现浇钢筋混凝土楼板裂缝成因.doc

混凝土楼面裂缝原因及防治陈如华摘要：现代建筑现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝的现象普遍发生，本文将从混凝土的收缩变形、原材料质量、施工原因、设计原因等方面做了综合详细的分析，并提出了裂缝的控制措施，具有极强的现实意义。关键词：钢筋混凝土；现浇板裂缝；原因；控制措施现浇钢筋混凝土楼板的裂缝，是目前较为普遍的质量通病之一，各地都在建设工程质量通病上采取了很多的措施，但这仍是长期困扰建筑施工的一个难题。混凝土楼面裂缝具有以下特点：第一、具有普遍性。无论是砖混结构、框架结构还是剪力墙结构，楼板结构裂缝成为多发性的质量通病。第二、危害性较大。楼板裂缝不仅对结构安全构成威胁，也降低了建筑物的使用寿命。第三、社会影响大。特别是住宅工程装饰时楼面渗水，往往会引起投诉、纠纷。第四、处理难度大。一旦出现楼板裂缝，单纯从技术角度无法处理达到正常水平。因此，分析现浇钢筋混凝土楼板裂缝的原因及控制措施具有极强的现实意义。一、混凝土楼面常见裂缝原因分析 1、混凝土的收缩变形使楼板产生裂缝 （1）混凝土终凝前的沉缩裂缝这种裂缝的发生，往往是采用大流动性泵送混凝土时发生的裂缝。大流动性混凝土初凝前，混凝土中粗骨料始终处于一种自由状态，虽经振动器械进行了振动，内部的孔隙已基本排除，但混凝土内部的粗骨料在其自身重量的作用下缓慢下沉。在混凝土未达到初凝前，其内部粗骨料仍处于下沉状态，钢筋上面的混凝土受钢筋的支撑不能下沉，则在钢筋表面沿着钢筋的走向产生裂缝。（2）硬化过程中的干缩裂缝楼板这种较薄结构极易发生干缩裂缝。这种裂缝产生的原因是混凝土在浇捣完毕后，混凝土拌合物中的水分一部分被水泥水化，由于水泥水化生成物的体积，比反应前物质的总体积小，而使混凝土收缩，这种收缩称为化学收缩。另一部分水则分泌出流失和被蒸发，而引起凝胶体失水产生收缩，以及毛细管水分蒸发而使混凝土系统内的颗粒受到毛细管压力作用而产生的体积收缩。这种裂缝出现的时间较早，一般混凝土在初凝前就已经发生，若不加以处理和养护，局部裂缝将会贯穿整个混凝土结构。 2、原材料的质量导致楼面产生裂缝（1）当前水泥供应和使用上存在的问题水泥品种上的混乱：由于水泥价格上涨，以青岛市为例，P.C32.5水泥，2010年1月份每吨270元，4月份上涨到每吨316元，10月份上涨到每吨376元，11月份上涨到每吨481元，12月份上涨到每吨603元，全年上涨每吨333元，上涨幅度123%，价格上涨，使得掺杂使假、违规生产盛行。水泥价格走高，使得不少资金流入，对水泥生产的不熟悉造成已投产的新型生产线质量管理问题成堆，出厂水泥质量难以保证； 政策配套上的不足，如废渣综合利用政策，有不少企业为受这一政策影响，盲目提高混合料的掺量； 用户对不同水泥的特性不了解，主要表现在任何工程、任何部位、任何施工气候条件千篇一律的使用普硅水泥，无论对于确保工程质量还是降低造价都没有好处；水泥采购上只求价格便宜没有重视产品质量和厂家的信誉。 （2）粗细骨料的质量混凝土的主要组成材料是碎(卵)石和砂， 这两种材料占混凝土总体积的75%以上。如果这两种材料的含泥量和含水量超标，则对混凝土塑性收缩开裂和干缩有重大影响。粗骨料用量减少和粒径减小为了保证混凝土的可泵性，工程中一般选用较小粒径的粗骨料，或减少粗骨料的用量。粗骨料用量的减少和粗骨料粒径的减小，会使混凝土的体积稳定性下降，不稳定性变大，从而增大了混凝土收缩。夏季露天堆放的砂石料受高温和太阳辐射的影响，表层温度达60以上，用这种砂石料配制混凝土会增大用水量，环境温度过高会使水泥出现假凝或粘罐现象。