框架结构大跨度现浇楼板不均匀裂缝的类型及控制措施

张 兵 白 宇 徐锡刚 张添龙 张利猛

随着现代建筑技术的不断发展，框架结构在大跨度建筑中的应用越来越广泛。但是，框架结构大跨度现浇楼板经常会出现不均匀裂缝，不仅影响了建筑物的美观，还可能对其结构安全性和稳定性产生不利影响。因此，研究框架结构大跨度现浇楼板不均匀裂缝的控制措施具有重要的意义。本文结合实际工程案例，主要分析了框架结构大跨度现浇楼板不均匀裂缝的控制措施。

1 框架结构大跨度现浇楼板不均匀裂缝的类型

1.1 混凝土收缩裂缝

混凝土收缩裂缝的产生主要是由于混凝土在凝固和干燥过程中发生体积变化而导致。当水泥与水发生反应形成硬化水泥石后，混凝土开始固化，在这个过程中水分会逐渐蒸发。由于水分蒸发，混凝土的体积会缩小，从而产生收缩应力。如果这种收缩受到限制，就会导致混凝土产生内部的拉应力，最终产生裂缝。

混凝土的收缩主要与以下4 个因素有关：第1，水分蒸发。混凝土中的水分在凝固后会逐渐蒸发，这会导致混凝土体积缩小。水的蒸发速度取决于环境条件，如温度、湿度和风速。高温和低湿度环境，以及强风会加速水分的蒸发，增加混凝土的收缩程度。第2，水胶比。水胶比是指混凝土中水的用量与水泥胶凝物质的用量之比。较高的水胶比会导致混凝土中的水分含量较高，从而增加混凝土的收缩变形。因此，适当控制水胶比可减少混凝土的收缩裂缝产生。第3，粉砂比。粉砂比是指混凝土中水泥的用量与细集料的用量之比。较低的粉砂比会使混凝土中的颗粒填充较好，减少了水泥浆液的运移，从而减小了收缩变形。第4，温度变化。温度变化也是影响混凝土收缩裂缝的重要因素。混凝土凝固和干燥过程中的温度变化会导致混凝土体积的发生变化。高温和干燥环境会加速混凝土中水分的蒸发，使得收缩的程度更明显[1]。

1.2 温度应力裂缝

温度应力裂缝是混凝土结构中常见的裂缝类型之一，其成因主要与混凝土内部温度变化以及热胀冷缩引起的应力有关。

首先，混凝土的热胀冷缩是由温度变化引起的。在混凝土结构中，当外界温度发生变化时，混凝土也会跟随温度变化而膨胀或收缩。具体而言，当温度升高时，混凝土会膨胀；当温度降低时，混凝土则会收缩。这种热胀冷缩会导致混凝土内部产生应力。其次，混凝土的热胀冷缩引起的应力可以分为自由收缩和受限收缩。自由收缩是指混凝土在没有任何约束下的收缩，而受限收缩则是指混凝土在受到约束或限制的情况下的收缩。自由收缩主要受混凝土配合比、水胶比、水泥类型等因素的影响，而受限收缩则受到结构约束和约束条件的影响。最后，当混凝土的热胀冷缩引起的应力超过其抗拉强度时，就会产生温度应力裂缝。这是因为混凝土的抗拉强度较低，相对于其抗压强度而言较为脆弱。在温度变化引起的应力作用下，混凝土容易发生拉伸破坏，从而形成裂缝。

1.3 施工不当裂缝

施工不当裂缝是当前建筑物施工中常见的问题之一，如模板支撑不牢固、混凝土浇筑不均匀、钢筋定位不准确等因素，均会导致现浇楼板产生裂缝。这些裂缝不仅会影响建筑物的外观，还可能对建筑物的结构和安全产生负面影响。

首先，模板支撑不牢固是导致施工裂缝的主要原因之一。在施工过程中，模板是混凝土浇筑的重要支撑，如果模板支撑不牢固，就会导致楼板产生裂缝。因此，施工时必须确保模板支撑牢固，以保证混凝土浇筑的质量和安全。其次，混凝土浇筑不均匀也是导致施工裂缝的重要原因。在施工过程中，混凝土的浇筑必须均匀，如果浇筑不均匀，就会导致楼板产生裂缝。因此，施工时必须控制好混凝土的浇筑速度和浇筑量，以保证混凝土浇筑的质量和安全性。最后，钢筋定位不准确也是导致施工裂缝的原因之一。在施工过程中，钢筋是混凝土结构的重要组成部分，如果钢筋定位不准确，就会导致楼板产生裂缝。因此，施工时必须确保钢筋定位准确，以保证混凝土结构的质量和安全性[2]。

