现浇钢筋混凝土楼板裂缝开裂机理及防治措施

Abstract: Cracks in cast-in-place reinforced concrete floor is in the present project is generally a quality problem, this paper aimed at building the construction and use of the process is associated with the presence of the floor crack, the crack of the position, shape characteristics and cracking mechanism, and puts forward some prevention measures and suggestions.

Key words: reinforced concrete; cast-in-place floor slab; crack; cracking mechanism; prevention and control measures

摘要：现浇钢筋混凝土楼板裂缝是目前工程中较普遍的一项质量顽症，本文针对房屋施工及使用过程中伴随出现的楼板裂缝，探析了裂缝产生的部位、形状特征及开裂机理，并提出防治措施及建议。

关键词：钢筋混凝土现浇楼板裂缝开裂机理防治措施

中图分类号：U445.57 文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）03-0020-02

随着社会发展和建筑业施工技术的不断发展及混凝土制备、运输设备的日益更新，传统的预应力空心板逐渐被现浇楼板所取代。现浇混凝土楼板使房屋结构的整体性、抗震性、抵抗不均匀沉降及结构安全性均得到很大的提高，同时发现许多房屋施工过程中及使用过程中出现了一些楼板裂缝。虽然这些裂缝未必会对结构安全及实际使用带来很大危害，但随着对房屋质量要求的提高，应在施工及使用中对这些裂缝进行有效控制及防治，特别是避免有害裂缝的产生，力争杜绝此类裂缝的出现。

一、裂缝产生的部位、形状特征及开裂机理

1、裂缝产生的部位及形状特征

裂缝出现的部位：有的顺边跨板外边缘出现，在房屋角部板呈现450斜裂缝，有的平行于支座展开，有的甚至在板四周连续出现。一般认为有两类原因使楼板开裂：

（1）当楼板受到大于它的抗裂荷载作用时，在板上面沿梁的周边产生与梁平行的裂缝，在板下面产生龟状裂缝。

（2）混凝土干燥收缩时，出现在板中部短边方向的裂缝及四角的斜裂缝，干燥收缩产生的裂缝往往贯穿楼板厚度。还有一类裂缝出现在板内预埋件、电管线埋设的部位。

2、裂缝成因及探析

（1） 设计或计算错误

由于没有采用正确的计算简图或计算方法，或刚度分布不适当引起的裂缝。

（2）施工不规范

现行混凝土结构设计规范对楼板支座负筋给出了最小构造配筋是Φ6@200。从设计配筋上来看，这一规定是可行的，但从实际工程来看，采用Φ6钢筋强度不够。在施工中楼板支座的负弯矩钢筋常被施工人员踩踏下沉，至使负弯矩钢筋有效高度太低而发挥不了构造筋的作用;有时由于施工单位为了迎合业主的进度要求，在楼板混凝土还没有达到强度时，就有人操作甚至堆载，使楼板产生过大的变形，导致裂缝的产生。

按现行混凝土结构工程施工与验收规范规定：一般跨度的楼板在其混凝土强度大于75%的设计强度后方可拆模，当施工荷载产生的效应大于板的承受能力时，必须经过验算，加设临时支撑。有些项目为赶进度盲目快上，施工过程中过早拆模，施工荷载大大超过了楼板的承受能力，导致楼板出现早期裂缝。另外，拆模时间可根据浇注楼板时试验室制作的试块强度确定，但应请设计单位验算批准，如果施工荷载大于使用荷载，可以请设计单位加大设计荷载，重新配置板的钢筋。

混凝土水灰比、坍落度过大，或使用含泥量超标的粗、细骨料等，也是导致混凝土产生裂缝的原因。混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感，基本上是水和水泥计量变动对强度影响的叠加，因此水、水泥、外掺混合材料、外加剂溶液的计量偏差，将直接影响混凝土的强度。采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收缩大，抗拉强度低，容易因塑性收缩而产生裂缝；泵送混凝土为了满足坍落度大、流动性好的泵送条件，易产生局部粗骨料少，砂浆多的现象，此时，混凝土脱水干缩就会出现表面裂缝。混凝土施工过程中过分振捣，模板、垫层过于干燥，混凝土浇注振捣后，粗骨料沉落挤出水分、空气，表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落，造成表面砂浆层，它比下层混凝土有较大的干缩性能，待水分蒸发后，易形成凝缩裂缝。模板、垫层在浇注混凝土时洒水不够，过于干燥，则模板吸水量大，引起混凝土的塑性收缩，产生裂缝。

