现浇楼面裂缝产生原因与防治技术分析

陈 伟

（启东建筑集团有限公司，江苏 南通 226200）

结构裂缝是影响建筑正常使用状态的主要因素。若是将裂缝产生的原因作为分类依据，可以划分为结构变形导致的裂缝与荷载导致的裂缝两种。实际工程实践当中，导致结构物产生裂缝的原因有多种，常见的有地基不均匀沉降、温度变形等，其中温度变形所导致的裂缝所占比例非常大。在实际住宅工程楼面施工中所面临的一个难点就是砼现浇钢筋混凝土楼面裂缝，这不仅会影响施工质量，还会导致纠纷、投诉、索赔等一系列问题。

文章将侧重点放在变形变化引起的裂缝问题上，此变形覆盖了温度（气温、太阳辐射和水化热、生产热等）和湿度（失水干缩、自生收缩和碳化收缩等）两个方面。为了避免楼面裂缝的出现，文章从施工技术方面进行全面的主要原因分析，提出了施工过程中必须执行严格的技术要求，采取有效的综合治理措施，达到有效控制楼面裂缝产生的目标。同时，根据楼面裂缝的大小和出现的部位不同，因地制宜采用不同的方法，取得抗拉裂补强效果。

1 楼面裂缝产生的原因

1.1 混凝土本身的性质存在缺陷

混凝土是典型的非均质材料并具有较高的脆性，具体体现如下：

（1）温差产生的收缩。事实上，水泥水化的过程是放热的过程，一般水化热为165～250J/g，而且绝热强度还会随着混凝土水泥用量慢慢升高，并且很有可能升高到50～80℃。有关研究表明，要是混凝土的内外温差能达到10℃，那么其产生的冷缩值则为∑=△T/d=0.01%；而如果温差达到20～30℃，此时产生的冷缩值可达到0.02%～0.03%；然而如果它的数值比混凝土的极限拉伸值大，那么往往会使其结构开裂。

（2）干燥产生的收缩。水泥遇水后会形成硬化物，从而使绝对体积减小。相关研究表明，100g水水化后的化学缩减值为7～9mL，这就需要把混凝土水泥的用量控制在350kg/m³，这时形成的孔缝体积约为25～30L/m3，这也是出现混凝土极限值缩小和抗拉强度降低的主要原因。100g水泥会蒸发6mL浆体，而在前述水泥用量的情况下，干燥条件下混凝土的水分蒸发量高达21L/m³，如果毛细孔缝中的水溢出来，那么则会形成毛细压力，导致混凝土毛细收缩，由此引起水泥砂浆的干缩值达到0.1%～0.2%，而混凝土干缩值则可以达到0.04%～0.06%，在这种情况下，混凝土的极限拉伸值仅有0.01%～0.02%，易引起干缩裂缝。

（3）塑性产生的收缩。混凝土初凝前容易出现水分快速蒸发或者泌水的情况，会造成失水收缩，从而引起水泥和骨料之间的不均匀沉缩变形，原因在于它出现在混凝土终凝前的塑性阶段，因此也可称其为塑性收缩，收缩量为1%左右。但如果混凝土养护不良或者抹压不及时的话，往往极易出现龟裂，此时其宽度高达1～2m，称其为表面裂缝。水灰比如果比较大，而且水泥用量大且水泥活性高，则水泥颗粒越细，外加剂的保水性能也就越差。这时引起混凝土塑性收缩的原因有很多，包括含泥量大、环境温度高、粗骨料含量少、水灰比过大、活性高等，另外收缩的加剧也容易形成表面开裂。

1.2 材料、施工工艺和管理方面的影响

（1）材料方面的影响。①导致商品混凝土原材料出现质量问题的因素有很多，常见因素如下：骨料中含泥量过多；水泥膨胀异常；水泥凝结异常；碱性骨料与碱性极强的水泥起化学反应，生成有膨胀能力的碱-硅凝胶从而导致混凝土膨胀破坏；采用中细砂或粉砂，其细度模数比较低；如果外加剂或者掺和料选择得不恰当往往也会造成严重的收缩问题，具体表现在采用大量粉煤灰掺量，选用低价位、低性能的外加剂。②商品混凝土配合比不当，砂、石级配不合理，粗骨料少。

