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浅析砼楼板开裂原因及预防措施
发表时间：2020/4/13
来源：《基层建设》2019年第31期
作者：秦芳 李进
[导读]
摘要：随着近几年来我国经济的迅猛发展，人们的生活水平得到了进一步的提升，人们越来越注重所居住楼房的质量问题。
昭通市昭阳区工程质量监督站
摘要：随着近几年来我国经济的迅猛发展，人们的生活水平得到了进一步的提升，人们越来越注重所居住楼房的质量问题。尽管近几年来我国在建筑施工方面取得了巨大的成就，建筑施工技术得到了快速的提升，但是与国外部分发达国家相比，我国的建筑施工水平仍然比较落后，尤其是在施工过程中总会出现混凝土楼板开裂的现象。文章结合工程实例，主要对凝土楼板开裂的原因以及对应的预防措施分析。
关键词：混凝土；楼板开裂；原因；预防措施
一、案例描述
2014年由我站监督的龙卢故里永丰水乡二期一标段，建筑面积64588.2㎡，共计21栋6层的多层建筑。本工程采用商品砼，汽车泵送垂直运输，砼强度等级为C30～C40之间；在施工过程中，标高11.6m层至17.4m大屋面均出现不同程度的裂缝，其该部位砼楼板裂缝形态特征表现为：
1）裂缝在现浇板角部，并与现浇板边缘约成45°，斜向发展；
2）在现浇板的跨中，近似直线型发展；
3）在现浇板的边缘，近似直线发展；
4）不规则裂缝；
采用回弹法进行实体检测结果反应：现浇板的砼强度推定值均达到楼板设计强度要求，钢筋的配置基本上满足设计要求。因此该裂缝不是结构应力裂缝，而是温度的收缩应力裂缝，此裂缝对结构承载力是没有影响，但是对结构的耐久性和使用功能是有影响的。
二、现浇砼楼板开裂原因分析
混凝土收缩裂缝产生的机理是：混凝土在结硬过程中，体积会发生变化，水泥石会产生水化热，由于构件内部和表面升温和降温速度不同，混凝土的收缩变形就不同，混凝土的收缩变形受到外界的约束时，就会产生较大的收缩应力，当收缩应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝。
引起现浇混凝土楼板收缩开裂的原因大概有以下几点：
2.1 材料方面
1）砼配合比、水灰比
由于砼配合比不当，造成砼分层离析，特别是梁板结构的板，由于混凝土的离析，上部出现富水泥浆层，收缩大，引起楼板面的不规则裂缝。尤其是在厨房、卫生间吊模位置表现更为明显。
本工程采用的是商品砼，为了保证商品砼的流动性能，坍落度较大，因此水灰比也较大。而混凝土中参与水化反应的水量仅为游离水的20－25％，而大部分水是为了保证砼和易性的要求，这些游离水在蒸发后会在砼中产生大量毛细孔增加了砼的收缩。
2）水泥品种等级，水泥用量
随着高强砼的应用，水泥的等级要求就高，水泥用量也就越大，水化热就越高，砼的收缩变形也越大。
3）粉状掺合料大、品质不良引起的裂缝
粉剂掺合料的使用，如掺加粉煤灰、矿粉等，也会增加砼的收缩。粉状材料的用量越大，收缩也越大。
4）粗骨料用量减少和粒径减小
为了保证混凝土的可泵性，商品砼一般选用较小粒径的粗骨料，或减少粗骨料的用量。粗骨料的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。
5）外加剂应用不当引起的裂缝
目前砼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砼种种质量问题，并且外加剂的使用也会增大砼的收缩。
①、外加剂与水泥的适应性不好
外加剂与水泥的适应性不好，将导致水泥假凝、泌水等，增加砼收缩，从而导致砼构件出现裂缝。
②、缓凝剂的使用
高效减水剂的使用需要克服的关键问题是坍落度损失问题，为解决坍落度的损失，高效减水剂往往复配缓凝剂，由于用于复配缓凝剂的品种繁多，部分缓凝剂会增加砼的收缩值，导致砼构件出现裂缝。
2.2 设计方面
1）建筑平面
收缩裂缝往往出现在收缩应力集中的薄弱截面上，如建筑平面不规则，而结构设计时又没有采取加强措施，在凹凸角处容易产生温度应力和收缩应力集中，从而造成板开裂。
2）楼板配筋
