現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)板裂縫預(yù)防及處理措施

王曉偉 薛濤 寇琦 高源

陜西建工第一建設(shè)集團(tuán)有限公司

序 言

由于混凝土材料特性以及設(shè)計(jì)施工的原因，現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)板開(kāi)裂現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，直接影響到房屋建筑的正常使用以及結(jié)構(gòu)安全性，是房屋建筑工程施工中存在的一種較嚴(yán)重的質(zhì)量通病。

一、現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)板裂縫原因

1、一般房屋結(jié)構(gòu)

（1）混凝土的材料特性

1）混凝土收縮變形

混凝土作為由砂石集料、水泥以及水拌和而成的脆性材料，在施工結(jié)束后隨著水分的大量蒸發(fā)，混凝土體積隨之收縮產(chǎn)生變形。但是由于現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)板受到梁、柱、墻等周邊支座的約束力，并不能自由收縮變形。當(dāng)約束應(yīng)力超過(guò)混凝土的極限承受能力時(shí)，就會(huì)造成現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)板的開(kāi)裂。這樣的裂縫通常出現(xiàn)在板角等應(yīng)力相對(duì)較為集中區(qū)域。

2）混凝土溫度裂縫

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)板澆筑初凝過(guò)程中，由于水化熱的作用會(huì)導(dǎo)致鋼筋混凝土內(nèi)部溫度較高，根據(jù)相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)溫度差最高可達(dá)50℃以上。在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，混凝土內(nèi)外溫差一般處于較大水平。混凝土結(jié)構(gòu)板表面由于具有較好的熱量散失條件溫度基本相對(duì)較低，現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)板的內(nèi)外溫差導(dǎo)致溫度應(yīng)力的產(chǎn)生，當(dāng)溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，便會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

（2）鋼筋混凝土施工工藝控制不完善

1）模板支撐體系施工措施不當(dāng)

在現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)板施工過(guò)程中，模板施工不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)范要求也是導(dǎo)致現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)板開(kāi)裂的主要原因。支模過(guò)程中模板的間距過(guò)大，上下層之間的支撐不垂直，垂直支撐面與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)板接觸位置松動(dòng)等等都會(huì)造成模板支撐體系變形，使混凝土結(jié)構(gòu)板內(nèi)產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力變形，造成裂縫的發(fā)生。此外，拆除模板過(guò)早，由于現(xiàn)澆鋼筋混凝土尚未達(dá)到設(shè)計(jì)承載能力，在荷載的作用下結(jié)構(gòu)板結(jié)構(gòu)受荷超過(guò)承載能力也會(huì)造成結(jié)構(gòu)板的開(kāi)裂。

2）管線(xiàn)埋設(shè)處理不當(dāng)

現(xiàn)澆混凝土埋設(shè)的電暖等各類(lèi)管線(xiàn)主要為PVC管，這在一定程度上導(dǎo)致了混凝土結(jié)構(gòu)板內(nèi)的有效截面減小，而且PVC管與混凝土兩種材料的線(xiàn)性膨脹系數(shù)差別較大，粘結(jié)力不強(qiáng)，造成現(xiàn)澆鋼筋混凝土的密實(shí)度不足，極易導(dǎo)致由于應(yīng)力集中而造成的結(jié)構(gòu)板開(kāi)裂。

3）混凝土泵送澆搗施工存在質(zhì)量問(wèn)題

在房屋建筑工程施工過(guò)程中，現(xiàn)澆鋼筋混凝土一般采取泵送的方式，這就要求混凝土的坍落度不低于100mm，水泥用量以及水灰比均較大。同時(shí)為了緩解運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)初凝，部分混凝土中還摻加了緩凝劑，極易導(dǎo)致在泵送以及澆搗過(guò)程中出現(xiàn)浮漿，造成澆筑混凝土的均勻性較差，表面收縮量增加，因而出現(xiàn)裂縫。

（3）鋼筋混凝土養(yǎng)護(hù)措施不規(guī)范

規(guī)范合理的保濕養(yǎng)護(hù)措施可以有效降低混凝土的收縮量，但是部分項(xiàng)目對(duì)于混凝土澆筑結(jié)束后的保濕養(yǎng)護(hù)重視不足，難以按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，造成現(xiàn)澆鋼筋混凝土裂縫的出現(xiàn)。

