肇庆市高要区建筑工程质量安全检测中心 广东肇庆 526100
摘要：文章结合工程案例分析了钢筋混凝土楼板开裂现状，分析楼板混凝土开裂成因，最后提出裂缝的预防和处理措施。
关键词：混凝土；开裂；沉降；处理措施
0 引 言
随着我国经济不断发展，建设工程规模不断扩大，作为建筑施工重要组成部分，混凝土应用范围日益广泛。在混凝土浇筑过程中，由于受到诸多内外部环境因素的影响，混凝土梁板容易发生各种不同程度的裂缝，虽然细微的混凝土裂缝对工程项目安全和质量没有较大影响。混凝土最主要的缺点是因其抗拉强度低和抗拉变形能力差而容易开裂。大量的工程实践和理论分析表明，几乎所有的混凝土构件均是带裂缝工作的，只是有些裂缝很细，甚至肉眼看不见（＜0.05mm），一般对结构使用无大的危害，可允许其存在。但若裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断产生和扩展，裂缝宽度超出某一限值，可能会引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀，使混凝土的强度和刚度受到削弱，耐久性降低，严重时甚至发生垮塌事故，危害结构的正常使用，因此必须加以控制。本文针对某混合结构住宅建筑中发现的楼板开裂问题进行分析，提出一种新的裂缝成因解释，希望能为减少类似混凝土开裂问题提供参考。
1 工程概况
某7层砌体结构承重墙、现浇钢筋混凝土楼屋盖的混合结构住宅建筑，建成于2012年，建筑面积约为4 603 m2。建筑物平面为矩形，东西方向（纵向）为58.72 m，在 31 和 32 轴间设置了伸缩缝，南北方向（横向）长度为12.54 m，建筑屋脊标高21.42 m，建筑面积约为4 603 m2。底层为车库，二至七层为住宅，开间为3.0～3.9 m。底层层高为2.4 m，二至六层（原设计中的一至五层）层高为3.0m，七层檐口标高为19.8m。每单元每层均为二户，六、七层为复式。底层（±0.000）以上的外墙和内部承重墙体均采用MU10长江淤泥烧结多孔砖和混合砂浆砌筑，墙厚均为240mm；±0.000～2.400采用M10.0混合砂浆，2.400～14.400采用M5.0混合砂浆，14.400以上采用M7.5混合砂浆。各层均为纵横墙承重体系。圈梁与构造柱的设置均符合规范要求。各楼、屋面板均为钢筋混凝土现浇板，混凝土强度等级为C25；除厨房、卫生间板厚为90 mm，其余板厚均为120 mm；各层楼板温度区间端部配筋双层双向C8@100，其余部分板底配筋为双向C8@200，板面支座负筋根据板跨大小依次分别为C8@125、C8@150、C8@180，其余板面配筋双向C8@200；采用墙下钢筋混凝土条形基础，混凝土强度等级为C30。
2 钢筋混凝土楼板开裂现状
2015年部分住户发现所居住房屋房顶出现了可视裂缝，尤其是底层车库部分房顶发现多条规则可视裂缝，不过车库房顶开裂主要发生在开间与进深相对较大的南侧车库，而开间与进深相对较小的北侧车库与储藏室房顶均未见可视裂缝。
铲除裂缝处粉刷层后，5#车库房顶南北向一条裂缝，裂缝最大宽度0.34mm；6#车库房顶南北向一条裂缝，裂缝最大宽度0.46 mm；7#车库房顶南北向二条裂缝，裂缝最大宽度0.50mm；13#车库房顶南北向三条裂缝，裂缝最大宽度0.53mm；14#车库房顶南北向四条裂缝，裂缝最大宽度0.64mm；16#车库房顶南北向一条裂缝，裂缝最大宽度0.19mm；17#车库房顶南北向一条裂缝，裂缝最大宽度0.23mm；102室东卧室房顶（实际二楼顶）南北向一条裂缝，裂缝最大宽度0.17mm，西卧室房顶南北向二条裂缝，裂缝最大宽度0.34mm。裂缝大多出现在短跨跨中附近，大多基本与横墙平行，极少数靠近横墙边或靠近角部，裂缝长一般约3～4m，裂缝很像板底塑性铰线，现场观察发现钢筋混凝土板底裂缝宽度大于相应位置处粉刷层表面裂缝宽度。
3 楼板混凝土开裂成因分析
3.1 设计方面
经过现场检测，发现建筑轴线、构件尺寸及混凝土强度满足设计要求，配筋也符合设计要求。采用PKPM软件对该楼建模进行了分析，几何尺寸、材料强度及其它设计参数取设计相应值，分析结果表明该楼抗震性能、墙体承压性能均满足规范要求，楼板实际配筋均大于计算所需配筋，也满足规范要求。
根据PKPM建模分析，施工单位在房屋施工过程中做到按图施工时，结构是安全的，但钢筋混凝土楼板是带裂缝工作的，规范允许荷载标准组合下的最大裂缝宽度为0.3 mm，通常房屋实际使用荷载一般小于规范规定值，由使用荷载（包括自重和活荷载）引起的裂缝宽度应小于规范允许的最大裂缝宽度，应不会引起0.5～0.6 mm宽的裂缝。
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3.2 材料方面