由于水灰比的增大和搅拌质量的降低，将导致混凝土的强度降低干缩增加。冬季亦有可能在砂石材料存在冰、雪块，在混凝土搅拌后，一起浇筑到楼层的混凝土中，在温度升高后，出现空洞等影响楼面裂缝的因素。（3）商品混凝土自身特点（混凝土强度不足）目前已普遍采用泵送商品混凝土进行浇筑，受激烈的市场竞争，各商品混凝土厂商以采用大粉煤灰掺量，低价位、低性能的混凝土外掺剂，以及细度模数低、含泥量较高的中细砂作为降低价成本的主要竞争手段，使得混凝土在出厂时，其强度就达不到设计要求。混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感，水、水泥、外掺混合材料等计量偏差，将直接影响混凝土的强度。泵送混凝土坍落度大，易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象，此时，混凝土脱水干缩时，就会产生表面裂缝。配合比不当、水泥用量过大、水灰比大、含砂率不适当、骨料种类不佳、外加剂使用不当等都能直接影响混凝土的抗拉强度，造成混凝土开裂。3、施工方法不当使楼板产生裂缝 （1）模板及支撑存在的问题近年来建筑楼板施工多采用竹胶板做模板，由于竹胶板的硬度较高，铺设后应使用钉子与下面的木方支撑肋钉牢固，否则竹胶板与木方之间会产生较大空隙，当受到上部压力时，竹胶板会下陷变形。混凝土浇注过程中因荷载较小，有时模板不变形，当楼板再承受施工活荷载时，就会产生变形，从而导致楼板混凝土裂缝。炎热的天气导致模板吸水也是产生收缩裂缝的一个因素。卫生间一般比室内正常标高低20mm，楼梯间的平台正常比设计标高要高50mm，此部位需要通过方木或模板吊模来实现混凝土高低的变化，但是通常此部分吊模板因没有专门的支撑而直接压在负弯筋上，甚至压到了底板钢筋上，混凝土浇筑后，该模板被埋到了混凝土当中，被埋模板部分混凝土截面被明显减小，则最终成了裂缝的一个根源。（2）拆模板时间及工序施工单位为了提前拿到拆模通知单，往往使用其他试块代替现场同条件试块，偷梁换柱，现浇板在未达到规定的拆模强度时拆除模板或支架，此时楼板的承载能力低于设计允许荷载，使楼板在不正常的情况下受荷产生裂缝，这是结构受荷引起的裂缝。施工现场也会出现在未达到规定的拆模强度时，拆除个别的支撑、扣件等，造成支架的承载体系发生变化而产生裂缝。（3）拆除墙体模板方法不当当上层墙体拆除模板时，施工人员往往图方便，将拆下的模板直接推倒砸在楼板上，巨大的冲击力经常导致楼板角部出现环状的密集微裂缝。（4）钢筋保护层偏大施工浇筑混凝土时未铺设跳板，施工人员在钢筋上踩踏，致使上层钢筋的保护层厚度偏大，降低了楼板的有效高度，支座受弯承载力下降，受荷变形产生裂缝，引起板面开裂。特别是负弯矩钢筋没有通长配置时，裂缝往往会出现在负弯矩钢筋的端部，沿板边缘近似成直线发展。（5）板内埋管集中现代楼房设计中多采用将各类强电、弱电管线在楼板内暗敷的方式，经常出现楼板内电气埋管集中的现象，集中的塑料埋管占据了较大的楼板截面，而楼板跨中部位一般只有下部钢筋，形成局部薄弱带，在混凝土终凝前往往在塑料管弹性力作用下产生与管线走向一致的楼板裂缝。（6）人为预留的洞口，未按要求进行加固在泵管预留洞、放线洞等非设计图中的预留洞口，未按要求进行加固，易造成应力集中，成为裂缝的起点，特别是混凝土输送泵管的预留洞口，泵管在使用时的震动力直接冲击楼面导致板面后期裂缝。（7）筑方案及振捣方法浇筑方案不合理或不按浇筑方案进行混凝土的浇筑，浇筑方案形同虚设，交底不到位，是施工过程中易出现的一个问题。