现浇楼板施工期间裂缝控制技术应用与研究

【摘要】该文现浇楼板施工期间裂缝的形式、产生机理方面进行了分析，提出了在事前、事中、从结构及构造优化设计、原材料优选、施工配合比优化设计、施工过程控制及施工过程监测等多方面采取措施，进行全过程综合控制的方法，进行了研究，解决了超长现浇楼板产生施工期间裂缝的问题。

【关键词】施工期间裂缝；全过程控制；聚丙烯纤维膨胀剂；混凝土配合比优化设计

1 预拌混凝土结构施工期间裂缝问题现状

现浇混凝土楼板结构在正常使用前，即在施工期间经常产生裂缝。施工期间间接裂缝已经成为较为普遍的现象。对于施工期间因变形引起的现浇混凝土楼板开裂在近几年才受到关注。有关研究多集中在某单一环节，对诸多因素综合考虑的研究还不多。

混凝土产生裂缝，可理解为混凝土的“局部断裂破坏”，是混凝土结构劣化病变的宏观体现，也会进一步引起其他病害的发生与发展。

混凝土构件施工期间产生裂缝会对建筑的使用功能、结构耐久性能、结构承载能力等产生影响。

2 现浇楼板施工期间裂缝形式及机理分析

2.1 裂缝形式主要有：1斜裂缝。常出现于墙角，特别是建筑物端部最后一间，呈45°状。2纵、横向裂缝。沿楼板纵、横向出现，一般于跨中、支座、PVC电线管暗埋处等部位，或直线或折线状。3不规则裂缝，出现部位、形状无规则，成散状或龟裂状。4贯穿或不贯穿裂缝，绝大多数裂缝出现在楼板表面，为不贯穿裂缝。极个别裂缝从板面一直裂到板底，呈贯穿状。

2.2 裂缝产生机理

2.2.1 可以较粗放地将预拌混凝土施工期间开裂简单描述如下：混凝土主动收缩、温度变形等作为“作用”使处于一定约束条件下的混凝土结构或构件产生效应(内力和变形)，当此作用效应超出混凝土结构或构件所能承受效应的能力(结构抗力)时，可以认为混凝土即开裂。

2.2.2 细部区分，现浇楼板施工期间裂缝主要可分为四大类，各类裂缝的研究尺度、机理、防治措施有不同。

（1）收缩裂缝：混凝土在凝结、硬化过程中，由于材料自身收缩而形成的裂缝。

（2）温度裂缝：由于温度变化，混凝土热胀冷缩而形成的裂缝。此类裂缝都集中于屋面板和建筑物上部楼层的楼板上。

（3）结构裂缝：虽然现浇楼板承载力均能满足设计要求，但由于预制多孔板改为现浇板后，墙体刚度相对增大，楼板刚度相对减弱。因此在一些薄弱部位和截面突变处，往往产生一些结构裂缝。例如墙角应力集中处的450斜裂缝，板端负弯矩较大处的板面拉裂缝等。

（4）构造裂缝：现浇板厚度一般为80~100mm，住宅设计中将PVC电线管均敷于楼板内，使凡有PVC管处的混凝土保护层减薄，易出现构造裂缝。

预拌混凝土超长现浇楼板在施工期间开裂，有些是由单一因素引起的，如使用与环境条件：环境温度、湿度变化等；结构及外力：对温度、收缩等变形作用引起的应力考虑不足，没有采取构造措施或采取不当等；原材料及配合比：混凝土配合比不合理，各种原因导致的混凝土过大收缩变形等；施工过程：养护方案不合理等。但更多的裂缝不是由单一因素引起，而是上述多种原因的综合作用形成。

3 现浇楼板施工期间裂缝控制关键技术

3.1 技术原理

分析了现浇楼板施工期间裂缝机理，在事前、事中、从结构及构造优化设计、原材料优选、施工配合比优化设计、施工过程控制及施工过程监测等多方面采取措施，进行全过程综合控制。

3.2 裂缝控制工艺流程

超长钢筋混凝土现浇楼板裂缝全过程控制工艺流程(见图3.2)。

图3.2 工艺流程图

3.3 操作要点

3.3.1 现浇楼板结构施工期间裂缝全过程控制体系的建立

（1）按早期开裂可能带来的负面影响(建筑功能、结构安全、耐久性、用户心理等方面)，综合评估建筑防裂的重要性，可将其重要性分为三个等级，该重要性程度可主要由建设单位(业主)根据实际需要提出。

