现浇钢筋混凝土楼板常见裂缝问题的探讨

摘要：文章通过对安溪县建筑物常见现浇楼板裂缝的总结，分析了收缩应力、温度变化以及设计施工不当等造成楼板裂缝的原因，并提出了楼板裂缝的控制措施。

关键词：楼板裂缝；收缩裂缝；温度裂缝；裂缝控制

一、前言

近年来，笔者在建设工程质量监督过程中，经常遇到许多钢筋混凝土结构在施工阶段和使用阶段出现不同程度及不同形式的裂缝的情况，其裂缝肉眼可见，宽度约为0.03-0.05mm以上。特别是在大量住宅和高层建筑中的钢筋混凝土楼板沿板角45（或沿短跨板中）的地方，裂缝相当普遍。楼板裂缝不仅会影响建筑物的正常使用，还会影响结构的耐久性，过宽的裂缝甚至还会威胁到结构的承载能力。楼板裂缝的原因很多，地质勘探、设计、施工、材料质量控制等每一个工作环节都应该采取有效措施加以控制和防范。

笔者从事建筑工程设计和质量监督多年，主持参加全县多起工程质量事故和危房鉴定，总结了不少楼板裂缝经验，本文从设计和施工的角度，就如何防范现浇钢筋混凝土楼板裂缝问题进行探讨。

二、楼板裂缝产生的原因分析

众所周知，钢筋混凝土结构裂缝有两种：一种是由于受力引起的裂缝，我们通常称为结构性裂缝，另一种则是由于变形（温度或收缩）引起的裂缝，我们通常称为非结构性裂缝。调查得知，多数楼板裂缝是由变形作用引起，也有一些工程是由于楼板承载力不足和刚度不足引起。我们平时检查鉴定常见的楼板裂缝，大都是板角45或短跨跨中裂缝，那么这种裂缝是属于哪一种？

我们首先来了解一下楼板在受力状态下的破坏状态，目前所有住宅楼板几乎都是双向板，因此我们以矩形双向板为例进行说明。

根据有关教科书实验研究，双向板在受力状态下当荷载继续增加时，其第一批裂缝出现在平行长边的跨中，逐渐延长后沿45°角向四角扩展，这些裂缝迹线形成所谓的塑性铰线（如图1）。

我们所检查到的裂缝都不是荷载试验的塑性铰线，而是与之相垂直的裂缝迹线（如图2），由此可以判断，我们遇到的常见裂缝不是受力裂缝。另外，我们观察到的常见裂缝多数是上下贯通的，而受力裂缝除了全构件破坏外，是不可能上下贯通的，因为钢筋混凝土板是受弯构件，受弯构件是在中和轴以下受拉，而中和轴以上受压，混凝土的压区越压越紧，是不可能出现上下贯通裂缝的，因此，我们基本可以判断，常见裂缝不是受力引起的结构性裂缝，而是某种变形引起的非结构性裂缝。

产生楼板裂缝的原因有以下几个方面：

（一）混凝土收缩产生楼板裂缝

混凝土在空气中凝结必然要收缩，这是混凝土的一个基本特性，而收缩包括干缩和凝缩。混凝土凝固过程中混凝土多余的水分蒸发，体积会缩小，这种收缩叫干缩；水泥和水起水化作用，逐渐硬化形成水泥骨架，不断紧密，体积缩小，这种现象叫凝缩。初期收缩快，而后日趋缓慢。这种收缩如果是自由的，没有任何约束，则不会产生任何收缩裂缝。但如果存在反收缩的制约条件，如受到梁柱对它的约束力，则混凝土收缩过程就要产生拉应力，由于混凝土早期强度较低，当拉应力超过混凝土抗拉强度时，则出现收缩裂缝。