浇筑过程中，没有明确的浇筑路线，中途需要暂停时，也不管施工缝的位置。在这种情况下，极易出现与施工留置位置一致的裂缝。混凝土浇筑时，只用振动棒在板上间隔插捣，而忽略了使用平板振动器，带来板内的混凝土浇筑不密实，导致裂缝的出现。（8）板厚不足一般板厚度为板跨度L0的1/35-40，如果板厚h不足，则受弯承载力下降，引起裂缝。在施工中，如果没有设置足够的板厚控制点，则板厚度没有保证，从板抗弯承载力计算可知，楼板抗弯承载力M与板有效高厚h0应成正比，当板厚度达不到抗弯设计要求时，即有效高度h0不足，其受弯承载力将大大降低，也可产生裂缝。（9）外加剂对裂缝的影响目前混凝土中外加剂起着不可替代的作用，但外加剂应用不当会直接引起混凝土许多质量问题，并且外加剂的超量使用也会增大混凝土的收缩。外加剂与水泥的适应性不好，将导致水泥假凝、泌水等，增加混凝土收缩，从而导致混凝土构件出现裂缝。比如由于工期、模板周转及冬季施工的需要，混凝土中往往掺加早强促凝剂，早强促凝剂的使用，会显著增加混凝土的收缩值，引起混凝土构件开裂。缓凝剂的品种繁多，部分缓凝剂会增加混凝土的收缩值，导致混凝土构件出现裂缝。（10）高温及雨天施工施工时的气候条件也是影响混凝土板面裂缝的主要原因，在高温、干燥及大风季节，混凝土浇筑不覆盖，板面将会较早出现裂缝，这主要是由于混凝土表面水分蒸发速度过快所致，这种裂缝往往上下贯通。（11）养护现场养护不当是造成混凝土收缩开裂的一个重要原因，混凝土浇筑后,若表面不及时覆盖、浇水养护,表面水分迅速蒸发，很容易产生收缩裂缝。特别是在气温高、相对湿度低、风速大的情况下，干缩更容易发生。一些高层建筑的楼面为什么更容易产生裂缝，就是因为高空中的风速比地面大。许多施工工地在浇筑混凝土时，都不能做到及时覆盖保温养护，新浇的混凝土在似火骄阳下暴晒，一点遮盖都没有，表面就出现了裂缝，而只是派人隔几小时上去浇一次水。往往混凝土表面被太阳晒得高达四、五十度，冰冷的自来水浇上去无疑是雪上加霜,冷缩促使裂缝更快扩展。（12）上人操作时间早、施工荷载过于集中现在许多工程在招标时，就对工程的工期进行了压缩。另一方面施工单位为了节约管理及周转材料、机械的费用也愿意抢工期，施工人员往往在楼板混凝土强度尚未达到规范要求的1.2MPa时，即开始在上面施工作业，大量钢筋、模板、焊机、人员等施工荷载提前进入作业面，特别是高层结构使用的钢制大模板，经常在楼板中间位置集中堆放，并且经常由于指挥不当以及下部未垫方木等原因，导致重物直接冲击楼板，产生裂缝。（13）思想意识现场管理人员及混凝土浇筑人员的思想意识，对工程质量起着举足轻重的作用，所有参工人员应充分认识板面裂缝对结构影响的重要性，才能采取切实可行的措施。施工人员追求浇筑速度，忽视施工质量，在商品混凝土在运输过程中多种因素造成坍落度损失，使商品混凝土泵送产生困难时，施工人员对商品混凝土特性了解不足，时有发生在浇捣时擅自加水来增加坍落度，使整个商品混凝土水灰比发生变化，造成楼板的开裂。4、结构设计方面使楼板产生裂缝（1）设计中对多跨连续板边跨的板边往往简化处理为简支，由此而产生的误差在构造上予以配置构造钢筋补强，但所配置的构造钢筋有往往直径过细，间距过大。 （2）楼板配筋设计中，仅在楼板轴线承重梁处配置了负弯筋，这些钢筋在楼板挠度应变产生负弯矩时起抗力作用，刚性较大；而在楼板中间的配筋设计仅计算支撑平板的正压力负荷，数量较少，所以就显得相对薄弱，容易出现裂缝。 （3）对楼板来说，约束最大的位置在四个转角处，因为转角处梁或墙的刚度最大，它对楼板形成的约束也最大，同时沿外墙转角处因受外界气温影响，也是楼板收缩变形最大的部位；一般来说，板内配筋都按平行于板的两条相邻边设置，使得转角处夹角平分线方向的抗拉能力最薄弱，沿外墙转角处的楼板容易出现45斜向放射状裂缝。（4）不均匀沉降是钢筋混凝土结构中，造成开裂的一个原因。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况，由于地基变形造成的应力相对较大，使得裂缝一般是贯穿性的。二、现浇混凝土楼面裂缝的防治措施通过以上分析，在现浇混凝土楼面裂缝中很大一部分是可以通过材料、施工、设计等手段来克服的。1、材料选用（1）水泥：应选用大厂水泥，并按规定的批次进行二次检验，合格后方可使用，严禁使用安定性不合格的水泥。 （2）粗骨料：宜用表面粗糙、质地坚硬的石料、级配良好、空隙率小、无碱性反应；有害物质及粘土含量不超过规定值。 （3）细骨料：宜用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较低的中砂。 （4）外掺加料：宜采用减水剂等外加剂，以改善混凝土工作性能，降低用水量，减少收缩。（5）在施工楼板结构时，最好在混凝土中加入适量的微膨胀剂以补偿收缩，或当工程需要时，可通过加入合成纤维等措施增加混凝土的抗拉强度，控制混凝土的裂缝。 2、配料 （1）配合比设计：应采用低水灰比、低用水量，以减少水泥用量。并根据试验室的配合比在施工现场根据砂石材料的含水率适时调整配合比。 （2）禁止任意增加水泥用量。严禁在施工现场随意向预拌混凝土内加水和外加剂。 （3）配制混凝土时计量应准确，要严格控制水灰比和水泥用量，搅拌均匀，离析的混凝土必须重新拌均匀后方可浇筑。（4）向预拌混凝土生产企业预提交的技术参数，应包括初凝时间、终凝时间、坍落度、掺合料品种与掺量、外加剂品种以及其他现场施工需要的技术参数。预提交的技术参数应在预拌混凝土供货合同中明确。预拌混凝土进场时，施工单位和监理单位应根据已提交的施工参数核查预拌混凝土配合比通知单内容，按规定对预拌混凝土的坍落度及和易性、保水性、粘聚性等性能进行逐车检查，并做好查检记录。预拌混凝土生产企业应参加预拌混凝土进场验收，参与混凝土试块的留置、坍落度测试等，并在有关记录上签字。 3、模板工程 （1）模板构造要合理，以防止模板各杆件间的变形不同而导致混凝土裂缝。对于高大模板，应有经专家认证的方案，并严格执行。 （2）模板和支架要有足够的强度、刚度和稳定性，防止施工荷载（特别是动荷载）作用下，模板变形过大造成的开裂。立杆上、中、下部位应设置必要的横向杆件，确保整个模板体系稳定可靠。模板支撑体系立杆底应设置垫板。 （3）合理确定模板的周转套数，按规定的时间拆模，跨度大于2米小于8米的现浇楼面，其拆模析强度必须达到标准值的75%；当跨度大于8米时，拆模强度必须达到标准值的100%，而混凝土的强度必须按照施工现场同条件试块的试压强度值来确定。（4）对大开间部位的材料吊卸堆放区域的模板支撑搭设前，就预先考虑加密立杆和格栅，以增强刚度、减少变形，来加强该区域的抗冲击振动荷载，并在该区域的新浇混凝土表面上铺设旧木模加以保护和分散荷载，防止裂缝的发生。（5）后浇带处应采用独立的模板支撑体系，浇筑前和浇筑后混凝土达到拆模强度之前，后浇带两侧梁板下的支撑均不得拆除。 4、配筋 （1）严格按施工图施工。钢筋品种、规格、数量的改变、代用，必须考虑对构件抗裂性能的影响，同时钢筋的任何关于品种、规格及数量的改变必须经原设计同意方可。 （2）钢筋的位置要正确，特别是负弯筋位置应设置足够强度、刚度的通长钢筋马凳，其间距不宜超过80cm。