混凝土浇捣后过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多的浮到表面，形成含水量很大的水泥浆层，水泥浆中的Ca(OH)2与空气中CO2作用生成碳酸钙，引起表面体积碳水化收缩，导致混凝土板表面龟裂。养护不当也是造成现浇混凝土板裂缝的主要原因，过早养护会影响混凝土的胶结能力；过迟养护，由于受风吹日晒，混凝土板表面游离水份蒸发过快，水泥缺乏必要的水化水，而产生急剧的体积收缩，此时混凝土早期强度低，不能抵抗这种应力因而产生开裂，特别是夏、冬两季，因昼夜温差大，养护不当最易产生温差裂缝。

（3）温度环境变化引起的温度应力及混凝土本身的收缩

混凝土凝结及工作温度的变化都会引起楼板收缩或伸长，如果收缩引起的应力大于楼板的抗拉强度，楼板就会出现裂缝。施工时水灰比或工作温差越大，这种现象就约严重。单向板（特别是楼梯间屋面等狭长形板）或长短边比例较大的双向板，往往出现垂直于长边的裂缝，这主要是由于混凝土的收缩引起。

因房屋的主体施工多发生在春季或夏季，昼夜温差较大，混凝土终凝前变化剧烈，易产生裂缝。在现浇楼板的施工中，由于混凝土一次浇筑面积过大，表面积与空气接触面积也大，水化热使板面温度很高，如养护时覆盖保湿措施不当，就会加快混凝土表面的水分蒸发，加快混凝土收缩速度，使板内拉应力大于混凝土的抗拉强度，产生裂缝。另外，室内外温差变化较大，也可引起一定的裂缝，事实上许多裂缝往往是混凝土收缩及温度变化综合引发的。

目前设计中钢筋混凝土楼板大多采用井式楼盖的布置形式，由于楼板受周边梁的约束，梁的截面刚度远大于楼板的刚度，在水平方向上楼板的收缩变形大于梁，从而使板内出现拉应力。另外，在外界气温影响下，随着热胀冷缩的反复作用，产生的温差应力也会在外纵墙与山墙的交界附近的楼板角部产生较大的主拉应力，混凝土收缩应力和墙的温差应力的叠加，当板内拉应力超过了混凝土的抗拉强度，楼板就会产生裂缝。设计上板内配筋都按平行于板的四边的布置形式，板转角处对角线方向的抗拉能力最薄弱。这就是此种裂缝均出现在板的转角处，并呈450斜向放射状的原因。

（4）其他原因

按规定，供电套管应敷设在楼板上下钢筋之间，若设在板底钢筋下面，会使板底筋上抬，减小楼板的有效高度。正常情况下，允许楼板有一定的工作裂缝（裂缝宽度小于0.3mm）。由于套管（一般是塑料套管）在楼板钢筋的混凝土保护层内，裂缝就可能先沿套管集中出现，随着荷载的增加，裂缝继续扩展，直至上下贯穿。所以，施工时一定要保证把套管放在楼板上下钢筋之间，如果局部位置的管线较多，则应加大楼板厚度。

另一个原因是任意打凿洞口。设计时未考虑通烟道孔洞的开洞影响和相应的隔墙荷载，施工时未按图预留给、排水管孔洞，也未设置附加钢筋。安装水管时打凿楼板，往往会导致楼板出现裂缝，特别是卫生间和厨房，临时增设通气道或烟囱道，往往需要开凿较大的洞口，打断多根板底钢筋和支座钢筋，洞边还要砌砖墙，这样既降低楼板的强度又增加荷载，楼板就很容易产生裂缝。通气（烟）道洞口一般设在墙角，所以经常出现板角斜向裂缝，因此，设计时要按构造要求注明洞口位置，并设附加钢筋，如果洞口较大，还应考虑墙体荷载，加设翻口梁或次梁。

二、防治措施

1、结构设计方面

（1） 结构布置时，尽量不要出现过于狭长的单向板，以减小两个方向收缩梯度的差别。这可通过设置次梁减少单向板的长度来实现。如果建筑专业需要有狭长的单向板。则应适当增加（长向）分布筋的配筋率。

（2） 对于长短边比例接近2的双向板，如果跨度较大，即使短向板钢筋按单向板计算、设置，长向板钢筋也不能按构造设置分布筋，而应严格按双向板计算、设置，并适当增加配筋率。