2、超高層結(jié)構(gòu)

除上述一般房屋結(jié)構(gòu)涉及原因外，還有以下方面的原因：

（1）順?shù)摿轰佋O(shè)位置直線(xiàn)裂縫：樓承板剛度不足，在鋼梁支承部位產(chǎn)生撓度。加強(qiáng)筋配置間距過(guò)大，或未設(shè)計(jì)加強(qiáng)鋼筋。

（2）圓管柱及方鋼柱四周放射裂縫：樓承板剛度不足，在鋼柱環(huán)形支托梁支承部位產(chǎn)生撓度，鋼柱周?chē)�加筋未加設(shè)到位。

（3）后澆樓承板與核心筒交接位置放射裂縫：由于塔樓豎向結(jié)構(gòu)先施工，混凝土前后分兩次澆筑，產(chǎn)生冷縫，且塔樓沉降量與外框板鋼結(jié)構(gòu)沉降量不同。

（4）晝夜溫差大，外框筒混凝土樓板與鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件伸縮率不同，導(dǎo)致樓板出現(xiàn)伸縮裂縫。

二、現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)板裂縫預(yù)防措施

1、一般房屋結(jié)構(gòu)

（1）嚴(yán)格控制原材料混凝土質(zhì)量

由于鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)板大多使用商品混凝土，因此為避免由于混凝土材料原因出現(xiàn)裂縫，必須嚴(yán)格控制水泥、砂石等原材料的質(zhì)量，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)以及規(guī)范要求進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)及計(jì)量。對(duì)于進(jìn)場(chǎng)使用的混凝土，入泵處進(jìn)行坍落度試驗(yàn)及留置混凝土試塊等必要的試驗(yàn)驗(yàn)收，以確保用于澆筑施工的混凝土質(zhì)量。

（2）完善鋼筋混凝土現(xiàn)澆過(guò)程施工工藝

對(duì)于模板支撐體系施工作業(yè)，首先應(yīng)該根據(jù)工況及相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算，綜合考慮施工過(guò)程中吊裝等各種荷載對(duì)模板穩(wěn)定性的影響。對(duì)于鋼筋的綁扎，應(yīng)該確保保護(hù)層的厚度與設(shè)計(jì)要求一致，避免保護(hù)層過(guò)厚導(dǎo)致現(xiàn)澆板有效厚度降低而出現(xiàn)裂縫。電暖等管線(xiàn)的鋪設(shè)應(yīng)盡可能的與鋼筋交叉布置或者與現(xiàn)澆板短跨方向平行鋪設(shè)。避免多層管線(xiàn)相互疊放造成應(yīng)力集中，如不得已需要在各種管線(xiàn)集中位置增加鋼筋加強(qiáng)網(wǎng)或采取預(yù)埋線(xiàn)盒等保護(hù)措施。對(duì)于混凝土的澆筑搗實(shí)作業(yè)，應(yīng)根據(jù)不同混凝土的初凝時(shí)間，確保初凝前完成搗實(shí)以及找平。在現(xiàn)澆混凝土終凝時(shí)間之前應(yīng)完成板面的抹壓工作，以便于及時(shí)進(jìn)行混凝土保濕養(yǎng)護(hù)。

（3）規(guī)范混凝土養(yǎng)護(hù)作業(yè)

規(guī)范合理的混凝土養(yǎng)護(hù)措施，是提高鋼筋混凝土現(xiàn)澆板整體強(qiáng)度，預(yù)防裂縫發(fā)生的有效措施。養(yǎng)護(hù)作業(yè)的關(guān)鍵要點(diǎn)在于確保混凝土處于潮濕狀態(tài)下，避免混凝土表面水分的蒸發(fā)。通常情況下混凝土養(yǎng)護(hù)采用覆蓋塑料薄膜或者使用薄膜養(yǎng)生液，保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得低于一周（具體參照《GB50666-2011混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》），對(duì)于使用外摻劑的混凝土應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)生時(shí)間。

2、超高層結(jié)構(gòu)