板配筋间距偏大，特别是板面抵抗负弯矩的钢筋未通长设置，致使在靠近板边缘处沿负弯矩筋端部出现裂缝。而在房屋角部的板角处，双向板由于收缩是双向的，由于没有配置足够的构造钢筋，因此产生450斜裂缝。
3）楼板厚度
钢筋砼构件的受力是由钢筋与砼共同承担的，本工程除客厅板厚为110mmm外，其余板厚均为100mm，大跨度现浇砼楼板过薄，板的刚度势必降低，受拉钢筋和受压混凝土应力增大，板因此开裂。
4）楼板中暗埋PVC管
由于楼板较薄，因此在埋有PVC管线处楼板截面削弱很大，而楼板跨中部位一般只有一层下部钢筋，在PVC管交叉重叠处，设计没有采用钢筋网片加强，因此容易出现顺着PVC管线走向的裂缝，如我们发现板中部的通长裂缝经常从灯头处穿过。
2.3 施工原因
1）钢筋保护层偏大
施工浇注砼时用跳板铺设了浇灌通道，但同样难以避免施工操作人员在钢筋上踩踏，致使上层钢筋的保护层厚度偏大，引起板面开裂。特别是在部分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。这主要表现在降板部分，尤其是外阳台吊模位置更为突出。
2）施工管理方面
施工过程中由于天气温差，加上砼到达现场后等待时间较长，原出厂时符合要求的砼坍落度变小不好施工，我们发现有施工操作人员为擅自添加生水来改变砼坍落度。
3）砼养护措施
砼浇筑后没有及时进行覆盖洒水养护，有的时候为了便于施工放线工作，推迟了最佳养护时间，外加后期养护继续不到位。
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三、预防现浇混凝土楼板开裂的措施
砼收缩开裂是与材料性能有关的固有特性。要想完全阻止裂缝的开展是不可能的，只能从设计、施工以及材料等方面加以改进，采取“防和放”的手段防止和释放收缩变形产生的应力集中，以减小和细化裂缝。
3.1 设计方面
设计人员应在设计构造上采取适当的措施，提高构件抵抗收缩应力的能力。
1）适当加大板的厚度；
2）在同样配筋率的情况下尽量减小钢筋的直径和间距；
3）采用双层双向配筋或在板面无负筋处配置双向钢筋网；
4）在板角部位配置或增设角隅加强钢筋；
5）预埋管线重叠位置增加钢筋网片；
3.2 施工方面
施工人员应充分认识到材料变化对砼收缩的影响，采取有效措施减少收缩。
1）严格把好质量关，切忌偷工减料；
2）注意钢筋绑扎质量，并采取措施保证钢筋的保护层厚度，浇注砼时严禁施工人员在钢筋网上踩踏；
3）加强对商品砼搅拌站原材料和出厂的检查和监督，应严格控制砼配合比，适当控制水灰比及掺合料的使用；尽量采用含泥量较少的中砂，以减少砼收缩裂缝发生的可能性；
4）切实加强养护措施和管理。
四、分析水泥砼裂缝成因与处理
4.1 砼裂缝的分类
砼产生裂缝是目前工程建设中普遍存在的质量通病，在当前施工中如何克服砼裂缝是一件非常重要的事，本文将对水泥砼裂缝的成因进行分析，并提出预防措施和处理方法。砼裂缝是混凝土的一种常见病和多发病。病情绝大多数发生于施工阶段，其原因复杂多变，为了分析其成因，试作如下大致分类：
从裂缝外观可分成微观裂缝和宏观裂缝两大类。
微观裂缝是指肉眼看不到的、水泥砼内部固有的一种裂缝，它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下，但是要比肉眼可见的即宏观裂缝多得多。这种砼本身固有的微观裂缝，在荷载不超过设计规定的条件下，一般视为无害。用实体显微镜观察、X射线或超声波探测仪等物理检验手段都可鉴定出这种裂缝。另外一种最直接的方法就是用渗水观察，一定压力的水可以从砼内部的裂缝中渗透出来。
宏观裂缝宽度在0.05mm以上，并且认为宽度小于0.2~0.3mm的裂缝是无害的，但这里必须有个前提，即裂缝不再扩展，为最终宽度。
4.2 裂缝的成因
砼裂缝成因很多，但可以主要归纳为以下几点：
⑴砼的收缩。收缩是砼的一个主要特性，对砼的性能有很大影响。由于收缩而产生的微观裂缝一旦发展，则有可能引起结构物的开裂、变形甚至破坏。
⑵温度应力。砼内的水泥在水化反应中散出大量热量，使砼升温，并与外部气温形成一定的温差，从而产生温度应力。其大小与温差有关，并直接影响到砼的开裂及裂缝宽度。
⑶配筋不足。从本工程中观察到，配筋间距大，配筋率小的砼结构开裂多，无筋砼比有筋砼开裂多。