（2）施工工艺方面的影响。①混凝土坍落度过大、水灰比过大。水灰比的变化会直接影响混凝土强度值，外加剂和水及水泥等一些计量环节中出现的偏差同样会直接影响混凝土强度，而随着水泥用量的不断增大，又会使坍落度或者收缩性不断增加。②配制而成的混凝土收缩比较大（前提是使用含泥量大的粉砂），降低了抗拉强度，从而引发塑性收缩，导致裂缝产生。③适当添加外加剂有利于提升混凝土密实性，促使混凝土抗碳化性的提升，从而促使其碳化收缩减少。在同等保湿条件下，若是采用一定量的减水防裂剂，能够使用水量减少15%左右，从而有利于改善水泥浆稠度，混凝土泌水与沉缩变形也能够进一步减少，但是务必要控制好用量，若是用量控制不当反而会起到负面效果。④楼面模板支撑体系自身存在缺陷。对计划中的临时大开间面积材料堆放区域部位的模板支撑体系没有提前考虑或者是提前实施采板加密立杆的环节（其中包含了立杆纵横向间距都需要控制在800mm以下），由于工期等诸多方面的原因，导致该区域刚度直接减弱了抗冲击振动荷载的能力，导致支座负筋位置形成下陷，同时保护层也过于大，引起板面上部沿梁支座位置发生裂缝；并且未于区域范围内新筑混凝土范围内或者是在混凝土表面铺设马道，从而无法达到保护或者扩散应力的作用，也就缺少防止裂缝发生的措施。⑤混凝土振捣之后，粗骨料会沉落，此时就会挤出水分及空气，混凝土表面呈现泌水而形成竖向体积缩小并伴有沉落，这种情况下表面砂浆层会表现出比较高的干缩性能，等到水分完全蒸发之后，便很容易形成凝缩性裂缝。⑥振捣混凝土结束之后的养护工作做得不到位。该因素同样是导致混凝土表面发生裂缝的核心原因。在施工过程中因为急着赶工期往往会影响弹线或者施工人员作业，所以对于楼面混凝土如果在早期时养护浇水的时间比较短，由于这时处于混凝土早期，因此其强度相较而言比较低，无法抵抗这种应力就会形成开裂。尤其在冬夏两个季节，昼夜温差比较大，若养护工作做得不到位很容易造成混凝土表面因内外温差影响而开裂。

（3）施工管理方面的影响。①因施工缝设置或者后浇带施工中不仔细而导致出现裂缝。为便于施工或者合理解决混凝土收缩以及温度应力问题，往往会在实际结构施工过程中留置施工缝或者采取施工后浇带法，因此实际施工过程中并没有完全按照设计进行施工，如没有留设垂直施工缝，后浇带没有支模板及没有设置垂直钢丝网等，容易引起斜坡槎；未将混凝土的疏松部位彻底清除，或者没有将施工现场清理干净等都会引起混凝土表面裂缝问题发生。②对绑扎成型好的楼板钢筋特别是板面负筋未采取严格的成品保护措施，造成钢筋弯曲，保护层过大，容易造成楼面裂缝。③浇筑混凝土之前对模板浇水的量不足，这样很容易引起模板吸水量大的问题发生，从而导致混凝土塑性收缩而形成裂缝。④商品混凝土供应间歇时间长，不能保证混凝土浇捣，导致现浇楼面施工冷缝增多，容易产生裂缝。⑤施工中一味追求工期，在混凝土强度未达到1.2MPa以上就过早进行堆载施工；为了减少周转材料投入，通常楼面混凝土强度还没有达到规定的拆模强度时就强制性将模板拆除，所有的这些均是导致混凝土表面产生裂缝的主要原因。

