某工业厂房混凝土顶板裂缝原因分析与处理方法

费伟 陈炜 张茂刚

摘 要：裂缝是建筑物常见的病害之一。混凝土构件裂缝过大会导致其内钢筋及混凝土腐蚀，从而失去承载能力导致严重的工程事故。本文结合某混凝土框架结构厂房的工程实例，探讨现浇混凝土板裂缝检测鉴定的方法及检测内容（宏观检测、混凝土强度检测、保护层厚度检测等），并对不满足要求的板构件提出加固方案。

关键词：工业厂房;缓凝土顶板;裂缝;原因

中图分类号：TU375.2文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）32-0080-03

Analysis and Treatment Method of Crack of Concrete

Roof in an Industrial Factory

FEI Wei CHEN Wei ZHANG Maogang

（Wuxi City College of Vocational Technology，Wuxi Jiangsu 214153）

Abstract： Cracks are one of the common diseases in buildings. Excessive cracks in concrete components will lead to corrosion of reinforcement and concrete， thus losing bearing capacity and leading to serious engineering accidents. Combining with an engineering example of a concrete frame structure factory building， this paper discussed the methods and contents of crack detection and identification of cast-in-place concrete slabs （macroscopical detection， concrete strength detection， thickness detection of protective layer， etc.）， and put forward strengthening schemes for slabs that do not meet the requirements.

Keywords： industrial workshop;retarded soil roof;crack;reason

随着我国国民经济的进步与发展，土木工程作为城市建设发展的重要行业，也取得了日新月异的发展。钢筋混凝土是土木工程中常用的材料，因具有良好的力学性能与耐久性等优点，在工程建设各领域占据主导地位。此外，混凝土具有较强的抗压强度。但是，其抗拉强度较低，通常只有抗压强度的十分之一左右，任何显著的拉弯作用都会使其微观晶格结构开裂和分离，从而导致结构构件的破坏。钢筋混凝土构件虽然允许一些裂缝存在，一些非结构性的裂缝不会对构件的安全性产生影响，但在实际使用过程中却会影响构件的美观性和耐久性。本文通过工程实例介绍了楼板产生裂缝的原因，以期为类似的工程案例提供借鉴。

1 工程概况

某工业厂房为地上两层局部四层的钢筋混凝土框架结构建筑，建筑高13.9m，抗震设防烈度为7度，结构主体于2018年6月全部封顶。在顶板浇筑完成后，发现顶板上表面出现开裂，下雨后发现板底裂缝比较严重，并且有渗水现象。业主方为了解混凝土楼板裂缝的原因及安全状况，委托有资质的检测机构进行结构安全性检测与鉴定。

2 结构构件开裂情况

该厂房混凝土柱、梁、板都已经施工完毕，检查混凝土柱与混凝土梁表面，没有发现明显裂缝与变形，且柱梁连接点正常，表面也没有明显的裂缝与变形。但是，混凝土楼板出现蜘蛛网式开裂，渗水严重。楼板混凝土钻芯取样时发现，裂缝大部分为贯穿裂缝，楼板裂缝宽度约为0.62mm，楼板裂缝开裂情况见图1和图2。由于雨后楼板渗水严重，现场未再做蓄水试验来检验渗水情况。翻阅主体结构沉降观测记录，厂房各独立柱基没有出现明显的不均匀沉降现象，也没有发现中间有沉降速率异常的情况，所以排除楼板裂缝是由主體结构沉降造成的[1]。

3 开裂楼板混凝土质量验证

查询现场使用的预拌混凝土出厂配合比单可知，混凝土配合比满足相关规范的要求，详细配合比见表1。现场使用的混凝土强度等级为C30;浇筑部位：框架二层楼面;出厂坍落度为160mm±30mm;浇筑总量为320m3。施工记录显示，现场混凝土坍落度符合要求，混凝土浇筑为连续浇筑，现场情况良好，未出现胀模、爆模等异常情况[2]。

混凝土楼板强度经过现场混凝土回弹，混凝土强度推定值为30.2MPa，满足设计要求。对现场钢筋混凝土保护层进行检测，结果显示：混凝土钢筋保护层厚度为10～23mm，满足规范要求。同时，也对现场的楼板厚度进行检测，结果表明：楼板厚度为95～108mm，满足规范要求。

4 开裂混凝土楼板现场沉降观测验证

查阅主体结构沉降观测记录可知，厂房各独立柱基没有出现明显的不均匀沉降现象，也没有出现中间有沉降速率异常的情况，所以排除楼板裂缝是由主体结构沉降造成的。某柱详细沉降表见图3。

