某高層建筑樓板裂縫成因及質量控制措施分析

任亞莉 張文麗 陜艷娟

（1.山西一建集團有限公司第一工程公司，山西 臨汾 041000；2.山西一建集團有限公司，山西 太原 030000）

鋼筋混凝土樓板的開裂原因多種多樣，包括材料選取、結構設計、施工技術、溫差及荷載等多方面因素。裂縫初期發展階段如果未對其進行有效的預防及控制，將會隨著時間的延續，逐漸演變為網狀等有害裂縫，會降低混凝土結構的承載能力，從而對建筑結構性能及安全造成嚴重影響[1]。高層建筑鋼筋混凝土樓板裂縫的出現，不僅會影響建筑物外觀，使人產生恐懼心理，而且極易發生滲漏現象，造成混凝土保護層脫落，危害內部主體結構，降低建筑物耐久性?；诖?，本文對高層建筑鋼筋混凝土樓板裂縫成因及防治措施進行研究，將裂縫控制在許可范圍內，降低其安全隱患。

1 混凝土裂縫形成機理

建筑混凝土裂縫是指表面結構出現開裂，其主要是由于內部或外部微小裂縫在受到內、外作用下發展形成的，內部作用包括溫差、干縮等因素，外部作用包括荷載、變形等直接因素。因此，造成混凝土開裂的內因主要包括以下幾點：①內部結構?；炷敛牧嫌晒腆w、液體、氣體三種組成屬于非勻質多相體混合物，其中固體指骨料、摻和料等，液體指水、外加劑等，氣體指內部孔隙等，主要物質組成多樣性及成型方式的特殊性極易造成混凝土結構出現裂縫缺陷[2]；②離析、泌水?；炷翝仓駬v后，出現粗骨料下沉、水泥漿體上浮的離析現象或內部游離水溢出至混凝土表面的泌水現象，導致混凝土體積穩定性差，并隨著水分的蒸發，內外收縮差異性大，從而造成混凝土內部及表面開裂；③收縮、內應力?；炷潦湛s分為膠凝收縮、干燥收縮和碳化收縮三種，發生收縮時引起混凝土內部出現內應力，骨料與水泥漿體之間變形受到約束，致使混凝土出現裂縫現象[3]。此外，混凝土在外力作用下產生裂縫現象主要包括直接作用和間接作用兩方面：直接作用指混凝土受到外力荷載作用時，其抗壓、抗拉強度已不能滿足承載需求而發生的斷裂，裂縫主要沿主受力方向延伸，最終形成危害混凝土結構承載能力的貫穿等有害裂縫；間接作用是指未受到外荷載的直接作用，但由于溫度、基礎沉降等因素降低了混凝土的承載能力，使混凝土長期處于負荷工作，從而使混凝土出現裂縫現象。

2 工程案例

2.1 工程概況

某項目建筑總面積23258.25m2，地上22 層，地下2層，主體為現澆剪力墻結構，基礎采用筏板基礎，地上部分剪力墻厚度為200mm，樓板設計厚度包含80mm、100mm、120mm、150mm、180mm 等，標準層層高為2.8m，其部分位置結構混凝土相關參數見表1。本工程位于城市繁華區域，業主對其質量要求較高，禁止其出現滲漏等現狀，該地區晝夜溫差較大，冬季較為寒冷，且建筑細骨料以河砂為主，其含泥量較大，對漿體與骨料的粘結性能造成較大影響。本工程對首層樓板進行混凝土澆筑后第二天，相關人員發現樓板出現較多不規則裂縫，但未引起施工人員的重視，直至施工至第4層時，不規則裂縫仍不斷出現，經過對現場實際情況進行勘查檢測，發現部分裂縫已出現貫通，以及沿鋼筋、PVC 管方向出現龜裂，裂縫長度均在20mm 以上，寬度在0.1mm～0.3mm之間。

表1 部分位置結構混凝土參數

2.2 樓板裂縫成因

2.2.1 結構設計方面

本工程中樓板內部均埋設有PVC 管線，甚至出現多根交錯疊放現象，越是鄰近房間的樓板厚度越小，致使樓板的有效截面高度大幅減小，PVC 管線表面光滑與混凝土粘結性能差，導致PVC 管線在樓板內位置上下不一致，從而使其沿管線敷設方向產生集中應力，引起裂縫現象的出現。本工程樓板裂縫缺陷多數出現在樓板厚度100mm、跨度3m～3.6m的尺寸上，跨度較大的樓板很少出現裂縫現象，且裂縫寬度相較較小。因此，通過增加樓板厚度，提高混凝土的抗彎性能，能最大限度減少樓板的撓曲變形，增強樓板的抗裂性能。