（3） 对于楼梯间和水箱间等受温差影响较大的板，其中狭长板考虑采用双面双向配筋，双向板则考虑在支座筋之间设置钢丝网，以增加板的抗裂性能。

（4） 应适当考虑收缩应力，酌情振捣、增大长向配筋率。

2、施工方面

（1）严格混凝土的养护。混凝土有干缩湿胀的现象，而且最大的收缩是在初期干燥后，因此及时做好混凝土的养护工作并使之处于潮湿环境是至关重要的。一方面，常温情况下应严格按规定及时对混凝土进行养护。高温、低温、高风环境下，浇水后应适当覆盖，使混凝土不致受风吹、曝晒，使混凝土能保持足够的湿润状态，避免失水过多，过早干裂；良好的养护也可控制混凝土结构的温度和湿度不致变化过大，同时放松了徐变约束作用，避免因过大的变形应力超过混凝土拉应力而出现裂缝。另外，混凝土的养护应设专门人负责做好养护记录。浇水的次数以能保持混凝土上具有足够的湿润状态为宜。在一般气候条件下，混凝土浇筑后最初3d中，白天应每隔2h浇水一次，夜间至少浇两次；在以后的养护中，每昼夜至少浇水四次；干燥和阴雨天气应适当增减浇水次数。浇水养护时间普通混凝土应不少于14昼夜，掺加粉煤灰的混凝土应不少于21昼夜。

（2）严格控制混凝土的级配、含水量、含泥量及水灰比。混凝土应采用中粗砂，如砂粒过细，其含泥量超过标准，不仅降低强度，也会使混凝土产生裂缝，这是因为泥的膨胀性大于水泥的膨胀性的缘故。外加剂的选用一定要慎重，宜采用二次添加法，特别注意超细矿物质掺料对高强混凝土的性能影响，可以考虑采用微膨胀剂来减少混凝土的收缩。

（3）严格施工操作程序。首先要对已浇筑的混凝土强度未达到1.2MPa前（必须做1.2MPa同条件试块），不得在其上踩踏、安装模板、堆放材料；安装、拆除大模板时一定轻起轻放，不得撞击楼板混凝土；拆下的模板及周转材料要及时转运，不得集中且大量的堆积于楼板上。避免混凝土结构过早振动或承受较大、较集中的施工荷载而产生裂缝。楼板上堆放的材料不得超过楼板的设计荷载，下部垫通长木枋，木枋的位置要靠近楼板根部或与下部支撑对齐（沿通长方向）。其次，杜绝过早上荷载和过早拆模。在楼板浇捣过程中须派专人护筋，避免踩弯负筋的现象。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片，承受支座负弯矩，避免因不均匀沉降而产生裂缝。

（4）施工过程中严格按照施工图及施工规范施工。施工中严禁人为踩踏，尤其不能踩踏容易变形的部位，同时要加强整个混凝土浇捣过程的看护，随时将位置不准确的钢筋复位，确保发挥其应有的作用。楼板内水电管线的走向最好平行于楼板受力方向，同时还应保证保护层有足够的厚度。合理掌握拆模时间，特别是楼板的顶撑模板，养护天数不够，强度未达到拆模要求不得拆模。在混凝土强度未达到1.2MPa之前，不准随便上人和堆放钢筋等重物。

（5）预埋于楼板内的水、电管线，一般应沿楼板的短向铺设；同时应在沿预埋水、电管线上另行铺设不少于400mm宽的钢丝网片作为补强措施。

（6）保证钢筋的混凝土保护层厚度，减缓钢筋腐蚀的速度，也有利于避免楼板在使用期间出现裂缝。

三 结语

在点南铁路站场建设中遇到了楼板混凝土裂缝的现象，其产生的原因是由于环境温、湿度的变化、混凝土本身的收缩变形及施工控制不当，想通过详细分析计算进行处理，但学生目前的水平还难以做到，只能从源头上加以控制，加强混凝土质量及施工工艺管理，严格遵守施工规程，来减少混凝土楼板裂缝，还望同行能够给予指导。

参考文献

[1]CCES01-2004(2005年修订版)，凝土结构耐久性设计与施工指南[S], 北京：中国建筑工业出版社.

[2]王铁梦.工程结构裂缝控制[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1998.

[3]杨粤黔,李少波. 现浇钢筋砼楼板裂缝产生的原因及防治措施[J],桂林工学院学报，2002（4）：94-95.

[4] 辛刚.浅谈钢筋混凝土现浇楼板裂缝的成因及防治措施[J],中国科技纵横2011（16）：164.

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