浅析钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因及控制措施
关键词：混凝土楼板，裂缝，原因，控制
当前，不论是框架结构的工业建筑还是民用住宅楼中，现浇混凝土楼板的工程也是越来越多。但由于受诸多因素的影响，现浇凝土楼楼板在施工和使用过程中，均不同程度地存在裂缝现象，混凝土的裂缝问题乃是严重困扰着混凝土楼板施工质量的首要问题。本文中，笔者在分析裂缝产生原因的同时，提出有效控制裂缝的建议和方法。
一、裂缝产生的原因分析
1、设计方面
（1）混凝土裂缝产生的基本原因可以归纳为两大类，一类是荷载变化引起的裂缝，包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载；一类是由变形变化引起的裂缝，包括温度、湿度变化，不均匀沉降，钢材锈蚀、化学反应膨胀等。目前，大多数的设计人员偏重与在设计中对第一类荷载的直接应力，即按规范计算的主要应力引起的裂缝的计算，而对由第二类荷载引起的附加应力重视不够。
（2）从钢筋混凝土现浇楼板各种受力体系分析，无论是按单向板设计还是按双向板设计，是单跨还是多跨连续板设计；无论是板端支承在砖墙上还是支承在过梁或剪力墙内，受力状态考虑都是局限于楼板平面的应力变化(按弯矩配置抵抗正、负弯矩的受力钢筋)、板平面的受剪变形。即使是考虑板端嵌固端节点产生弯矩，也只是考虑板平面弯曲或屈曲所产生的应力。在楼板受力体系分析时，对于现浇结构构件之间在三维空间中如何分配内力、协调变形，根本没有考虑。
（3）楼板的厚度。厚度过小的结果是导致楼板刚度不足，容易使楼板产生裂缝。
（4）混凝土强度等级。混凝土强度过高，水化热过大，楼板易于产生收缩裂缝。
此外，支座负弯矩钢筋采用分离式配筋、楼板内管道敷设过多又未采取构造措施、孔洞处未加强配筋等，都可能导致楼板裂缝的出现。
2、材料选用方面
（1）水泥品种。水泥的选择是关系到收缩问题的关键。不同品种水泥的收缩值取决于C3A、SO3、石膏的含量及水泥细度等。而且，随着高强混凝土的应用，水泥的标号等级要求也就相应提高，水泥用量也就会增加，产生的水化热就越高，混凝土的收缩变形也越大。
（2）外加剂应用不当也会引起的裂缝。由于施工工期的需要，一般都会使用化学外加剂的，但外加剂应用不当会直接引起混凝土多种质量问题，并且外加剂的使用也会增大混凝土收缩的变化率，如掺减水剂用于改变混凝土和易性。高效减水剂的减水作用随时间延长而降低，这是坍落度损失的主要原因，由于高效减水剂吸附在水泥颗粒表面或早期水化物上，它或是被水化物包围，或是与水化物反应而被消耗掉，变得不能发挥分散能力，水泥颗粒间斥力减小，造成水泥颗粒凝聚，使混凝土坍落度减小，造成混凝土拌和物坍落度损失过大或短期内完全丧失流动性，这类问题在混凝土生产行业中会经常遇到，程度轻的会引起混凝土施工困难，混凝土表面会出现收缩裂缝。
（3）混凝土配合比。在原料一定的条件下，水灰比对混凝土收缩有很大的影响。混凝土收缩主要取决于单位用水量和水泥用量，而用水量的影响比水泥用量大；在用水量一定内条件下，混凝土收缩随水泥用量的增大而加大，反之增大的幅度较小；在水灰比一定条件下，混凝土收缩率随水灰比的增加而明显增大；在水灰比相同条件下，混凝土干缩随砂率增大而加大，但增大的幅度较小。影响砼的收缩而产生裂缝原因包括单位用水量、单位水泥用量、水灰比、砂率等控制参数。
3、施工方面
（1）配筋、楼板厚度、施工工艺不合标准。部分施工单位在施工中，为了节省施工的材料成本和节省人工费，在施工过程中往往是没能按照设计要求及有关规范进行施工，钢筋安放位置不正确、钢筋间距偏大、楼板浇筑时厚度控制不符合设计要求、浇筑震捣不密实等原因也容易导致楼板产生裂缝。