除上述一般房屋結(jié)構(gòu)預(yù)防措施外，還有以下措施：

（1）對(duì)于1、2條樓承板剛度不足問(wèn)題，應(yīng)在跨中位置增加鋼管頂撐，防止模板因剛度不足產(chǎn)生的彎曲變形。減少梁支承部位順梁方向和柱四周放射產(chǎn)生的裂縫。

（2）對(duì)于1、2條加強(qiáng)筋配置間距過(guò)大，或未設(shè)計(jì)加強(qiáng)鋼筋的情況，應(yīng)與設(shè)計(jì)院或鋼結(jié)構(gòu)深化組聯(lián)系，將外框筒樓板梁位置負(fù)彎矩加筋由粗筋稀筋替換為細(xì)筋密筋，減少裂縫產(chǎn)生。

（3）針對(duì)塔樓與外框筒樓板沉降量不同問(wèn)題，處理措施是嚴(yán)格控制核心筒與外框筒層差在6-9層內(nèi)，保證外框內(nèi)框沉降同步。

（4）鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)伸縮率不同，處理措施是在鋼管柱及鋼梁周?chē)�增加環(huán)形溫度筋，以便傳導(dǎo)溫度減少裂縫產(chǎn)生。

三、現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)板裂縫的處理

1、混凝土裂縫表面封閉法

對(duì)于混凝土裂縫小于 0.15mm 難以使用填充材料的微縫，可以通過(guò)表面封閉的方式進(jìn)行處理，以提高鋼筋混凝土現(xiàn)澆板的防水性，避免水分浸入對(duì)鋼筋的銹蝕。表面封閉法的施工工藝為首先清洗處理干凈現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)板表面，待充分干燥后使用黏度相對(duì)較低的液態(tài)樹(shù)脂或者是表面涂料膠均勻的填充涂刷裂縫表面，形成對(duì)裂縫的封閉處理。

2、壓力灌漿法

壓力灌漿主要包括水泥灌漿以及化學(xué)灌漿兩種方式，一般情況下用于處理寬度介于0.15-0.5mm 之間的裂縫，其處理方式為通過(guò)一定的壓力條件將水泥或者環(huán)氧、甲凝類(lèi)材料灌入裂縫內(nèi)部實(shí)現(xiàn)混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)板裂縫的修復(fù)。壓力灌漿法施工步驟主要包括：清潔裂縫、確定灌漿口、裂縫封閉、安設(shè)底座及灌漿設(shè)備、壓力灌漿及封口，最后作業(yè)結(jié)束后清理灌縫表面的封縫膠。

3、開(kāi)槽填補(bǔ)法

對(duì)于寬度超過(guò) 0.5mm 而且較長(zhǎng)的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)板裂縫，一般采用開(kāi)槽填補(bǔ)的方式處理。首先利用切割機(jī)沿裂縫發(fā)展方向?qū)⒘芽p擴(kuò)大，使其形成V型槽的形式，之后將處理后的裂縫清洗干凈，將槽底通過(guò)水泥漿處理后分層填充環(huán)氧砂漿、水泥砂漿或者其他密封材料，密封裂縫后將現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)板表面抹平壓實(shí)。

4、開(kāi)槽填補(bǔ)+加固法

對(duì)通長(zhǎng)、貫通的危險(xiǎn)結(jié)構(gòu)裂縫，除了采用開(kāi)槽填補(bǔ)法外，還應(yīng)對(duì)樓板進(jìn)行靜載試驗(yàn)，檢驗(yàn)其結(jié)構(gòu)安全性，必要時(shí)在板底順縫用粘扁鋼或碳纖維布等措施對(duì)樓板進(jìn)行加固；對(duì)通長(zhǎng)、貫通與非通長(zhǎng)、貫通裂縫共同組成面積較大時(shí)，應(yīng)在板底用碳纖維布粘貼成井字形，間距同布寬。

結(jié) 語(yǔ)

總之，針對(duì)裂縫形成的不同原因，有目的性的采取預(yù)防處理辦法，加強(qiáng)施工過(guò)程中的質(zhì)量控制管理，完善施工監(jiān)管及質(zhì)量驗(yàn)收手段，可以有效的緩解現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)板裂縫的發(fā)生。   

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)   文徑網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目投資中心：劉紅娟 尹維維 編輯   劉真 文徑 審核)