现浇混凝土楼板裂缝成因及预防措施

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(太原市建设工程质量监督站，山西 太原 030009)

1 概述

随着经济的发展与技术的不断进步，房屋建筑的设计理念日趋完善，施工技术也不断成熟，现浇混凝土楼板结构以其整体性好、良好的抗震性能与较短的施工周期取代预制楼板结构和砖混结构，成为主流的建筑结构形式。在提高抗震性与整体性的同时，现浇混凝土楼板裂缝成为广大技术人员关切的问题之一，这些裂缝的存在不仅影响建筑物的观感和使用性能，而且容易诱发钢筋锈蚀，严重影响混凝土结构的耐久性，甚至给结构安全埋下隐患。此外，处理这些裂缝需耗费大量的时间与资源，因此从源头分析这些裂缝产生的原因，如何避免裂缝的产生和进一步发展显得至关重要。

2 现浇楼板裂缝常见形态及特征

现浇混凝土楼板裂缝是目前混凝土诸多病害中较难根治的一种，其成因复杂，因此需要对不同位置的裂缝进行具体分析，提出有针对性的预防措施。

据统计，在现浇混凝土楼板中，裂缝的主要表现形式及形态包括以下几种：

1)现浇板角部45°裂缝，呈斜向发展。此类型裂缝较为普遍的出现在墙角位置及内外墙交界处，多数裂缝穿透楼板贯通发展，裂缝形态主要表现为中间宽、两头窄，与外墙45°斜交。通常情况下，斜裂缝有2条左右，楼板底面也至少会有1条，楼板底部裂缝通常位于二者之间或与其中一条重合。

2)楼板跨中通长裂缝，呈直线发展。此类裂缝一般与板的长边或者短边平行，具体分布位置与数量具有一定的随机特征，但通常以纵向和横向居多。横向裂缝与现浇板短边平行，纵向裂缝与长边平行。在大跨度结构中，其跨中位置为裂缝多发处，裂缝形式以横向为主、纵向为辅。在连续长横墙附近裂缝通常表现为纵向特征，附带现浇板面会出现不规则发散裂缝。

3)穿线管附近裂缝。此类裂缝常出现在埋设管线的位置，一般顺着管线方向开裂，表现为上下贯通、宽度较大。如在天花板上的吊灯附近，由此可以推断此类裂缝与预埋管线的方式不当有重要关系。

4)支座边裂缝。此类裂缝通常出现在跨度较大的区域，比如大厅板顶位置。裂缝多数与支座方向平行，有些呈现贯通特征，表现为板面缝宽大于板底缝宽，具有显著的弯曲受拉特征。

5)负弯矩钢筋端头处的裂缝，一般出现在现浇板边缘，呈直线发展。

6)其他不规则裂缝。这些裂缝有些是表面裂缝，有些是贯穿裂缝，且大多数宽度不超过0.3 mm。

统计表明，超过70%的裂缝出现在混凝土浇筑后的6个月之内，其后产生的裂缝数量较少。

3 裂缝成因分析

3.1 材料原因

1)水泥中的生石灰或氧化镁等材料的存在，会引发混凝土水化后体积快速膨胀，产生收缩裂缝。

2)骨料中的含泥量会在混凝土干燥的过程中引起不均匀收缩，产生网状裂缝，此类裂缝多为不规则裂缝，且为非结构性裂缝。

3)混凝土中的粗骨料如安山岩、玄武岩等材料易与水泥产生化学反应，生成碱—硅凝胶，这种材料具有很强的膨胀性，引起混凝土现浇板发生膨胀破坏，从而产生裂缝。

4)混凝土要求具有较好的和易性，尤其是商品混凝土，为了便于浇筑，配制出的混凝土通常具有流动性好和坍落度大等特点。同时相应的也容易产生粗骨料和砂浆分布不均的现象，混凝土脱水收缩过程中，极易形成表面裂缝。

3.2 设计原因

1)建筑平面设计不当。

当前建筑形式追求个性多变，造成结构形式也较为复杂，容易产生应力集中现象，引起混凝土板局部开裂。此种类型的裂缝多数出现在线形突变处，比如外立面转角、楼梯间、天井等薄弱部位。过长的现浇板长度以及过大、过小的伸缩缝间距会引起混凝土收缩产生拉应力集中在跨中部位，从而产生横向裂缝。

2)结构形式的影响。

经统计发现，纯剪力墙结构出现裂缝的概率及数量较框架结构大，双向板出现裂缝的概率及数量较单向板大，这是由于不同的结构形式中现浇板所受约束不同所致。具体来说，对于纯剪力墙结构，现浇板四周的约束相比框架结构的来说更大，从而引起的次内力更大，更易产生裂缝。

3)现浇板设计参数的影响。

当前的房屋建筑结构设计理念中，追求轻巧美观的结构形式俨然成为一种趋势。尤其在一些大跨度结构设计中，为减轻结构自重，通常把现浇板做的十分轻巧，达到美观效果的同时，结构的刚度也得到了很大的削弱。刚度降低，下挠就会变大，加之混凝土徐变的效应，当现浇板底部拉应力超过混凝土的抗拉极限强度时，就会引起开裂。若提高混凝土强度，纵然可以提高混凝土的抗拉极限强度，但必然要加大水泥用量，带来收缩徐变的问题，引起开裂。

3.3 施工原因

施工过程中诸如临时荷载、养护条件不足、结构薄弱环节处理不当等因素对混凝土现浇板产生裂缝具有很大的影响，具体分析如下：

1)施工临时荷载的影响。

GB 50204—1992混凝土结构工程施工及验收规范第4.5.4条规定“在已浇筑的混凝土强度未达到1.2 N/mm2以前，不得在其上踩踏或安装模板及支架”。在当前施工工期普遍较为紧张的情况下，第1天浇筑混凝土，第2天就开始进行砌筑是常见现象，加之浇筑后的楼板可能随时承受临时施工荷载，养护条件不到位等因素，严重影响了混凝土的密实性。现浇板混凝土并非匀质材料，其组成也相当复杂，在施工荷载的扰动下，容易给结构留下“先天缺陷”，产生裂缝与变形。