①Ⅰ级：严格要求施工期间不出现早期裂缝的结构(构件)；

②Ⅱ级：一般要求施工期间不出现早期裂缝的结构(构件)；

③Ⅲ级：允许施工期间出现早期裂缝的结构(构件)，但裂缝宽度在限值内；

（2）区分建筑物防裂不同的重要性程度，分别进行不同内容的抗裂设计，见表3.3-1，其中要求对严格要求施工期间不出现早期裂缝的结构(构件)进行必要的抗裂计算分析。

表3.3-1 不同防裂等级的抗裂设计内容

Ⅲ级抗

裂要求 Ⅱ级抗

裂要求 Ⅰ级抗

裂要求

构造优化设计 ―― √ √

抗裂计算分析 ―― ―― √

原材料优选 √ √ √

配合比体积稳定性优化设计 ―― √ √

施工过程控制 √ √ √

施工过程监测 ―― ―― √

注：“√”表示应进行该项抗裂工作；“――”表示可不进行该项抗裂工作；

3.3.2 楼板结构及构造措施优化设计

工程平面规则，避免平面形状多变。薄弱环节增加构造筋，适当增大板厚，板厚应≥L/30～L/35（L为单向板跨度或双向板短向跨度），一般现浇楼板设计厚度不宜小于120mm。为使楼板计算简图与实际受力情况一致，现浇楼板应按双向连续板计算配筋。楼板最小配筋率M≥0.3%，楼面配筋宜采用HRB400级钢筋，以增强钢筋与现浇混凝土的握裹力。

3.3.3 原材料优选及混凝土配合比优化

采用聚丙稀纤维膨胀现浇混凝土。在混凝土中掺入的膨胀纤维可采用凯吉凯祥KJ-LZB膨胀纤维。KJ－LZB抗裂膨胀纤维在混凝土中（纤维）的乱向分布大小有助于消弱混凝土塑性收缩的应力，抑制微细裂缝的产生和发展，而本产品有一定的膨胀性，能在混凝土中产生膨胀，补充了混凝土的干缩裂缝，实践证明，混凝土中加入抗裂膨胀纤维是控制混凝土塑性收缩，干缩等非结构裂缝的重要手段。掺量为水泥用量的8％。

（1）在优选原材料和常规配合比设计的基础上，进行体积稳定性配合比优化设计，从而满足那些严格要求施工期间不出现早期裂缝的结构(构件)或一般要求施工期间不出现早期裂缝的结构(构件)，使混凝土除具有符合设计和施工所要求的性能外，还具有抵抗收缩开裂所需要的性能。

（2）预拌混凝土供应方应在优选原材料、优化配合比的基础上进行收缩、体积稳定性试验及评价，从而提供有良好抗裂性能的混凝土。

3.3.4 施工过程有效控制

混凝土搅拌、运输、浇注及养护必须严格按照施工手册进行确保混凝土自身质量及浇注质量。

在混凝土中掺入膨胀纤维可适当延长混凝土搅拌时间，膨胀纤维混凝土与普通混凝土的施工工艺相差不大，但由于加入了聚丙烯纤维，为保证它们在混凝土中的均匀分散，搅拌时间比普通混凝土适当延长90秒，但不宜搅拌时间过长，否则会损坏纤维。

采用二次振捣，二次收面，楼板混凝土浇筑时，采用二次振捣，即在混凝土初凝前，再用平板振捣器二次振捣，二次抹光，避免早期塑性裂缝产生，并对已产生裂缝起闭合作用，从而减少后期变形约束裂缝的产生。

后浇带施工，后浇带两侧的梁板支撑模板应加强，尽量避免二次支模，且在后浇带混凝土强度达到要求后方可拆除。

加强对混凝土的养护。楼板的混凝土浇筑完毕，收光扫毛后，立即用塑料薄膜进行覆盖，表面再铺一层毡布或麻袋，12h内进行浇水养护，养护时间不得少于7d，对掺用缓凝型外加剂的混凝土养护时间不少于14d，防止出现干缩裂缝，为解决养护与工期的矛盾，建议采用喷养护液进行养护。严格控制施工荷载。楼板混凝土强度未达到1.2MPa前，不得在其上踩踏或安装模板及支架，拆模或进行其他操作时，避免撞击板面，混凝土楼面装修需要打孔钻眼时，必须要有设计认可的施工方案。

4 质量保证措施

4.1 材料管理人员对进场的各种材料、半成品及构配件检查验收，必须有质量保证书或合格证。杜绝“无质保书、无合格证、无检测标准”的三无材料进场。使用前先按批量进行复试，合格后方可使用。

4.2 混凝土和由试验室经试配出具通知单，施工中按规定制作试块，并及时试验。

4.3 在混凝土拌站投料搅拌时，必须严格计量投料，保证搅拌时间，使混凝土的配料分布均匀，防止成团结块，确保纤维均匀分布。

4.4 为确保膨胀纤维计量准确，事先将膨胀纤维按搅拌用量分别过秤小袋包装，搅拌时按袋投放。

4.5 混凝土浇捣时，对坍落度应严加控制并测定，不得加水，坍落度过大的混凝土不得使用。

5 结束语

现浇楼板施工期间裂缝控制技术是基于事前、事中、事后全过程控制的。在事前应做好策划，事中精细化施工、管理，事后做好养护及成平的保护。只有做好各个环节，把导致裂缝产生的因素排除或抵消掉，才能确保杜绝现浇楼板施工期间裂缝的产生。

参考文献：

[1]李东、 连之伟 ，现浇混凝土楼板设计施工过程中的裂缝控制[J],上海交通大学学报，2005.5

[2]孙东，住宅房屋的楼板裂缝与施工因素的研究[D],2007年同济大学硕士毕业论文

[3]刘俊平，浅谈现浇混凝土楼板施工的裂缝控制[N],中华建筑报，2010.9.30