2.2.2 建筑材料方面

本工程均采用預拌泵送混凝土，其坍落度大、水泥用量多及砂率大，導致裂縫出現的概率相應增加，混凝土的強度主要依靠水泥原料，水泥的自身化學收縮、安定性、用量等性能會對裂縫均產生一定的影響。比如，隨著水泥用量增多，混凝土自身收縮變化隨之明顯，裂縫出現概率隨之增大?；炷潦峭ㄟ^水泥漿體與骨料混合攪拌而成的，水灰比過大，多余的水分蒸發后必然導致水泥漿體收縮，從而導致了裂縫的產生?；炷恋母煽s與砂率的選擇也有較大關系，骨料的體系穩定性較差，也會致使混凝土出現收縮變形的現象。本工程1～4 層采用的商品混凝土坍落度在180mm～200mm，其商品混凝土的配合比見表2，振搗時極易出現石子下沉，漿體上浮現象，隨著水分的不斷蒸發，從而出現了大量收縮裂縫。

表2 混凝土配合比

2.2.3 施工技術方面

本項目在樓板混凝土施工過程中，影響其產生裂縫的因素種類較多，主要從以下幾個方面進行分析：①模板因素?；炷廖唇K凝時，模板的移動會導致混凝土開裂，且模板尺寸與設計標高出現誤差，導致樓板有效截面尺寸不一致，增大了裂縫的發生率；②混凝土養護。夏季施工時，樓板混凝土表面早期未進行覆膜或澆水養護，導致混凝土內部水分蒸發，從而使混凝土產生了急劇收縮；③保護層過小。PVC管線相互疊放、鋼筋放置位置不精準和剪力墻與頂板分開澆筑導致負彎矩鋼筋偏高，造成鋼筋保護層厚度減小，引發裂縫的出現；④堆載裂縫。為加快施工進度，短時間養護后即開始后續施工，材料吊運等施工荷載對樓板進行作用而引起不規則裂縫；⑤溫度裂縫。冬季施工時，混凝土內外溫差較大，造成溫度裂縫；⑥振搗不密實?；炷翝仓?，需進行適宜的振搗，振搗不密實、過度振搗使混凝土表面形成砂漿層，產生碳化收縮裂縫。

3 裂縫處理方法

混凝土具有抗壓強度高、抗拉強度低的特性，裂縫通常不會因單一因素而引起，多數是通過多種因素疊加共同導致的，對于樓板裂縫的處理，應先分析其產生原因，并待其發展為最終狀態時，再對其進行裂縫修復處理。裂縫修復方法包括表面處理法、壓力灌漿法、碳纖維加固法和其他處理措施[4]。表面處理法分為涂膜封閉法和噴涂聚合物水泥砂漿法兩種，該方法多用于寬度小于0.2mm 的裂縫，常見的細微裂縫多數為干縮裂縫，且深度和寬度基本不會擴張，多數采用成本低廉、施工簡單的涂膜封閉法，而對于蜂窩、麻面和滲漏現象的多數采用噴涂聚合物水泥砂漿法，從而增強其防水性和抗裂性；壓力灌漿法對于細微裂縫和較大裂縫都適用，對于寬度小于0.1mm 的裂縫采用甲凝灌漿方法，對于裂縫寬度超過0.1mm 的裂縫采用環氧樹脂灌漿方法；碳纖維加固法多數用于結構配筋較少、樓板厚度不滿足要求和出現結構受力裂縫的情況下，其主要改善結構的抗彎、抗剪承載力，提高結構的剛度，控制裂縫的進一步發展，但其造價較為昂貴；其他處理措施包括裂縫補強法和錨固法。

本工程裂縫寬度為0.1mm～0.3mm，裂縫處理過程中，主要采用了表面處理法和壓力灌漿法。表面修補法：利用噴涂聚合物水泥砂漿方法，對寬度0.2mm以下的裂縫，采用機械和手工的方式將修補材料涂抹在裂縫表面，具體施工流程：表面鑿毛—表面清理—自然干燥—表面涂抹快硬水泥砂漿；壓力灌漿法：對寬度大于0.2mm 的裂縫，利用環氧液注漿補強，表面用環氧樹膠密封，主要施工流程：裂縫檢測—基層處理—配置補強液—壓力灌漿—恢復原狀。因此，針對不同裂縫采取相應的處理措施，可為混凝土樓板質量提供保障。

