混凝土等材料及施工工艺的影响产生的位置。
2.3 现浇楼板裂缝出现的时间。从实践中得出，不规则裂缝一般在混凝土浇筑振捣一个半月左右出现；沿管道走向裂缝一般在混凝土浇筑振捣三个月左右开始出现；板的两边呈45°裂缝及楼板跨纵向裂缝大部分在主体竣工后半年出现，其宽度不一，长短不一，一般情况下肉眼可见。

　　3 现浇楼板裂缝产生的原因分析

　　3.1 设计方面因素。现浇楼板裂缝产生的原因主要是砼的收缩特性和温差双重作用所引起的，并且愈靠近屋面处的楼层裂缝往往愈大。从设计角度看，现行设计规范侧重于按强度考虑，未充分按温差和混凝土收缩特性等多种因素作综合考虑，配筋量因而达不到要求。而房屋的四周阳角由于受到纵、横二个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束，限制了楼面板砼的自由变形，因此在温差和砼收缩变化时，板面在配筋薄弱处首先开裂，产生45度左右的斜角裂缝。
3.2 建设方的原因。建设方为了控制投资经济，要求设计单位对结构配筋优化，造成楼板配筋过小，且钢筋间距大，在钢筋安装施工过程中，存在不同工种施工人员的踩踏，使得钢筋间距不等及保护层厚度过厚等现象，造成不同程度的现浇楼板裂缝。
3.3 材料方面因素。混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。在混凝土中，水泥与水形成水泥浆，包裹在砂粒表面并填充砂粒间的空隙而形成砂浆，水泥砂浆又包裹石子并填充空隙而形成混凝土。水泥是混凝土中的胶凝材料，它的性能直接影响混凝土的强度和耐久性。从混凝土材料性能角度看，裂缝主要是混凝土变形而造成。①混凝土自身收缩的变形（干收缩）和化学收缩；②环境气候影响所形成的变形，即温度变形。影响混凝土变形的主要因素为：
3.3.1 水泥品种的影响。水泥的选择是关系到收缩问题的关键。不同品种水泥的收缩值取决于铝酸三钙、三氧化硫、石膏的含量及水泥细度等。而且，随着高强混凝土的应用，水泥的标号等级要求也就相应提高，水泥用量也就会增加，产生的水化热就越高，混凝土的收缩变形也越大。
3.3.2 混凝土配合比方面的影响。在原料一定的条件下，水灰比对混凝土收缩有很大的影响。混凝土收缩主要取决于单位用水量和水泥用量，而用水量的影响比水泥用量大；在用水量一定内条件下，混凝土收缩随水泥用量的增大而加大，反之增大的幅度较小；在水灰比一定条件下，混凝土收缩率随水灰比的增加而明显增大；在水灰比相同条件下，混凝土干缩随砂率增大而加大，但增大的幅度较小。影响砼的收缩而产生裂缝原因包括单位用水量、单位水泥用量、水灰比、砂率等控制参数。
3.3.3 坍落度的影响。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。　　3.4 施工方面因素。
3.4.1 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、垫层在浇筑混凝土之间洒水不够，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。
3.4.2 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。而养护不当也是造成现浇混凝土板裂缝的主要原因。过早养护会影响混凝土的胶结能力。过迟养护，由于受风吹日晒，混凝土板表面游离水分蒸发过快，水泥缺乏必要的水化水，而产生急剧的体积收缩，此时混凝土早期强度低，不能抵抗这种变形应力而导致砼表面开裂。特别是夏、冬两季，因昼夜温度大，养护不当最易产生温差裂缝。
3.4.3 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。施工中不注意钢筋的保护，把板面负筋踩弯等，将会造成支座的负弯矩，导致板面出现裂缝。此外，大梁两侧的楼板不均匀沉降也会使支座产生负弯矩造成横向裂缝。
3.4.4 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。
3.4.5 关于搅拌时间。国外早在1985年的研究表明，对于普通砼（四组分）而言，搅拌时间需达75s，拌合物才能得到最小的变异系数。现在砼组分往往有六种之多，如是高强砼则W/C又低，GB50204-92规定普通砼搅拌时间用强制式搅拌机最少拌60s；“高强砼设计施工指南”规定搅拌时间不少于2mins。现在很多搅拌时间只要30s左右，其理由是搅拌机运输车还要不断搅拌，但殊不知搅拌车上是自落式搅拌机。运输搅拌的主要目的是防止掺外加剂的砼因具有角变性而假凝，这与强制式搅拌机的均匀搅拌是不同的。搅拌不匀导致砼固化后质量不匀，如有的强度偏差太大，有的因固化膨胀剂未拌匀导致局部膨胀破坏。
3.4.6 关于砼的凝结时间。现在商品砼供应商常常未给施工方提供与砼初凝和终凝时间，即不但要满足单位时间内供应多少方砼，而且要保证其最大时间间隔。施工完后我们常常可以看到砼裂缝在不该出现的地方出现了，如果不是该留施工缝的地方，又不是配筋不够，这多半就是砼供应不及时、先浇的砼已过了初凝时间，但又未达到终凝时间而连续浇筑造成的“冷缝”。