5 楼板开裂原因分析

对混凝土楼板进行荷载验算，结果满足规范要求，排除地基不均匀沉降、混凝土强度等因素，初步判定该项目的混凝土楼板开裂是由混凝土材料或现场施工浇筑不合格引起的。

该项目混凝土楼板浇筑后，不排除由于水泥体积安定性不合格导致的混凝土的裂缝，混凝土在凝结硬化过程后，体积变化不均匀，导致混凝土构件产生膨胀性裂缝[3]。

混凝土的收缩特性也是引起大部分混凝土裂缝产生的主要原因之一。混凝土的收缩变形是其一个主要特性。浇筑后的混凝土表面受风吹、日晒、外部的高温度和低温度等因素的影响，随着混凝土表面水分的蒸发，内部水分逐渐向外部迁移，继续蒸发水分，造成混凝土在塑性阶段的体积收缩，从而导致后期产生裂缝。该项目混凝土楼板施工时间为冬季，浇筑期间有冰冻，混凝土浇筑完成后，未及时进行有效覆盖和保温养护，从而导致裂缝发展。混凝土楼板表面水分散发比较快，而周围的梁由于模板包裹性比楼板好，因此，水分散发比楼板慢。这使得混凝土楼板产生的收缩变形大于混凝土梁，导致混凝土楼板在干缩的同时，内部与混凝土梁产生应力，从而导致裂缝。

施工单位施工操作不当也是产生混凝土裂缝的主要原因之一。在施工过程中，不按照施工操作规范要求，如私自在混凝土中加入水;楼板钢筋在安装过程中没有按照规范的要求采用合理的固定措施，固定点间距过大等;浇筑过程中，踩踏楼板上部钢筋，导致上部钢筋下陷，这些都是导致楼板产生裂缝的原因。由于当时临近年关，施工单位为了保证年底的施工工程量结算，大幅度提高施工进度，混凝土早期强度未达到，就在楼面上部继续下道工序。钢筋部位出现裂缝，说明在施工过程中混凝土振捣也不到位。当时临近春节，混凝土浇筑从早晨浇筑到后半夜，在后半夜浇筑过程中，混凝土振捣不到位的可能性比较大。现场施工员回忆，裂缝严重区域大部分都是半夜浇筑的区域。混凝土浇筑完成后，现场未进行有效的收水处理，消除早期裂缝;未及时进行覆盖养护，加速了裂缝的扩展。

6 楼板裂缝处理方案

由于现场楼板开裂情况比较严重，所以，对于裂缝严重和裂缝宽度大于0.3mm的板，全部凿除重新浇筑。在凿除过程中，应注意保护旁边现有构件，尽量保证原板钢筋基本完好，梁顶应凿除保护层，露出上部钢筋表面。如果原板钢筋有破损，应该按原设计要求进行增补。在板与梁的交界处，板上部应增设负弯矩钢筋[4]。

原混凝土楼板厚100mm，为了防止梁与后浇板处出现裂缝，建议在满足楼面使用要求前提下，应将原楼面找平层纳入板厚，一次成型，确保梁顶混凝土厚度不少于50mm。

新浇筑混凝土材料应该满足规范要求，采用微膨胀混凝土。在浇筑过程中，严禁加水，浇筑完成后应做好收水紧面工作，成型表面应该符合楼地面质量要求（一次成型），覆盖养护不少于14d，并做好成品保护。

为了防止部分老混凝土楼板裂缝继续发展，可在板底贴双向碳纤维布。碳纤维加固主要有以下几个优点。

①几乎不增加结构的自重，材料自重较小，与钢结构构件施工的材料运输费用减少90%，人力资源损耗也是成倍减少。

②几乎不改变结构的几何尺寸，由于碳纤维布只有几毫米厚，利用环氧树脂胶粘贴后也不会超过1cm，同时，无论加固的构件现状如何复杂、不平整，碳纤维布都能紧密地与原构件粘结，这是其他加固手段无法完成的。

③耐久性高，恶劣环境下耐久性优于传统法的钢结构。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，其比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3 500MPa以上，是钢的7～9倍，抗拉弹性模量为23 000～43 000MPa，亦高于钢。

④材料稳定性高，易于控制施工质量。

⑤施工周期短，易于施工。

⑥长期的经济效益好，保养龄期到后，基本不需要维护。

在粘贴碳纤维材料之前，首先应确认粘贴表面没有粉尘，并且干燥。气温在超过5～60℃，相对湿度大于70%时，如果没有采取有效措施不得进行施工。

7 结语

楼板裂缝严重损害建筑结构安全，企业应加强对施工过程的管理，严格选材，狠抓工程质量，避免此类工程质量问题频繁出现。

参考文献：

[1]张灿民.某住宅楼楼板裂缝成因及安全性技术鉴定[J].福建建材，2018（4）：30-32.

[2]唐玉文.某住宅小區现浇楼板裂缝调查及成因分析[J].成都工业学院学报，2018（3）：47-50.

[3]陈红安.碳纤维布在混凝土加固工程中的应用[J].硅谷，2009（12）：84.

[4]王德刚.混凝土搅拌站对混凝土裂缝原因的预防与对策[J].城市建设理论研究（电子版），2015（28）：1112-1113.