2 框架结构大跨度现浇楼板不均匀裂缝的控制措施

2.1 优化混凝土配合比

优化混凝土配合比是确保建筑物质量和延长建筑物使用寿命的重要手段之一。混凝土作为建筑物的基本材料，配合比对建筑物的质量和寿命有着至关重要的影响。施工过程中，必须严格控制混凝土的配合比，以减少裂缝的产生，提高混凝土的强度和硬度，增加建筑物的使用年限。

优化混凝土配合比可以通过以下措施实现：第1，可以降低水灰比，即减少水的用量。水灰比是混凝土中水和水泥的比例，如果水灰比过高，会导致混凝土的收缩性增加，从而容易产生裂缝。因此，降低水灰比可以有效降低混凝土的收缩性和温升速度，从而减少裂缝的产生。第2，可以减少水泥的用量。水泥是混凝土中的主要胶凝材料，但是过多的水泥用量会导致混凝土的收缩性增加，从而产生裂缝。因此，减少水泥用量可以降低混凝土的收缩性和温升速度，从而减少裂缝的产生。第3，可以增加石子用量。石子是混凝土中的骨料，增加石子用量可以增加混凝土的密度和强度，从而减少裂缝的产生。同时，增加石子用量还可以降低混凝土的温升速度，从而减少裂缝的产生。

除了以上措施，还有其他可行的措施，如添加外加剂、改变混凝土的配合比等。这些措施都可在不同程度上降低混凝土的收缩性和温升速度，从而减少裂缝的产生。需要注意的是，优化混凝土配合比需要严格控制各种原材料的用量，需要考虑混凝土的季节性变化和气候影响，需要定期检测混凝土的质量，并采取相应的调整措施。只有这样，才能确保混凝土配合比的合理性和有效性，从而延长建筑物的使用寿命[3]。

总之，优化混凝土配合比是减少裂缝的重要手段，可以提高混凝土的强度和硬度，增加建筑物的使用年限。需要在设计和施工过程中综合考虑各种因素，确保混凝土配合比的合理性和有效性。

2.2 设置抗裂钢筋

在现浇楼板中设置抗裂钢筋是一项重要的措施，能够有效提高混凝土的抗裂能力。抗裂钢筋应采用小直径、小间距的方式布置，最大程度限制混凝土的裂纹扩展，如图1 所示。

图1 抗裂钢筋结构（来源：网络）

在设计抗裂钢筋时，需要遵循的基本原则为：首先，一般采用直径为12 或14 mm 的钢筋，这样能够更好地适应混凝土的收缩和膨胀。其次，抗裂钢筋的间距应该选择较小的值，一般控制在100 ～150 mm，这样能够保证在楼板跨度较大时，有足够的钢筋来限制混凝土的裂纹扩展。

在施工过程中，设置抗裂钢筋需要注意以下3 点：

1）确定抗裂钢筋的型号、数量和位置，根据楼板的跨度和设计要求进行确定；

2）抗裂钢筋应该布置在楼板的上下表面，并且应该穿过中间的受力筋，以保证其能够充分发挥限制混凝土裂纹扩展的作用；

3）施工过程中需要注意保护抗裂钢筋，避免其受到损坏或污染。设置抗裂钢筋后，需要评估混凝土的抗裂能力。通过评估可以确定抗裂钢筋的设置是否符合设计要求，并且可以判断其是否能够有效提高混凝土的抗裂能力。

在实际应用中，针对不同的工程，应该选择合适的抗裂钢筋和合理的施工程序。抗裂钢筋的直径和间距应该根据楼板的跨度和设计要求进行选择，施工程序应该根据工程的实际情况进行安排，以确保抗裂钢筋的设置能够达到最佳效果。

总之，在现浇楼板中设置抗裂钢筋是一项非常重要的措施，可以有效提高混凝土的抗裂能力。通过合理的设计和施工，可以保证抗裂钢筋的设置达到最佳效果。

2.3 加强养护

加强养护是施工过程中非常重要的措施。为了有效降低混凝土的温度变化和收缩速度，减少产生裂缝，需要采取以下3 项措施来加强混凝土的养护：

1）保证混凝土表面干燥。在混凝土浇筑完成后，应避免将其暴露在潮湿环境中，以免影响其正常硬化。同时，在养护期间，应采取覆盖、洒水等措施，保持混凝土表面湿润。这样可以有效降低混凝土的温度变化和收缩速度，减少裂缝的产生。

