楼屋面裂缝的分析和防治措施

张庆影

0 引言

随着城市房屋建设步伐的加快，不少住宅小区相继建成，许多住户陆续搬进新居，他们对住房的质量要求越来越高，尤其对一些现浇钢筋混凝土楼板出现的裂缝情况非常关注，担心这些裂缝最终会引发不安全事故。楼板裂缝是一个比较普遍的质量通病，不仅影响观感，严重的裂缝也将破坏建筑物、构件的整体性，引起钢筋腐蚀，影响持久强度。现浇楼板产生裂缝的因素很多，也比较复杂，一旦出现裂缝，处理起来有一定难度。因此现浇板裂缝问题受到设计、施工、监理、建设等单位的普遍关注，从图纸上注意到设计部门正运用设计手段通过加强构造配筋、设缝等措施进行预防。

1 裂缝的具体特征

墙角成45°斜裂缝:这种裂缝一般出现在纵横交接的十字、T形、L形连接处，与纵横墙约成45°角，并排多道;平行于纵横墙的直裂缝:这种裂缝多出现在跨中部，平行于纵横墙或横墙，大部分为贯通裂缝;不规则裂缝:有直缝及不规则形状裂缝，此缝中间宽并且贯通，两头深度较浅;支座处板面裂缝:这种裂缝多出现在楼板与墙相交部位的支座边缘，此缝多数呈上宽下窄之势。事实上，混凝土有裂缝是绝对的，无裂缝才是相对的，一般来说，宽度小于0.05 mm的裂缝对使用均无危险性，而且是肉眼不可见的。我们这里说的裂缝是指宽度大于0.05 mm的裂缝。

2 现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因

2.1 浇筑初期(终凝前)的凝缩变形

凝缩变形产生的裂缝发生在混凝土结硬前最初几小时内，通常浇后24 h即可观察到。这种裂缝有两类:一类是由于塑性混凝土下沉产生的裂缝，在梁、板中都有可能产生;另一类是塑性收缩裂缝，常出现在板中，裂缝呈不规则的鸡爪状或地图状。塑性收缩裂缝并不受混凝土中钢筋的影响，影响塑性收缩裂缝的主要因素是混凝土表面的干燥速度，当水分蒸发速度超过泌水速度时，就会产生这种裂缝。因此凡是能加速蒸发速度的因素(如气温高、相对湿度低、风速大以及混凝土中温度高于周围空气温度)都会促使塑性收缩裂缝的发生。塑性收缩裂缝的表面宽度有的可达1 mm～2 mm。这种裂缝在自由支承板的四角处则很少出现，因为角部的干缩不受约束;相反，如板的边缘受到约束(砖墙等)，则将出现与板边成45°的一系列平行裂缝。

2.2 硬化过程中的干缩和水化作用

硬化过程中的干缩和水化作用引起的自身收缩与干缩一样，在浇筑后相当长的时间约1年～2年才会出现，它是由于水的迁移而引起的。但它不是由于水向外蒸发散失，而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降，形成弯月面，产生所谓自干燥作用，使混凝土体的相对湿度降低和体积减少;水灰比的变化对干燥收缩和自身收缩的影响正相反，即当混凝土的水灰比降低时干燥收缩减少，而自身收缩增大。

如当水灰比大于0.5时，其自身干燥作用和自身收缩与干缩相比可以忽略不计;但是当水灰比减少到0.35时，混凝土内相对湿度会很快降低到80%以下，自身收缩与干缩则相接近。在硬化混凝土收缩受约束的条件下，收缩应变将导致弹性拉应力，拉应力可被近似看作弹性模量与应变的乘积;当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，材料出现开裂。但是由于混凝土的粘弹性(徐变)，部分应力释放，徐变产生的应力松弛后的残余应力才是决定混凝土是否开裂的关键。

