现浇板裂缝的原因和控制要点

现浇钢筋砼楼层屋面板的裂缝，是目前较难克服的质量通病，特别是住宅工程楼板的裂缝发生后，往往会引起投诉、纠纷、索赔等要求，现结合自己在一些工程施工管理实践中的经验和教训，介绍以施工为主，兼顾设计和材料原因分析现浇板裂缝的原因及控制措施：1、原因分析：砖混结构住宅工程钢筋砼的现浇板的裂缝，绝大部分是出现在建筑物的四角处45度角方向的斜裂缝和预埋管线方面的裂缝。这类裂缝一般在浇筑后六个月或工程交付后半年到一年之内出现，而且绝大部分贯穿整个板厚，宽度一般在0.3mm以内，一般情况下称之为温度收缩裂缝形成质量通病。（1）设计方面原因：①住宅工程的长度较长，长高比控制不当，特别在地基较软的地区更应严格控制。②现浇板在墙体阳角45度的斜裂缝，是由于现浇板沾两个方向上收缩，在角部受到约束，引起斜面裂缝。③板内配筋是按承载力计算，当采用直径大，间距大的配筋方法，且在现浇板上层表面未布置收缩钢筋，虽能满足承力的要求，但因温度收缩变形，在板内引起约束力，使现浇板产生裂缝。（2）施工和材料方面的原因：①砼中的石子和黄砂级配控制不好，使砼表面水泥浆增多，加剧了砼的收缩。②砼现浇板内上层钢筋的撑脚少，上层钢筋向下位移，导致现浇板的上层钢筋保护层过厚，板的有效高度减少，也极易产生表面裂缝。③埋线管造成裂缝。PVC埋管与砼的粘结差也易因砼的收缩在线管位置产生裂缝。④现浇板的面积大，在砼硬化过程中如果养护不到位，产生不规则干缩裂缝。2、应采取的措施（1）从设计方面应采取的措施从设计角度看，现行设计规范侧重于按强度考虑，未充分按温差和砼收缩特性等多种因素作综合考虑，配筋量因此达不到抗裂要求，建议设计单位对建筑物四周的阳角处的楼面板配筋进行加强，负筋不采用分离式切断，改为沿房间（每个阳角仅限一个房间）全长配置，并且适当加密加粗，对于外墙转角处的放射形钢筋，实践证明，作用较小，其原因是放射形钢筋的长度一般不大所致。而采用双层双向钢筋加密的措施，就能解决纵横二个方向的钢筋网的合力，抵抗和防止45度斜角裂缝发生和转移。（2）施工和材料方面应采取的措施①加强材料进场验收制度，进场材料均须抽检合格后方可使用。②石子应采用连续级配，黄砂应采用中粗砂，进一步减少水泥用量。③确保足够的支撑，并具有足够的强度和刚度。④在砼浇捣时禁止施工操作人员在钢筋上任意走动，确保上层钢筋不移位。⑤砼振捣采用平板式振动器振捣，初凝前进行二次收光压实，清除多余浮浆。⑥电线埋管在施工时应考虑走向，避免交叉和集中，确保位置正确，在预埋管线处采用钢筋网局部加强。⑦当夏季施工时，砼浇筑完毕6小时进行养护，春秋季12小时进行养护，现浇板应用草包和塑料薄膜覆盖养护时间为14天左右。⑧应尽可能合理和科学安排好各工种交叉作业，减少踩踏上层钢筋网。⑨在楼梯、通道等频繁和必须的通行处应搭设（或铺设）临时简易通道供施工人员通行。⑩安排足够的数量的钢筋工（一般应不少于3-4人或以上）在混凝土浇筑前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（四角阳角处预埋成管以及大跨度房处）应及时进行整修。⑪砼在浇筑时裂缝易产生的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，尽量避免楼房面板上层钢筋受到重新踩踏变形。⑫由于工期等原因，材料吊卸时区域易产生裂缝，因此应在砼达到一定强度后，一般三天后，且在模板安装时，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，以减少楼面不均匀活荷载和振动荷载。3、裂缝产生后的弥补处理：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，然后进行装饰装修，根据本人的实践经验，住宅楼地面上部粉刷找平层较厚，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，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，所以板底更应妥善处理。板底裂缝宜采用复合增强纤维等材料对裂缝作粘贴加强处理，当遇到裂缝较宽受力较大等特殊情况时，应采用碳纤维粘贴加强。复合增强纤维的粘贴宽度以350-400mm为宜，既能起到良好的抗拉补强作用，又不影响粉刷装饰效果。缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥砂浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。一、砼裂缝的种类及成因1.干缩裂缝干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥砂浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05～0.2mm之间，大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多沿其短向分布。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。2.塑性收缩裂缝塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。3.