该建筑所在小区共有30余栋住宅，由相同的商品混凝土搅拌站提供混凝土，每栋建筑的混凝土质量不会有很大差异，仅少量房间钢筋混凝土楼板出现可视裂缝，尤其是该建筑底层车库顶板同时浇筑混凝土，仅南侧车库顶板混凝土出现了裂缝，可判断裂缝产生不是由混凝土材料质量引起的。
3.3 温度、沉降方面
对于该建筑，现场观察外纵墙无明显不均匀沉降造成的裂缝，仅发现5#车库 B 轴纵墙有细微斜裂缝，说明房屋的不均匀沉降比较轻微，不足以引起楼板混凝土开裂。既有建筑底层楼板中纵向温度应力一般不会很大，也不足以引起楼板混凝土开裂。排除房屋建成后温度应力与不均匀沉降两个因素。
3.4 施工方面
根据裂缝的形态，判断楼板混凝土裂缝是在施工阶段造成的，可能因为过早承受施工荷载、同时模板与支撑体系（包括下部结构）刚度不够大引起的。
《混凝土结构工程施工规范》（GB 50666－2011）允许混凝土抗压强度达到1.2 MPa（大概24 h后能达到要求）后可以承受施工荷载，实际工程中由于工期紧，一般晚上浇筑混凝土，到第二天下午就会达到部分施工荷载。
一般大家会认为只要支撑与模板不拆除，钢筋混凝土梁板自重和施工荷载是由模板和支撑系统承受的，但实际上模板与支撑不是无穷大刚度的，混凝土浇筑后模板和支撑会产生一个比较稳定的变形；混凝土凝结后，新混凝土会和模板支撑系统共同受力；再增加施工荷载，模板与支撑系统会产生附加的变形，新混凝土跟着一起变形，但新混凝土的早期力学性能很弱（混凝土3 d内早期抗拉强度大概小于抗压强度的0.08），极易开裂，开裂后，加上混凝土的收缩性能，在薄弱处（开裂截面处）混凝土裂缝进一步发展，这种裂缝一般是上下通缝，拆模时混凝土中裂缝已经存在，只是板底粉刷将这些裂缝覆盖了。
房屋交付使用后，由于混凝土具有徐变性能，混凝土的徐变会使得构件的变形增加，同时混凝土收缩需要很长时间完成，加上活荷载共同作用，原有裂缝发展，裂缝长度增加、宽度变大，使得粉刷层一起开裂。现场发现的钢筋混凝土板底裂缝宽度大于相应位置处粉刷层表面裂缝宽度也间接验证了这一解释。
车库房顶混凝土板裂缝比102室等房顶板裂缝更严重的原因是：车库顶板施工时，支撑直接支承在地面上，地面刚度小，据委托方介绍一层车库顶板施工时恰逢下雨，使得地面刚度更小，这些因素导致模板与支撑系统刚度可能不足，导致房顶钢筋混凝土板开裂比较严重。而在同样施工条件下，北侧车库与储藏室房顶由于板跨相对较小（北侧8#、12#、19#、23#四个最大车库顶板尺寸3.5m×3.4m，其余房间顶板跨度更小），模板、支撑与新混凝土组成的整个系统的刚度相对较大（与南侧车库相比，出现裂缝顶板尺寸3.7～3.9m×4.5m），变形相对较小，因此未发现可视裂缝。
4 裂缝的预防和处理措施
4.1 预防措施
混凝土中一旦出现裂缝（可视裂缝）处理起来很难，为了避免或减少此类混凝土裂缝的出现，方法之一是给定合理的施工周期，不要过早上施工荷载，比如可考虑3 d后再上施工荷载；方法之二是提高模板支撑与钢筋混凝土的刚度，比如减小支撑间距、增加模板厚度、增加钢筋混凝土板的厚度等。
4.2 处理措施
因上述原因造成的混凝土楼板裂缝在实际工程中比较常见。这种裂缝的存在不会对房屋的安全性造成很大影响，但不处理的话会对结构的耐久性、房屋使用的美观要求造成影响。因此对于这些裂缝应该采取措施进行处理。建议将车库房顶钢筋混凝土板粉刷层铲除，对裂缝进行灌浆处理后钢筋混凝土板底粘贴长碳纤维布封闭处理；对于其它部分钢筋混凝土板裂缝采用灌浆处理后在以裂缝为中心200mm宽范围内板底涂覆延伸率不小于200%且耐久性好的胶或涂料，涂层厚度与做法应满足所用防水胶或涂料的相关要求。处理后外部再做粉刷。
5 结束语
现浇混凝土梁板施工过程中，要加强技术控制和应用，最大程度将梁板裂缝损害控制在最小范围内。在对梁板裂缝进行修补前提下，从整体上提升现浇混凝土梁板结构的强度，以提高现浇混凝土梁板结构的稳定性，为建筑物总体施工奠定坚实的基础。经PKPM建模分析后表明本工程结构是安全的。基本可排除材料因素、温度应力、不均匀沉降和使用荷载造成过大裂缝宽度。本工程裂缝起因是施工荷载施加过早以及新混凝土与模板支撑系统的刚度不足引起的。
参考文献
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[4]辛志龙，曹茂祥． 采用商品混凝土施工现浇楼板的裂缝分析与控制［J］． 中国建筑，2012，30（8）：60—62．
论文作者:谢荣斌
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第25期
论文发表时间:2018/1/24
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 车库论文; 楼板论文; 荷载论文; 房顶论文; 钢筋混凝土论文; 《建筑学研究前沿》2017年第25期论文;