2 楼面裂缝的防治措施

理论研究和实践证明，混凝土开裂主要是混凝土的拉应力引起的，而混凝土抗拉强度的随机性和离散性又是非常高的，因此精心的设计、选材和施工可以提高混凝土的抗拉和抗裂性能。通过分析楼面裂缝产生的原因，可采取以下防治措施。

2.1 设计方面的防治措施

房屋四个阳角处存在纵横方向剪力影响或者刚度较大的楼面梁影响，而约束了楼面混凝土的变形，故如果温差有变化时混凝土收缩，一般在混凝土板面较薄弱的位置（即在分离式配筋负弯距筋或者放射性末端结尾的地方）会先出现裂缝，且裂缝呈45°斜角。但是从设计角度分析，设计人员在现浇板的配算计算工作中忽视了板面在正常使用或由其正常使用过程中具体承受的荷载导致的挠度和裂缝宽度验算环节，且未充分按温差和混凝土收缩特性等多种因素作综合考虑，由此引起裂缝的产生。为此，在设计方面应根据“抗”与“放”的原则，根据工程特点采取如下方法：

（1）选择合理的平面和立面设计。避免截面的突变，从而减小约束应力。

（2）加强构造设计降低结构约束。做好“抗”和“放”的良好结合，合理设置后浇带和留设施工缝。

（3）实行细筋密布的配筋原则。配置细而密的构造钢筋以提高混凝土的韧性。

（4）强化配筋构造措施，并以此来提高配筋率。于比较容易发生裂缝的地方如外墙四角的位置增放设筋，并于贴近外墙开间的位置增设双层双向筋，这样做能避免边间楼或板角出现裂缝。

（5）选择合理适当的钢材规格或钢材品种。提出的要求应该是严格控制好其配筋的初始裂缝，且这种情况下可尽量选择一些质地比较小且光圆的钢筋，但如果楼面对初始裂缝不太敏感，或者对裂缝宽度要求相对比较高，这种情况下需要选配滑动刚度较高的螺纹筋。

（6）合理确定混凝土强度。优先选择中低强度等级的C20～C35混凝土，不宜超过C40，利用后期强度代替28d强度。

2.2 材料方面的防治措施

只要确定了工程结构设计和构造方案或者施工方案之后，才会由混凝土材料的组成或者配合比来决定混凝土的收缩变形及相关的力学性能，最终决定基于对应的控制裂缝的措施实施过程中裂缝是否继续开裂，这也是能够有效预防楼面裂缝发生的最根本的途径，更是施工质量管理中的根本性工作。

（1）优选有利于降低水化热、减少收缩、提高抗拉性能的混凝土配合比。混凝土配合比设计应按现行的《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55—2011）执行。混凝土配合比应通过计算和试配确定，对泵送混凝土尚应进行试泵送。设计时应全面考虑，多用骨料，少用粉料，以减少裂缝产生；选用水化热低的水泥品种，减少水泥用量，降低水化热和收缩值，通常相较于普通水泥，矿渣水泥的收缩应力更大一些。与此同时，粉煤灰水泥以及矾土水泥收缩应力就会小很多，另外快缩水泥的收缩应力就比较大一些，矿渣水泥、粉煤灰水泥往往要比普通水泥水化热度更低一些，因此需要结合结构厚度或者其特点来对水泥品种进行选择；必须保证混凝土掺和量及掺和比例控制在合理范围以内，确保混凝土早期强度不会受到影响，进一步使混凝土的抗拉性能有所提高；掺加适量的减水剂，可以在保证良好和易性的前提下大幅度减少水用量，达到降低水灰比的目的，推荐使用YJ-2型减水剂；合理优选性能好的外加剂和掺合料。