（二）温度变化产生楼板裂缝

混凝土结构随着温度变化会产生热胀冷缩，这种变形称为温度变形。变形值随构件长度和材料的线膨胀系数不同而变化，这种变形受到约束，会在混凝土内部产生内应力，热胀变形产生压应力、冷缩变形产生拉应力，当此拉应力超过混凝土抗拉强度，混凝土就会出现裂缝。目前现代建筑多数为框架结构、框剪结构，当温度变化时梁板都会发生热胀冷缩的变形。板的厚度小，全截面受气温的变化而变化，而梁的截面大，其温度变化不同于板，特别是急冷或急热天气，其变化更为明显，由此产生板与梁的温差与收缩差引起板内呈拉应力，梁内呈压应力，当板内拉应力超过板抗拉强度时，就会引起温度裂缝。

（三）设计措施不当产生楼板裂缝

1、在房屋设计时，结构平面布置不合理。由于场地限制、使用要求或者建筑造型的要求，建筑物平面形状往往是不规则的，楼板的截面会产生突变，俗称“细腰”部位（如图3）。在楼板截面突然变小的区格板中，往往容易产生收缩裂缝，这实际上跟楼板约束的刚度有关。它的约束刚度比其他区格的约束刚度大很多，其约束拉应力也随之增加，原来视为铰接的支座，随着约束刚度的增加而过渡为固定端支座；原来承受收缩拉应力随着截面突然减小而突然增大，此外，这种突变也会在楼板内引发其他次应力，在突变截面处产生互为约束，对收缩拉应力产生影响，因而突变区格更容易产生收缩裂缝。

2、配筋率越大，收缩率越小。混凝土收缩时，由于边框梁的配筋率比楼板的大，所以梁的收缩率比楼板小，边框梁就会阻碍楼板的收缩，使具有收缩趋势的楼板产生张拉应力而出现裂缝。

3、对今后可能承担的楼板装修荷载和使用荷载估计不足。近年来，随着生活水平的提高，一些建设单位提高装修标准，将水泥砂浆楼面改为石板材楼面，一些住宅楼板大量堆积材料，有的厂房的生产流程、生产性质发生变化，也大量堆放原材料和改变重型设备的安放位置，还有个别办公室出现改作档案室的情况等等，导致楼板、梁的计算配筋不足而出现裂缝。

4、规范规定：“在温度、收缩应力较大的现浇板区域内，钢筋间距宜取150-200mm，并应在板的未配筋表面布置温度收缩钢筋，板的上、下表面沿纵、横两个方向配筋率均不宜小于0.1%。”这对防止屋面板出现裂缝很有意义，有些设计施工图未配置上述温度收缩钢筋，最终导致裂缝的出现。

（四）施工工艺不当产生楼板裂缝

楼板的裂缝与钢筋混凝土本身的抗裂强度和抗变形能力有很大关系，而施工质量的好坏对楼板抗力起着非常重要作用。通过实际监督和检查工程分析看来，施工不当存有下列问题：

1、楼板钢筋绑扎完毕后，由于人员乱踩踏上层钢筋，使构件的有效高度减少。

2、错误的浇灌次序，一些工地为图方便，运料斗车在已浇灌的混凝土板面上行走，浇筑速度过快，破坏初凝阶段强度。

3、泵送混凝土施工，增加水和水泥用量，导致混凝土收缩量增加。

4、混凝土振捣不密实，出现蜂窝麻面，强度较低，达不到设计要求。

5、施工缝接茬处理不好，没有清理湿浆等程序，致使接茬处楼板抗力低，出现温度收缩和受力裂缝。

6、混凝土在初期养护时急剧干躁，水分蒸发加剧了收缩裂缝。

7、板中预埋电线导管使楼板有效厚度减少而产生应力集中。

8、拆模过早，施工超载破坏了终凝阶段的混凝土强度。

三、楼板过宽裂缝的危害

国内外调查资料表明：多数裂缝对建筑物的受力及正常使用没有太大危害，但少数过宽裂缝的存在会影响建筑的整体性、耐久性，会对钢筋产生腐蚀，是受力使用期应力集中的隐患。裂缝危害的主要表现有：