沉陷裂缝沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等所致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30°～45°角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。4.温度裂缝温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。5.化学反应引起的裂缝混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救，因此应在施工中采取有效措施进行预防。主要的预防措施：一是选用碱活性小的砂石骨料。二是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂。三是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。二、砼裂缝的预防措施（一）控制砼温升1.选用水化热低的水泥。水化热是水泥熟料水化所放出的热量。为使砼减少升温，可以在满足设计强度要求的前提下，减少水泥用量，尽量选用中低热水泥。一般工程可选用矿渣水泥或粉煤灰水泥。2.利用砼的后期强度。据试验数据表明，每立方米的砼水泥用量，每增减10公斤，砼温度受水化热影响相应升降1℃。因此根据结构实际情况，对结构的刚度和强度进行复算并取得设计和质检部门的认可后，可用f45、f60或f90替代f28作为砼设计强度，这样每立方米砼的水泥用量会减少40～70千克/立方米。相应的水化热温升也减少4℃～7℃。利用砼后期强度主要是从配合比设计入手，并通过试验证明28天之后砼强度能继续增长。到预计的时间能达到或超过设计强度。3.掺入减水剂和微膨胀剂。掺加一定数量的减水剂或缓凝剂，可以减少水泥用量，改善和易性，推迟水化热的峰值期。而掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，也可以减少砼的温度应力。4.掺入粉煤灰外掺剂。在砼中加入少量的磨细粉煤灰取代部分水泥，不仅可降低水化热，还改善砼的塑性。5.骨料的选用。连续级配粗骨料配制的砼具有较好的和易性，较少的用水量和水泥用量以及较高的抗压强度。另外砂、石含泥量要严格控制。砂的含泥量小于2%，石的含泥量小于1%。6.降低砼的出机温度和浇筑温度。首先要降低砼拌合温度。降低砼出机温度的最有效的办法是降低石子的温度，在气温较高时，要避免太阳直接照射骨料，必要时向骨料喷射水雾或使用前用冷水冲洗骨料。另外砼在装卸、运输、浇筑等工序都对温度有影响。为此，在炎热的夏季应尽量减少从搅拌站到入模的时间。（二）采用保温或保湿养护，延缓砼降温速度为减少砼浇筑后所产生的内外温差，夏季应采用保湿养护，冬季应保温养护。大体积砼结构终凝后，其表面蓄存一定深度的水，具有一定的隔热保温效果，缩小了砼内外温差，从而控制裂缝的开展。而基础工程大体积砼结构拆模后，宜尽快回填土，避免气温骤变，亦可延缓降温速率，避免产生裂缝。（三）改善施工工艺，提高砼抗裂能力1.采用分层分段法浇筑砼，有利于砼消化热的散失，减小内外温差。2.改善配筋，避免应力集中，增强抵抗温度应力的能力。孔洞周围、变断面转角部位、转角处都会产生应力集中。为此，在孔洞四周增配斜向钢筋、钢筋网片，在变截面作局部处理使截面逐渐过渡，同时增配抗裂钢筋都能防止裂缝的产生。值得注意的是，配筋要尽可能应用小直径和小间距，按全截面对称配置。3.设置后浇带。对于平面尺寸过大的大体积砼应设置后浇带，以减少外约束力和温度应力；同时也有利于散热，降低砼的内部温度。4.做好温度监测工作，及时反映温差，随时指导养护，控制砼内外温差不超过25摄氏度。三、砼裂缝的处理方法(一)经过调查分析，确认在裂缝不降低承载力的情况下，采取表面修补法、充填法、注入法等处理方法：1.表面修补法。该法适用于缝较窄，用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所采用，常用的是沿砼裂缝表面铺设薄膜材料，一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布。2.充填法。当裂缝较宽时，可沿裂缝砼表面凿成V形或U形槽，使用树脂砂浆材料进行填充，也可使用水泥砂浆或沥青等材料。3.注入法。当裂缝宽度较小且较深时，可采用将修补材料注入砼内部的修补方法，首先裂缝处设置注入用管，其他部位用表面处理法封住，使用低粘度环氧树脂注入材料，用电动泵或手动泵注入修补。(二)如果裂缝影响到结构安全，可采取围套加固法、钢箍加固法、粘贴加固法等结构加固法。此方法属结构加固，须经设计验算同意后方可进行。1.围套加固法。在周围尺寸允许的情况下，在结构外部一侧或数侧外包钢筋砼围套，以增加钢筋和截面，提高其承载力；对构件裂缝严重，尚未破碎裂透或一侧破裂的，将裂缝部位钢筋保护层凿去，外包钢丝网一层；大型设备基础一般采取增设钢板箍带，增加环向抗拉强度的方法处理。2.钢箍加固法。在结构裂缝部位四周加U型螺栓或型钢套箍将构件箍紧，以防止裂缝扩大和提高结构的刚度及承载力。加固时，应使钢套箍与混凝土表面紧密接触，以保证共同工作。3.粘贴加固法。将钢板或型钢用改性环氧树脂和粘结剂，粘结到构件砼裂缝部位表面，使钢板或型钢与混凝土连成整体共同工作。粘结前，钢材表面进行喷砂除锈，混凝土刷净干燥，粘结层厚度为1～4毫米。结束语综上所述，砼裂缝应针对成因，贯彻预防为主的原则，完善设计及加强施工等方面的管理，使结构尽量不出现裂缝或尽量减少裂缝数量和宽度，以确保结构安全。