　　4 对现浇楼板裂缝采取的控制措施

　　4.1 重点加强楼面上层钢筋网的有效保护措施。钢筋在楼面砼板中的抗拉受力，起着抵抗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）必须设置钢筋小撑马，其纵横向间距不应大于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。
对于第三条原因，可采取下列综合措施加以解决：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；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，应自觉沿钢筋小马撑支撑点通行，不得随意踩踏中间架空部位钢筋；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；⑤砼工在浇筑时对裂缝的易发生部位和负弯矩筋受力最大区域，应铺设临时性活动跳板，扩大接触面，分散应力，尽力避免上层钢筋受到重新踩踏变形。
4.2 预埋线管处的裂缝防治。预埋线管，特别是多根线管的集散处是截面砼受到较多削弱，从而引起应力集中，容易导致裂缝发生的薄弱部位。当预埋线管的直径较小，并且房屋的开间宽度也较小，同时线管的敷设走向又不重于（即垂直于）砼的收缩和受拉方向时，一般不会发生楼面裂缝。反之，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。因此对于较粗的管线或多根线管的集散处，应按技术导则的要求增设垂直于线管的短钢筋网加强。根据我们以往的经验，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。
4.3 材料吊卸区域的楼面裂缝防治。目前在主体结构的施工过程中，普遍存在着质量与工期之间的较大矛盾。一般主体结构的楼层施工速度平均为5～7天左右一层，最快时甚至不足5天一层。因此当楼层砼浇筑完毕后不足24小时的养护时间，就忙着进行钢筋绑扎、材料吊运等施工活动，这就给大开间部位的房间雪上加霜。除了大开间的砼总收缩值较小开间要大的不利因素外，更容易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不规则的受力裂缝。并且这些裂缝一旦形成，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。对这类裂缝的综合防治措施如下：
4.3.1 合理安排工期。主体结构的施工速度不能强求过快，楼层砼浇筑完后的必要养护（一般不宜≤24小时）必须获得保证。主体结构阶段的楼层施工速度宜控制在6～7天一层为宜，以确保楼面砼获得最起码的养护时间。
4.3.2 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，可限于做测量、定位、弹线等准备工作，最多只允许暗柱钢筋焊接工作，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。
4.3.3 合理放置材料。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，以减少楼面荷载和振动。对计划中的临时大开间面积材料吊卸堆放区域部位（一般约40平方米左右）的模板支撑架在搭设前，就预先考虑采用加密立杆（立杆的纵、横向间距均不宜大于800毫米）和搁栅增加模板支撑架刚度的加强措施，以增强刚度，减少变形来加强该区域的抗冲击振动荷载，并应在该区域的新筑砼表面上铺设旧木模加以保护和扩散应力，进一步防止裂缝的发生。
4.4 加强对楼面砼的养护。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。但实际施工中，由于抢赶工期和浇水将影响弹线及施工人员作业，因此楼面砼往往缺乏较充分和较足够的浇水养护延续时间。为此，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。
4.5 加强对混凝土原材料和施工工艺的控制。
4.5.1 严格控制混凝土施工配合比。根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确配合比。严格控制水灰和水泥用量。选择级配良好的石子，减小空隙率和砂率以减少收缩量，提高混凝土抗裂强度。
4.5.2 做好浇筑前的准备工作。在混凝土浇捣前，应先将基层和模板浇水湿透，避免过多吸收水分，浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。
4.5.3 做好混凝土养护工作。砼的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要，浇筑完毕后12h内对其砼覆盖和浇水，养护时间至少14d，有条件者尽可能延长。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。但实际施工中，由于抢赶工期和浇水将影响弹线及施工人员作业，因此楼面砼往往缺乏较充分和较足够的浇水养护延续时间。为此，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。
4.5.4 严格施工操作程序，不盲目赶工。杜绝过早施工增加荷载和过早拆模。在楼板浇捣过程中更要派专人护筋，避免踩弯面负筋的现象发生。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片，承受支座负弯矩，避免因不均匀沉降而产生的裂缝。
4.5.5 制订后浇带的专项施工方案。后浇带的施工应认真领会设计意图，制定专项施工方案，杜绝在后浇处出现混凝土不密实、不按图纸要求留企口缝，以及施工中钢筋被踩弯等现象。同时更要杜绝在未浇注混凝土前就将部分模板、支柱拆除而导致梁板形成悬臂，造成变形。