2)施工养护条件的影响。

根据国内有关试验，处于湿润养护条件下的混凝土极限抗拉强度较干燥环境养护的大20%～50%。曾有国外学者开展关于养护条件与混凝土耐久性的课题研究，结果表明：养护条件的差异可以较大程度的改变混凝土内部结构、浸透性与吸水性。尤其对于混凝土现浇板这种表面系数较大的构件，在凝固初期，由于表面水分流失快，混凝土强度低，自身不能够抵消内部张力，故容易产生裂缝。

3)施工薄弱环节处理不当的影响。

混凝土的浇筑过程并非连续，而是分阶段、分步骤进行，尤其对于大跨度混凝土结构，施工接缝处的接槎属于薄弱部位，新旧混凝土连接处若不能得到妥善处理，极易在该部位产生收缩裂缝。对于预埋管线部位，施工质量难以保证，有的多管线交叉，严重削弱了混凝土的有效截面，致使混凝土现浇板刚度降低，抵抗变形的能力减弱，在温度应力或混凝土收缩时，容易在该处产生裂缝。

4 现浇楼板裂缝的预防措施

裂缝作为工程结构中最为常见的一种病害，具有形成原因复杂、分布范围广和根除难度大等特点，裂缝控制是一门综合性很强的学科，也是当前国内外学者研究的热点之一。结合工程实际，现从材料、设计和施工等方面对混凝土裂缝采取以下预防控制措施。

4.1 材料方面

原材料是混凝土现浇板产生裂缝的主要内因，因此在原材料选择方面应采用以下措施避免现浇楼板产生裂缝：

1)有关研究表明，每立方米混凝土水泥用量增减10 kg，产生的水化热将会使混凝土的温度相应升高或降低1 ℃。因此优先选用低热矿渣硅酸水泥，可以达到减少水泥用量、充分利用混凝土后期强度的目的。

2)根据施工现场具体情况确定混凝土配合比。通过采用级配良好的粗骨料、严格控制水泥用量、减少混凝土中含泥量等方法，确定合理的混凝土施工配合比，有助于提高混凝土的抗裂强度。

3)适当掺加粉煤灰和外加剂。有关试验表明，在混凝土中掺加20%的粉煤灰，可以将混凝土水化热温度降低30%以上。外加剂具有减水和分散作用，提高强度的同时可以有效降低用水量，降低水化热温度，延迟放热高峰的出现时间，减少温度梯度过大引起的裂缝。

4.2 设计方面

为降低设计因素对混凝土现浇板开裂的影响，可以采用以下措施预防裂缝的出现和开展。

1)减小现浇板长度，通过设置伸缩缝将建筑物分割成多个单元，达到减少约束作用带来的不利影响。

2)采用小直径、小间距配筋的方式进行结构设计，防止产生宽度和深度较大的裂缝。多数情况下，此种形式的配筋可以将数量少、宽度深度较大的裂缝转化为数量多、宽度深度较小的裂缝，从而达到控制裂缝发展的目的。

3)实践证明，建筑角部配筋采用双层双向配筋，可以有效减少45°斜裂缝的出现和转移。

4)建筑设计应尽量避免不规则形式，若不可避免时应在突变处增加拉梁等构件，并增加配筋，消除应力集中所造成的不利影响。

5)建筑结构应在追求轻巧美观的同时加强结构刚度的考虑，采取适当增加板厚、适当提高混凝土强度、减小预埋管线对截面的削弱等措施，抵抗和消除建筑结构刚度不足引起的下挠裂缝。

4.3 施工方面

1)严格规范施工过程，避免混凝土凝固过程中受到扰动。流水施工作业应采用小流水段进行施工，混凝土现浇板在凝固初期应避免上人和机械设备，砌筑时间节点应选择在混凝土强度达到或超过5 N/mm2后。为保证工期，混凝土可采取早强措施，确保混凝土不在早期受损。模板不宜拆除过早，一般应在上一层楼板混凝土浇筑完毕后再拆除下层模板，防止新浇筑的混凝土在振捣过程中，外力和振动过大引起下层结构发生荷载重分布或局部集中。

2)改善养护工艺，减少混凝土收缩。养护条件的好坏在混凝土凝固初期起到至关重要的作用。施工过程应按照规范要求，在规定的养护时间进行养护，现场可设定专人进行管理。具体措施上可采用喷雾器将水均匀喷洒在混凝土现浇板表面，这种做法既不影响下道工序，又可起到良好的养护效果，且水分分布较为均匀。混凝土中的水泥在潮湿环境下可充分水化，提高了混凝土的抗拉极限强度，限制裂缝的产生。

3)重视薄弱环节的处理，预防裂缝产生。施工过程中应对施工缝、预埋管线部位和变形缝等薄弱环节进行严格处理，必要的情况下可以制定专项施工方案，做好现场技术交底，严格按照规程作业，确保薄弱环节不产生影响结构安全性的裂缝。

5 结语

钢筋混凝土现浇楼板裂缝是当前工程界较难克服的“顽疾”之一，综合来说，裂缝产生的原因主要源于材料本身、设计和施工等方面的缺陷。相对于裂缝产生后的后期处理，应该提倡采取“预防为主、防治结合”的策略，本文从以上三个方面进行了较为系统的梳理和分析，针对不同原因提出了相应的预防措施，对于减少混凝土现浇板裂缝具有一定的实际工程意义。