（2）选择合适的骨料品种。其质量应符合现行标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ 53—92）和《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ 52—2006），尽量选择级配良好且最大粒径尽可能大的碎石，骨料越粗，收缩越小，骨料粒径越细，砂率越高，收缩越大。不宜采用吸水率大的骨料，骨料应预先润湿。粗细骨料中含泥量越大，收缩越大，抗拉强度越低，必须严格控制含泥量，含泥量越低越好，收缩越小，抗拉强度越高，对抗拉有利。

2.3 施工工艺和管理方面

（1）科学安排楼面施工作业计划。①严禁主体结构施工的速度过快，确保将楼层混凝土浇筑结束后的养护工作做到位。应该控制主体结构段楼层的施工速度在每层6～7d为最佳，目的在于延长楼层混凝土的养护工作的时间。②科学合理安排各工种交叉作业时间。绑扎完楼面板底钢筋之后，需要及时进行线管预埋的穿插工作，尽量不要留尾巴，尽可能地减少板面钢筋绑扎之后剩余的工种作业人员数量。③于楼层混凝土浇筑结束后24h以内，做测量、弹性、定位等一些准备工作，在这期间，仅可以进行一些框架柱或者暗柱钢筋的焊接工作，一定不能进行吊缷大宗材料的工作内容，防止冲击振动。等到24h之后，可以分批次吊运少量的框架柱、剪力墙钢筋或者暗柱等实施绑扎工作，第三天时可以开始吊卸钢管等大宗材料或者进行支模施工等工作。

（2）楼面模板支撑体系采取加强刚度的措施。①楼面现浇板的模板选择保温性能好的胶合模板，其支撑体系的强度、刚度、稳定性应充分考虑能够满足各种可能的施工荷载的需要，应该在模板支撑立杆的下部和楼面接触的位置设置楔子将其顶紧，避免混凝土于浇捣途中以及成型之后发生局部变形。②需要提前在计划临时大开间面积材料堆放区域模板支撑架搭设前进行加密立杆（需要将立杆的纵横间距控制在800mm以下），同时进行格栅增加模板支撑架刚度的强化措施，用于提升刚度，且降低变形发生的概率，作用是为了提升区域内的抗冲击振动荷载。

（3）楼面不得出现集中荷载，控制和减少楼面冲击力和振动力影响。楼面上部结构施工时，对于吊运及传递上来的各种材料应该使其分类分散就位，切忌过多集中堆放，且必须做到轻卸轻放，目的在于有效控制或者减少楼面荷载冲击力及振动力。此外还需要于堆放材料区域新筑混凝土表面铺设旧木模及跳板进行保护或者扩散应力，避免产生裂缝。

（4）加强预埋线管的细部处理。在多根线管集线的地方往往会使截面混凝土受到比较多的削弱，致使应力集中。对于比较容易发生裂缝的部位，由于预埋管线直径大且开间宽度大同时线管敷设走向与混凝土收缩以及受拉力方向（也就是重合于垂直面）又重合，这种情况下就会比较容易引起楼面裂缝问题。因此，如果管线比较粗和多线管集散的地方，需要设置与线管垂直的短钢筋网用于加强，通常建议使用Φ6～8mm的短钢筋，且应该将间距控制在150mm以下，另外两端部位锚固的长度也应该控制在300mm以下。在敷设线管时要避免立体交叉穿越问题，同时在交叉布线时应该用线盒，但如果是多根管线集散的情况下则应该呈放线形分布，同时还应该避免紧密性平行排列，确保线管底部混凝土的灌注工作不会出现差错以及振捣密实。要是线管足量，容易大幅度削弱集散口的混凝土，这时需要依照预留孔洞构造要求在其四周增设2Φ8～12mm的“#”形抗裂结构钢筋。