2.3 温度下降引起的冷缩变形

由于建筑物各部位在各季节所受温度变形不协调，从而导致裂缝。当结构周围温度变化时，梁、板、墙体均要产生变形，降温时梁的温度变化滞后于板，特别在急冷降温时更为明显，板的收缩大于梁，梁相对于板而言为外约束，由于板的收缩变形受到梁的约束，故在板上产生拉应力，这种应力是产生裂缝的主要原因，这种裂缝在板上常为贯通裂缝。

2.4 过早荷载

混凝土强度达到1.2 N/mm2前［1］，不得在其上踩踏或安装模板及支架。但开发商为了抢时间，赶进度，在刚浇好的现浇板上或混凝土尚处在初凝阶段，就任意踩踏，搬运材料，集中堆放砖块、砂浆、模板等。过早的加荷人为地造成了现浇板裂缝。

3 现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的防治措施

3.1 设计方面应注意的事项

1)挠度及裂缝计算。现浇板结构设计中除考虑强度要求外，还应进行挠度及裂缝验算，考虑施工不均匀性及混凝土本身的收缩因素，适当增加板厚，增强板的刚度。

2)合理布置分布钢筋。宜采用较小直径密度分布的方式进行布筋，为防止温度及收缩引起的应力影响，应适当提高配筋率，这样可提高混凝土体的极限拉伸应变及混凝土抵抗干缩变形的能力，防止因混凝土自身收缩出现大量的应力集中点，使局部出现塑性变形产生裂缝［2］。另外混凝土设计强度不宜太高。

3)合理设置后浇带。应在楼板上每隔20 m左右处设置一后浇带，并在楼板中间墙体支座处设一条伸缩缝，使其释放内应力。

4)合理布置角部钢筋。楼板因四周嵌固于墙体内，应在四角部位按要求配置双向钢筋，伸出长度应小于1/3L(L为短向边长)，且不小于1.2 m为宜。

5)抗震柱的设置。在抗震非设防地区，也应适当增设混凝土构造柱，提高房屋整体抗震强度。

3.2 施工方面应注意的事项

1)混凝土配比。应严格按配合比进行计量投料，控制搅拌时间及水灰比，并根据现场砂含水量变化及原砂中含粒径5 cm以上的砾石筛选调整施工配合比，保持混凝土强度及坍落度一致，防止因水及水泥用量过多而增加混凝土中多余的水分及空气，从而产生较大的内应力，导致产生收缩裂缝。

2)原材料要求。混凝土中骨料的用量占体积的70%左右，必须注意粗骨料的质量，宜用粒径15 mm～20 mm的石子进行合理级配，含泥量小于1%;砂子应用中、粗砂，含泥量小于3%，砂率控制为40%左右，坍落度控制为14 cm～20 cm;水泥应选用非早强型、水化热低和质量稳定的普通硅酸盐水泥，减少混凝土自身收缩［3］。

3)保护层厚度。严格控制板面负筋保护层厚度。现浇板负筋按设计要求都放在板上面，有梁通过或隔断时，一般放置在梁钢筋上面或与梁钢筋绑扎在一起。

4)模板及收面要求。楼板施工不规范，有些工程在施工时，模板及支撑缺少足够的刚度，垂直支撑与楼面接触部位没有设置楔子顶紧或模板支撑数量过少，使混凝土在振捣过程中及成型后模板出现局部变形，导致裂缝的产生。模板、垫层在浇筑混凝土之前没有洒水或洒水不够，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。加强模板施工的过程管理:施工前应编制模板工程施工方案，特别是高支撑模板施工技术方案，方案中应有计算书，其内容包括施工荷载计算、模板及其支撑、系统的强度、刚度、稳定性、抗倾覆等方面的验算，支承层承载等方面的验算。施工过程中必须严格按照方案进行施工。对已重复使用多次的模板、支撑材料，应作必要的强度测试，技术方案应以材料强度实测值作为计算依据。支撑架必须有足够的刚度，方料与模板的接触面不得有任何间隙，使每个接触面都有可靠的支撑点，在振捣过程中派专人进行看模，防止松扣下沉现象产生。不同部位的结构构件按照规范要求，在试块强度达到允许值时方可拆模。平台进料口等薄弱部位，模板和支撑在同条件养护的试块强度达到设计强度的100%时才能拆除，以有效地防止因拆模过早导致结构受损而产生的裂缝。强化混凝土施工过程中的管理和浇捣后的养护。