　　5 对现浇楼板裂缝的处理

　　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，应在楼地面和天棚粉刷之前预先作好妥善的裂缝处理工作，然后再进行装修。一般来说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。
5.1 一般裂缝的处理。
5.1.1 对于一般混凝土楼板表面的龟裂，可先将裂缝清洗干净，待干燥后用环氧浆液灌缝或用表面涂刷封闭。施工中若在终凝前发现龟裂时，可用抹压一遍处理。
5.1.2 其它一般裂缝处理，其施工顺序为：清洗板缝后用1：2或1：1水泥砂浆抹缝，压平养护。
5.2 较大裂缝的处理。
5.2.1 当裂缝较大时，应沿裂缝凿八字形凹槽，冲洗干净后，用1：2水泥砂浆抹平，也可以采用环氧胶泥嵌补。
5.2.2 当楼板出现裂缝面积较大时，应对楼板进行静载试验，检验其结构安全性，必要时可在楼板上增做一层钢筋网片，以提高板的整体性。
5.2.3 通长、贯通的危险结构裂缝，裂缝宽度大于0.3mm的，采用结构胶粘扁钢加固补强。板缝用灌缝胶高压灌胶。

        6 结束语　　

        混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的，由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命，严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。很多工程的失事都是由于裂缝的不稳定发展所致。近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明，在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的，在一定的范围内也是可以接受的，只是要采取有效的措施将其危害程度控制在一定的范围之内。钢筋混凝土规范也明确规定：有些结构在所处的不同条件下，允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生，使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度，尤其要尽量避免有害裂缝的出现，从而确保工程质量。我们应在设计和施工过程中针对其产生的原因，贯彻预防为主的原则，采取各种有效的措施，加强施工过程管理，使结构中尽量不出现裂缝或尽量减少裂缝数量和宽度，以确保建筑物的安全。
在混凝土裂缝问题，我要从两个方面进行对待。一方面，我们可以提前根据混凝土的所处环境，从设计、材料、施工、环境四大方面综合考虑，使结构设计更合理、原材料的各项性能指标更好、施工工艺更先进和施工环境更适合混凝土的后期的各种变化，从而提前制定预防措施方案，使混凝土裂缝降到国家和地方规范要求的控制范围内；另一方面，对已经出现超过规范允许范围的裂缝，我们可以根据现有的技术水平，利用新产品、新技术和新工艺对已出现的问题进行修补，从而实现风险和损失最小化。

　　参考文献
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