2）定期进行混凝土表面的清洗和喷淋，可以有效清除表面的灰尘和杂物，保持混凝土表面的清洁和湿润。同时，对于已经出现裂缝的部位，应及时进行修补，并在修补后进行密封处理，避免裂缝进一步扩展。此外，在施工过程中，还应尽量避免混凝土受到过多的震动和撞击。这可以减少混凝土的收缩和温度变化，从而减少裂缝的产生。同时，养护期间应严格控制混凝土的浇筑和振动，以免影响其正常硬化。

3）定期进行检查和记录。在养护期间，应定期检查混凝土的状态和性能，并记录相关数据。根据情况进行分析和处理，以便及时发现和解决问题，避免裂缝的产生和扩展[4]。

总之，对凝土的养护非常重要，通过保证混凝土表面干燥、定期进行清洗和喷淋、避免过多的震动和撞击、严格控制浇筑和振动以及定期检查和记录等措施，可以有效地降低混凝土的温度变化和收缩速度，减少裂缝的产生，提高混凝土的性能和寿命[5]。

2.4 提高施工水平

在施工过程中，必须确保模板支撑的牢固性和混凝土浇筑的均匀性，以减少裂缝的产生。提高施工水平是保障建筑工程质量的关键因素之一，应从以下3 个方面着手：

1）良好的模板支撑是提高施工水平的基础。模板支撑的牢固性对于保证混凝土浇筑的平整度和减少裂缝的产生至关重要。在施工过程中，应选用合适的材料和设备，如高质量的胶合板和规范的支撑体系，以确保模板支撑牢固。此外，合理的模板支撑布局和规范的安装程序也能有效地减少裂缝的产生。

2）确保混凝土浇筑的均匀性是提高施工水平的关键。混凝土的配合比和浇筑方法对裂缝的产生有重要影响。在混凝土配合比设计中，应合理调整水灰比和水泥用量，以保证混凝土的强度和均匀性。同时，在混凝土浇筑过程中，应遵循规范的施工顺序和浇筑厚度，确保混凝土均匀分布。此外，合理的振捣方法和时机也能有效地减少裂缝的产生。

3）规范施工工序和标准可以确保施工过程的稳定性和一致性，提高施工效率和质量。加强现场监测和管理，及时发现问题并采取有效措施处理，可以有效地减少裂缝的产生[6]。

总之，提高施工水平是减少裂缝的关键。在施工过程中，应确保模板支撑牢固、混凝土浇筑均匀，避免因施工问题导致现浇楼板产生裂缝。通过引入新型施工技术、加强与建设单位、监理单位的沟通与合作，以及积极推广绿色环保施工技术，可以进一步提高施工水平，从而保障建筑工程的质量和安全性[7-8]。

3 案例分析

华为吉林区域总部，位于吉林省长春市南关区盛世大路以南，新明街以西，总建筑面积约6.395 万m2，其中地上建筑面积4.252 万m2，地下建筑面积2.143 万 m2。项目总占地面积约3.3 万m2，共计7 栋单体，包括4栋高层、1 栋一层地下车库和2 栋一层门卫。总投资约3.3 亿元，项目建成投产使用将成为立足吉林省长春市，辐射东北区域开展5G、人工智能、智能网联汽车、光电、化学等领域的研发工作，着力打造东北区域最大的研发中心。该建筑工程采用框架结构建设，为确保建设工程的质量，减少裂缝问题，通过优化混凝土配合比、设置抗裂钢筋、加强养护等方式，有效避免了现浇楼板裂缝问题的发生[9-10]。控制措施及对应的裂缝减少比例情况如表1 所示。

表1 控制措施及对应的裂缝减少比例情况单位：%

4 结语

提高施工水平是减少裂缝的关键。施工前要制订详细的施工方案，确保模板支撑牢固、混凝土浇筑均匀，并控制混凝土浆液流速。此外，还需要从混凝土配合比、抗裂钢筋设置、养护和施工等多个方面进行综合管理，以有效地减少裂缝的产生，提高工程质量和使用寿命。只有通过科学合理的施工措施和严格的质量管理，才能实现框架结构大跨度现浇楼板裂缝的有效控制，保证工程的安全性。