5)混凝土的振捣。现浇混凝土楼板必须采用平板振捣器振捣，水平和垂直方向各一遍，每次振捣相互重叠1/3的振捣宽度，不留施工缝。在初凝后和终凝前应用木抹子赶平压实及用铁抹子赶压三遍，减少收缩裂缝的出现。在实际施工时，往往浇筑厚度都偏高，超过了300 mm～500 mm的标准［4］。

6)避免过早加载。加强教育和管理，使全体操作人员充分重视保护板面负筋的正确位置。行走时，应自觉沿钢筋马凳支撑点行走，不得随意踩踏中间部位钢筋。主体结构的施工速度不能强求过快，楼层浇筑完后的必要养护必须获得保证;主体结构阶段的楼层施工速度宜控制在至少6 d～7 d一层为宜。

7)混凝土的养护。混凝土浇筑完毕12 h内，及时进行合理养护，保证规定的养护时间，一般情况下不少于7 d，对掺有外加剂或抗渗混凝土养护不少于14 d，提高混凝土自身拉伸应变能力，防止干缩变形出现裂缝。

8)混凝土强度要均衡。混凝土强度等级的影响在高层建筑的施工中，墙、柱混凝土的强度等级一般比梁板混凝土的强度等级高，施工单位有时为了施工方便，常把梁、板的混凝土等级提高到与墙、柱相同。这种做法很容易征得现场监理人员的同意，却无形中提高了混凝土的收缩应力，而楼板面又较薄，与空气的接触面较大，更容易产生收缩。对于强度要求较高的混凝土，水泥用量较多，水化热大，温升速率大，一般可达35℃～40℃，加上初始温度可达70℃～80℃，混凝土的热膨胀与冷收缩拉伸值大，易产生裂缝。因此，在条件许可的情况下，施工单位尽量不要随意提高混凝土强度等级。

9)后浇带施工注意事项。后浇带应严格按图纸要求施工，制定施工方案，清除后浇带中多余松动的石子、杂物等。杜绝在未浇筑混凝土前就将部分模板、支柱拆除而导致梁板形成悬臂，造成变形或结构的提前破坏。浇筑后浇带混凝土前，必须用水将后浇带部位清洗干净。

4 对已产生裂缝的弥补处理

采取上述综合性措施加以预防后，由于各种原因仍可能有少量楼面裂缝产生。当这些楼面裂缝发生后，应在楼地面和天棚粉刷前预先作好妥善的裂缝处理工作，然后再进行装修。楼板基底用钢丝刷清理干净后，用低粘度改性环氧树脂沿缝涂抹，宽度约100 mm，自然干燥后尽快粉刷封闭。有楼地面装修层的楼层，找平层较厚，可通过在找平层中增设钢丝网进行加强;楼板底则粉刷层较薄，且通常无吊顶遮盖，更易暴露裂缝，影响美观，建议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采用碳纤维粘贴加强)。复合增强纤维的粘贴宽度以350 mm～400 mm为宜，能够起到良好的抗拉裂补强作用，是目前较理想的裂缝弥补措施。发展纤维混凝土，在普通混凝土中掺入少量的抗裂合成纤维，其掺量为0.6 kg/m3～1.8 kg/m3，可以控制混凝土的早期裂缝。

5 结语

现浇钢筋混凝土楼板裂缝是工程中常见的质量通病，大量工程实践说明，只有在设计和施工过程中针对各影响因素考虑全面、细致，严格遵守设计和施工规范，弄清裂缝出现的原因，再加以正确的处理措施，裂缝是可以得到控制和预防的。

［1］GB 50204-2002，混凝土结构工程施工质量验收规范［S］.

［2］GB 50010，混凝土结构设计规程［S］.

［3］JGJ-55，普通混凝土配合比设计规程［S］.

［4］JGJ/T 10-95，混凝土泵送技术规程［S］.