（5）采取加强楼面钢筋网的有效保护措施。钢筋在楼面混凝土板中往往是受到抗拉力以及起到抵抗外部荷载的弯钜及预防混凝土收缩或温差裂缝的双重作用，而此双重作用往往需要钢筋处于上下合理的保护层时才能保证其有效。通常施工中都会遇到楼面上层钢筋网保护的困难。究其原因是板上层的钢筋一般都比较细，但是施工环节如果有人踩踏则很容易造成弯曲或者变形和下坠的问题，这种情况下钢筋会离楼层模板更高一些，模板依托也就自然无法发挥保护作用；各工种之间进行交叉作业，这样会使得人数增大走动频繁，特别是在装卸混凝土泵管时没有地方落脚也就避免不了大量的踩踏，另外对于上层钢筋网的钢筋小马凳间距设置得太大，或者不设置的情况也存在（只是凭借楼面梁上部钢筋搁置或者是分离式配筋的拐脚作为支撑）。具体有效保护措施如下：①强化教育管理工作，促使所有的工作人员都能对板面负筋的正确位置有一个比较正确的认识。通行时沿着钢筋小马凳的支撑点或者梁板钢筋的根部位置行走，切忌随便踩踏中间钢筋。②混凝土垫块和模板依托基础上的楼面下层钢筋网会更加容易正确控制。然而如果垫块间距为1.5m时，就没有办法保证钢筋网的合理保护层厚度，因此应该使纵横向的垫块间距保持在1m以下且放置不少于两块。一定要在楼面双层双向（包含分离式配置负弯距筋）设置小马凳，且应该将横向间距控制在700mm以下（每平方米应该控制在2只或以上），尤其是Φ8mm或以下的细小钢筋，应该控制小马凳间距在600mm以下（每平方米不可超过3只）。③应该在一些密集通行的位置比如楼梯和走廊通道等搭设临时通道（或者铺设跳板均可），解决通行问题。④在混凝土浇筑之前需要安排足量的钢筋工进行及时的整修，尤其是在端部支座受力最大的地方和楼面容易发生裂缝的地方（包括四周阳角处、预埋管线处和大跨度房间位置）必须进行重点检查或者修复。⑤在一些比较容易出现裂缝或是负弯距筋受力最大的地方铺设临时活动跳板，目的是为了扩大接触面同时分散应力，避免上层钢筋因为踩踏过度而发生变形。

（6）严格控制混凝土施工中的施工质量。①为了使混凝土浇筑过程中的连续性得到保证，必须将施工前期的策划工作做到位。按照规定运输时间运输混凝土的设备，且必须保证商品混凝土的运输要有足量的运输车辆，以使浇筑工作能够顺利进行。一般情况下停工暴露的时间越长，其发生收缩的可能性往往会越大。②在楼面混凝土浇筑过程中禁止施工人员向商品混凝土中加水，派专人定期对混凝土坍落度进行现场检测，以满足施工需要。③混凝土施工中振捣要及时，不得漏振或过分振捣，特别是梁板交接处。混凝土下料时不得集中堆料，要求布料均匀；配备适当的振捣人员数量；平板式振动器应保证平板底面与混凝土全面接触，每一处均至混凝土表面注浆、无气泡和不再下沉后，方可缓慢向前移动，平板式振动器不能过度振捣，这样容易造成粗骨料下沉，会在表面处形成含水量很大的水泥浆层，从而造成表面体积碳水化收缩或者降低混凝土强度，引起混凝土板面发生龟裂；同时也在混凝土浇灌1～2h后，对混凝土二次振捣，表面拍打振实。④注意高温季节给开敞环境混凝土楼面带来的影响。环境及混凝土温度越高，收缩越大，必须采用适当措施缓凝。降低混凝土出机温度与入模温度：控制出机温度，搅拌站堆料场设置遮阳棚，采用地下水搅拌混凝土；降低入模温度：混凝土罐车到现场后用水浇车表面，混凝土输送管用麻袋包裹并经常用水浇湿降温。⑤注意冬季施工给混凝土楼面带来的影响。混凝土的防冻防裂是保证工程质量的两个主要方面，由于在防冻施工中必须考虑防裂，因而防裂即成主要问题。关键是减少混凝土的收缩，在冬季施工方面应严格选择混凝土的原材料及配合比；砂石骨料中不得含有冰块，严格控制混凝土的水灰比，因为混凝土水灰比对混凝土的抗冻性有决定性影响，随着水灰比的增加，抗冻性、抗拉强度和极限拉伸都降低；掺加抗冻早强掺和剂；保证混凝土连续、密实、整体，尽量减少施工缝，以提高混凝土的抗拉强度，减少收缩量；延长拆模时间，搭设挡风墙，避免混凝土因过早裸露、风吹、日晒而脱水。通过保温，严格控制内外温差，确保混凝土在强度达到5MPa之前，不受负温作用。