第一，钢筋锈蚀。一旦水分或有腐蚀的气体到达钢筋，锈蚀就会开始，削减钢筋的受力截面积，还会产生锈蚀的产物――铁锈，最终比原金属占有更大的体积，产生一定的膨胀力，致使混凝土裂缝继续扩展，影响钢筋和混凝土的粘结力。

第二，混凝土有了裂缝，水便能渗入。当气温降到-2℃以下时，水就会结成冰，水结冰体积膨胀会导致沿裂缝边缘散裂。冻融循环一次，散裂现象就会重复发生一次，这样裂缝就会逐渐加宽。

第三，裂缝加快混凝土碳化剥落，降低结构抗疲劳能力，影响结构耐久性。

第四，由于钢筋腐蚀，截面削减和混凝土裂缝使混凝土有效高度降低，降低结构承载力。

四、楼板裂缝的控制措施

混凝土在工作过程中出现裂缝是正常现象，这是因为混凝土结构本身就存在肉眼不可见的微观裂缝。我们的目的是把楼板裂缝控制在一定范围，使其不影响楼板的安全和正常使用。控制楼板裂缝主要从设计措施和施工措施来实现。

（一）设计措施

1、楼（屋）面板的建筑平面宜规则，避免平面形状突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节加强措施。

2、配筋可以提高混凝土的极限拉伸，因此适当增配构造筋提高抗裂性是可行的，配筋应采用小直径、小间距、全截面配筋率应在0.3-0.5%的。

3、为提高混凝土楼（屋）面板的抗裂性能，在混凝土中可掺入适量的抗裂材料，即掺入适量的新型减水剂，能在混凝土中产生膨胀应力，从而起到补偿收缩的作用，减少混凝土的收缩裂缝，提高抗渗能力。

4、在结构设计中，应充分考虑施工时气候特征，合理设置后浇缝，在正常施工条件下，后浇缝间距20-30m，保留时间一般不少于60天；应重视屋面结构的保温隔热设计，当采用架空隔热板作隔热层时，应有足够的通风措施。

（二）施工措施

1、对进场原材料进行严格检查和验收，确保混凝土强度达到设计要求。

2、应采取有效措施保证现浇楼（屋）面板的厚度、平整度、钢筋位置和保护层厚度满足现行规范要求。

3、施工时，不要在顶部钢筋上走，以防踩筋现象，必要时设铁支架支住负钢筋。

4、施工单位应根据工程结构实际，合理确定混凝土浇筑方案，细致分析原料配合比，严格控制水灰比和水泥的用量；保证混凝土浇捣密实，减少蜂窝麻面，不得随意留置施工缝，做好接茬处的处理。

5、选用混凝土外加剂应充分考虑外加剂对混凝土后期收缩的影响。高强混凝土应尽量使用中热微膨胀水泥，掺超细矿粉膨胀剂。

6、浇筑时间尽量安排在夜间，最大限度地降低混凝土的初凝温度。白天施工要求在沙、石堆场搭设简易遮阳装置或用麻袋覆盖，必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时，在水平及垂直泵上加盖草袋，并喷冷水。

7、加强混凝土早期养护，防止水分蒸发过快，在没有达到足够强度之前，不要过早拆模。

8、板内不应预埋水管。预埋其他管线应布置在板上、下两层钢筋中的中和轴位置，并宜与钢筋成斜交布置。严禁管线三层以上交错叠放，必要时在管线处增设钢丝网加强措施。电线、电缆导管直径大于20mm时宜采用金属导管。

五、结束语

裂缝是混凝土的质量通病，对这通病只要认真研究、加以分析，注意设计和施工的薄弱环节，在施工中严格按施工工艺和施工技术操作，在质量检测和监督中层层把关，各责任单位认真履行职责，混凝土的质量通病就会得到有效控制。

参考文献：

1、混凝土结构设计规范(GB50010-2002)[S].

2、卓尚木等.钢筋混凝土结构事故分析与加固[M].中国建筑工业出版社,1997.

3、王铁梦.工程结构裂缝控制[M].中国建筑工业出版社,1997.

（作者单位：安溪县建设工程质量安全监督站）