4 混凝土樓板工程裂縫預防措施

4.1 設計方面

本工程中，裂縫可能出現的位置位于房屋四周陽角處，主要是由材料收縮變形和溫度變形共同作用產生拉應力引起，在混凝土樓板板角受到橫、縱方向現澆梁或剪力墻約束時，距房屋四周陽角1m處為負彎矩筋和放射筋的末端位置，配筋薄弱且強度較低，極易導致板角出現45°斜向裂縫，該裂縫不會威脅建筑結構安全，但會對結構美觀和舒適性造成一定影響，并極易引起樓板滲漏問等質量缺陷。為避免再出現此裂縫現象，可通過以下幾方面對其進行防控：①在混凝土樓板四周陽角配筋均采用雙層雙向設計方式，設置縱、橫兩方向的鋼筋網約束斜向裂縫的產生與發展，樓板轉角角部配筋設置為放射形分布筋；②合理設置伸縮縫，有效縮小樓板的變形單元，避免伸縮縫過大而導致樓板跨中積聚的應力過大；③溫度應力設置。本工程樓板選用Φ8mm 鋼筋，鋼筋間距為180mm，配筋率為0.3%，最大限度地通過改變鋼筋配筋方式，約束混凝土的變形；④增大樓板厚度?？紤]到建筑物中水、電管線普遍采用暗埋方式，本工程樓板厚度設置為120mm，有效增加了樓板的有效截面面積，提高了建筑樓板的強度。此外，本工程樓板采用雙層雙向配筋、加厚樓板等措施，雖會一定程度上提高建筑成本，但較于后期建筑運維階段，提前采用裂縫防控措施具有非常重要的意義。

4.2 材料方面

為避免再次由于材料原因引起裂縫現象，本工程做了下面幾點預防措施：①嚴格控制砂子、石子的含泥量，砂子的含泥量控制在3%以下，石子的含泥量控制在2%以下；②粗、細骨料選取顆粒級配良好、表面粗糙的砂子、石子，選取砂率為38%和5mm～20mm的連續級配石子；③嚴格控制混凝土坍落度，4層至10層混凝土的坍落度控制在14mm～16mm，10層以上坍落度控制在16mm～18mm，且派遣專業人員對坍落度進行檢驗，同時，混凝土入模溫度不低于5℃。此外，通過控制水泥用量、高效外加劑等方法提高原材料方面的性能，從而避免材料原因對混凝土裂縫造成影響。

4.3 施工方面

本工程在混凝土主體結構施工過程中，針對裂縫現狀做出以下幾方面的裂縫防控措施：①科學規劃施工進度。首先，混凝土主體結構施工進度不能過快，各樓層施工進度不得低于7d，保證混凝土澆筑后的養護效果，在樓面混凝土澆筑完成后，僅可由相關工作人員進行放線、測量、定位等準備工作，最后，已澆筑的混凝土強度未達到1.2MPa時，禁止施工人員踩踏、安裝模板等；②局部加強預埋管線施工效果。預埋管線的直徑不應大于樓板厚度的1/3，對于管線的集中部位，在其上下位置布置寬度為200mm 的鋼絲網片，并在預埋管線上纏繞鐵絲、涂抹素水泥漿后埋入樓板內；③減小溫度應力作用?；炷翗前逋ㄟ^設置后澆帶，減少大面積混凝土收縮變形和溫度應力對裂縫的影響，且后澆帶施工時，將已硬化的混凝土表面鑿除松動的骨料，之后進行鑿毛、清水清洗和潤濕處理，水平施工縫澆筑前鋪設10mm 厚的水泥砂漿，振搗時沿施工縫方向推進；④保證養護效果。冬季施工時，混凝土養護難度較大，在混凝土澆筑完成后，表面覆蓋薄膜，并定期進行潤濕處理，避免在溫度和自然風影響下混凝土內部水分快速蒸發，保證其內部水泥的水化進程。因此，嚴格控制混凝土樓板工程的各個施工環節，提高各施工環節的施工效果，為工程質量提供保障，從而避免裂縫缺陷的發生。

5 結語

綜上所述，通過對混凝土樓板工程裂縫現象進行探討，得出工程中各種裂縫的形成原因，對不同因素引起的裂縫采取相應的處理方法，有效減輕裂縫所造成的危害，提高了施工質量，并以此缺陷對后續施工提供相應的裂縫防控措施，進一步為建筑工程施工質量提供保障。