（7）提高混凝土保温保湿养护工作力度。混凝土的保温和保湿润养护工作在增长强度及各种性能的提高方面发挥着重要作用，一般来说，养护时间越长往往收缩也就越小。基于此，施工过程中一定要覆盖麻袋或草包，做好长达一周左右的保湿养护工作，另外还建议喷HL等品种的养护液，减少成本同时提高工效，这样可以降低对施工产生的影响。①现浇混凝土时切忌在过冷或者过热的天气状况下施工，这样做的目的是为了防止混凝土因季节过渡发生冷缩裂缝；实在无法避开这种情况时，需要做好相关的养护措施，且养护结构部位的条件基本相同或相近，该要求提出来的目的是降低在混凝土现浇时同截面出现物理性差异。②施工中避免大风袭击，防止引起剧烈水分蒸发，搭设挡风墙。③加强冬季施工的管理。冬季施工管理工作，是保证措施贯彻的重要环节，严格执行保温、养护、测温、记录和资料整理分析等制度，对冬季施工保证质量起着重要作用。④注意高空现浇混凝土楼面的收缩问题，风速较大，收缩越大。应根据环境条件尽可能不掺引气剂，可适当采用纤维增强混凝土等，对控制早期塑性收缩有利。

（8）严格控制楼面模板的拆模时间。控制好拆模的时间，没有到规定时间时不允许拆模。模板进行周转配置时需要综合考虑规定拆模时间，且要求其必须是跨度在2～8m的现浇楼板，拆除模板的混凝土强度应该按照标准值75%要求拆除；要是现浇楼板跨度超过了8m，则要求混凝土的强度要达到100%，避免损伤混凝土。

3 楼面裂缝的处理办法

楼面形成裂缝的危害性主要体现在它使得混凝土的抗渗性能显著降低，同时还会对结构物长时间的耐久性或者使用功能形成负面影响，特别在具备侵蚀性介质的环境下，裂缝的发生还会加速腐蚀，但如果是在干湿交替的环境下，则混凝土的裂化程度会不断加剧，这时往往会影响结构的长期承载力及使用寿命。对此要求必须在楼地面施工前或者天棚装饰前做好对应的裂缝预防措施处理工作。混凝土轻微温度收缩裂缝的处理和修补，可以作为“终饰”工作的瑕疵处理，不应视作质量事故，不应降低质量评定水平。处理收缩裂缝是工程施工的组成部分，常用的处理方法包括表面处理法、填充密封法及压力罐环氧树脂浆液黏结补强法。其中，压力罐环氧树脂浆液黏结补强法的基本流程为表面处理→钻孔→埋嘴→封缝→试气→灌浆→拆嘴→封口。

4 结束语

在目前多层及高层建筑中，现浇钢筋混凝土楼板以其整体性好、抗震性能强等优点而得到普遍应用，但随之而来出现了楼面裂缝这一质量通病。通过工程实例及理论研究探讨可知，楼面裂缝产生的主要原因为混凝土的收缩和温差。为了解决这一根本性问题，文章从施工技术角度进行全面的主要原因分析，在进一步完善设计基础上合理优选材料，在施工工艺和管理方面精心施工，执行严格的技术要求和采取综合防治措施，能够提高混凝土抗拉性能特别是混凝土的极限拉伸变形能力，这也是避免产生楼面裂缝最有效的办法。