板底钢筋保护层厚度应符合设计规范，垫块数量每0.8m2不少于1个。保护层过大或过小都可能导致混凝土开裂，钢筋间距过大，易引起钢筋之间的混凝土开裂。（3）尽可能科学合理地安排好名工种的交叉作业时间，在板底钢筋绑扎后，线管预埋应及时穿插进行，做到不留尾巴或少留尾巴，以减少板面钢筋绑扎后作业人员的数量，保护钢筋。（4）加强现场管理，板上部钢筋即支座负筋绑扎完成后及时临时活动跳板，并及时进行验收。严禁压沉板面钢筋，在混凝土浇筑时，若发现支座钢筋被压沉的，必须及时拉扶复位，使板面钢筋上部保护层不致于过厚，确保现浇板的有效高度h0符合设计值。 5、混凝土浇筑（1）施工单位应根据工程结构形式和有关规定合理确定混凝土浇筑方案，不得随意留置施工缝。（2）采取有效措施确保楼板厚度控制准确，可采用拉线法、预埋插筋法、制作标准卡法以及标准马凳法来控制板厚。 （3）混凝土浇筑时应防止离析现象，振捣应均匀、适度。楼面必须使用平板式振动器分两个方向进行压实。 （4）混凝土终凝前应对板面进行二次抹压，板面工作结束后，应立即采用塑料薄膜覆盖，进行保湿养护。普通混凝土的养护期不少于7天，膨胀混凝土的养护期不少于14天，并根据气温等实际情况适度延长养护时间，在气温高、湿度低或风速大的条件下，更应及早进行喷水养护，在浇水养护有因难时，或者不能保证其充分湿润时，可采用覆盖保湿材料等方法。 6、施工技术 （1）开挖基槽时，要注意不扰动其原状结构。 （2）加强地基的检查与验收工作，基坑开挖后应及时通知勘察及设计单位到现场验收，对较复杂的地基，设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探，当探出有不利的地质情况时，必须先对其加固处理，并经验收合格后，方可进行下一步施工。 （3）合理安排施工顺序。当相邻建筑物间距较近时，一般应先施工较深的基础，以防基坑开挖破坏已建基础的地基础。当建筑物各部分荷载相差较大时，一般应施工重、高部分，后施工轻、低部分。（4）按科学规律安排施工工期与进度计划，楼板混凝土浇筑完成后，其强度未达到1.2n/mm2，施工人员不得在楼面操作及堆放材料，或只限于测量定位、弹线等准备工作，最多只允许柱钢筋的焊接工作，不允许吊卸大宗材料，避免冲击振动。（5）加强教育和管理，使全体操作人员充分重视保护楼面负筋的正确位置，行走时应自觉在临时性跳板或沿钢筋小马凳支撑点通行，不得随意踩踏中间部位钢筋。在混凝土浇筑时，安排足够数量的钢筋工，及时对钢筋进行修整，特别是支座受力最大处以及楼面易裂缝（四周阳角、预埋管处以及大跨度房间处）进行重点检查和修复。（6）根据商品混凝土的特点,配合做好二次振捣和多次抹面,让塑性沉降裂缝和干缩裂缝及时得到愈合，提高混凝土与钢筋的握裹力,增加混凝土的密实度,从而提高抗裂性。二次抹压表面处理有利于减少混凝土早期塑性裂缝。它的主要作用有三个：一是消除混凝土的表面缺陷及早期的塑性裂缝，二是提高混凝土表面的密实度，三是表层密实度提高后，减缓了混凝土内水分迁移蒸发的速度，提高了混凝土的表面抗裂能力。7、设计构造 （1）为减少地基的不均匀沉降，在基础设计中可以采取调整基础的埋置深度，不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法，来调整地基的不均匀变形。（2）控制建筑物长高比。长高比越小，整体刚度越大，调整不均匀沉降的能力越强。（3）建筑平面选型时在满足使用功能要求的前提下，力求简单，平面复杂的建筑物，容易产生扭曲等附加应力而造成墙体及楼板开裂。当楼板平面形状