⑷砼材料及配合比。配合比设计不当直接影响水泥砼的抗拉强度，是造成水泥砼开裂不可忽视的原因。
⑸养护条件。养护是使砼正常硬化的重要手段。养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。在标准养护条件下，砼硬化正常，不会开裂，必须注意到，现场砼养护越接近标准条件，砼开裂可能性就越小。
⑹施工质量。砼浇筑施工中，振捣不均匀，或是漏振、过振等情况，会造成砼离析、密实度差、降低结构的整体强度。砼内部气泡不能完全排除时，在钢筋表面的气泡则降低了水泥砼与钢筋的粘结力。钢筋若受到过多振动，则水泥浆在钢筋周围密集，也将大大降低粘结力。
这些因素都会造成砼较大的收缩，致使砼微观裂缝迅速扩展，形成宏观裂缝。
4.3砼裂缝预防措施
根据砼裂缝成因，采取适当措施进行预防要比事后补救有效的多。也就是说采取以防为主的方法，归纳起来，可以从以下几个方面着手：
⑴设计方面。在设计上要注意到那些容易开裂的部位，在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变而且浇筑方便的条件下，钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。
⑵施工方案方面。良好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定一定浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割，最好是设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位。除控制一次浇筑厚度外，分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意，一般来说，因尽量留在变截面处，或远离受拉钢筋部位而设在砼的受压区，确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。如果必须在夏季施工，则应采取材料降温措施来控制砼入模温度。
⑶施工质量方面。由于施工质量原因而产生的裂缝发生率在95%以上。如果在施工阶段控制住了裂缝，则在使用阶段开裂的可能性就很小了。因此，施工阶段是裂缝预防的主要阶段，在施工阶段要注意以下几个问题：首先砼要有合适的配合比，选择合适的配合比，不仅要满足强度要求、施工要求，还要从防止产生裂缝的需要出发。适当地选择好水灰比，在满足强度要求的原则下，尽可能减少水泥用量。其次钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固，以免施工中变形。钢筋上的污物和氧化铁皮要清除，以免影响粘结力。第三是浇筑、振捣操作合理，过分地振捣对砼均匀性有害，振捣不足也不能保证砼应有的密实度，要恰到好处。
⑷养护方面。养护的目的是使砼正常硬化，强度增长，不受或少受外界影响。技术关键是设法使砼温度慢慢下降到接近外界气温，缩小降温过程中的温差，以便减小温度应力，阻力裂缝的产生。
结束语
综上所述，现浇钢筋混凝土楼板裂缝是工程常见的质量通病，只有在设计和施工过程中针对各影响因素考虑全面、细致，严格遵守设计规范，才能大大减少现浇钢筋砼楼板产生裂缝的可能。现浇混凝土楼板裂缝的产生原因及预防措施是多方面的，只要从设计、材料和现场施工管理等方面，做到严格控制和规范施工，就一定能够把现浇板的宏观裂缝宽度控制在规范以内。经过对龙卢故里永丰水乡工程现浇板裂缝的分析和总结，促使我站对后续几个项目施工过程中的监督管理中要求工程相关方采取新措施，重视和加强管理，在很大程度上避免了砼楼板裂缝的产生，从而预防和减少了质量通病的发生。
参考文献：
[1]对民用建筑现浇混凝土楼板开裂原因及预防措施的浅析[J].李勇. 新疆有色金属.2013（05）
[2]浅析民用建筑现浇混凝土楼板开裂原因及预防措施[J].李海荣. 青海科技.2010（03）
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