（2）施工时模板的处理。模板施工因素对产生的影响主要是由于以下几方面产生的：
①由于楼板模板支撑刚度不够，梁板支撑刚度差异或模板挠度过大，造成模板支撑下沉变形过大。
②如果模板支撑的稳定性不够，在施工期间过度震动使支撑刚度变异部位出现多次瞬间相对位移，这样也会引起楼板的裂缝。
③拆模过早，在混凝土没有完全硬化的时候就进行拆模板，混凝土硬化前过早承载或受到振动，很容易产生裂缝。
（3）钢筋保护层偏大。施工浇注混凝土时为铺设架板，施工人员在钢筋上踩踏，致使板面负筋下沉混凝土保护层厚度偏大，引起板面开裂。特别是负弯矩钢筋没有通长配置时，裂缝往往会出现在负弯矩钢筋的端部，沿板边缘近似成直线发展。
（4）混凝土施工中过分振捣，模板、垫层过于干燥。混凝土浇筑振捣后，粗骨料沉落挤出水分、空气，表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落，造成表面砂浆层，它比下层混凝土有较大的干缩性能，待水分蒸发后，易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝土之间洒水不够，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。
（5）保护措施不到位。
①混凝土浇注后，没有按规定的要求进行养护，导致楼板收缩开裂。
②养护不及时，使混凝土养护初期过早脱水，使混凝土出现干缩。
③混凝土养护初期受冻。
④楼板施工完成后，混凝土终凝初期，施工机具和材料集中，或过早进人下道工序施工，造成较大施工荷载和震动，使其产生裂缝。
（6）管线预埋措施不到位。现代住宅管线的预埋成为必不可少的措施，但由于管线过多，使钢筋与混凝土的粘结度减少，从而造成现浇楼板在砼成型后应力不均，呈现一些细小的规则裂缝。
（7）施工后浇带不完全按设计要求施工，例如施工未留企口缝；板的后浇带不支模板，造成斜坡搓；疏松混凝土未彻底凿除等都可能造成板面的裂缝。
4、气温、空气等环境因素
现在楼板在周围气温、空气等环境因素的影响下，也会产生裂缝的。
（1）空气的相对湿度越低，混凝土收缩越大。
（2）空气温度升高，混凝土的收缩随之增大。
（3）长期风吹、日晒也会使混凝土收缩增大。
二、控制措施
1、设计方面
（1）在结构设计中，严格执行新的设计规范和标准。在结构计算中，除了科学选择力学计算模型外，还要重点部位加强设计。如从住宅工程现浇楼板裂缝发生的部位分析，最常见、最普遍和数量最多的是房屋四周阳角处（含平面形状突变的凹口房屋阳角处）的房间在离开阳角１米左右，即在楼板的分离式配筋的负弯矩筋以及角部放射筋末端或外侧发生45度左右的楼地面斜角裂缝，此通病在现浇楼板的任何一种类型的建筑中都普遍存在。其原因主要是砼的收缩特性和温差双重作用所引起的，并且愈靠近屋面处的楼层裂缝往往愈大。在配筋量设计时，不仅公考虑强度要求，而且还要充分考虑温差和混凝土收缩特性等多种因素综合作用。
（2）楼板厚度在设计时应按照混凝土结构计算手册，且应符合《混凝土结构设计规范》钢筋混凝土楼板的最小厚度要求。多层建筑板的最小厚度取80mm；高层建筑板最小厚度取90mm（根据高层建筑的耐火等级一般为一级和二级，楼板的耐火极限的要求分别为1.5小时和1.0小时，90mm楼板最小的耐火极限为1.75小时，再加上板内设电管等综合考虑）；无梁楼板的最小厚度取150mm；
（3）现浇楼板的混凝土强度等级不宜大于C30；屋面楼板混凝土强度等级不低于C25，即屋面楼板、梁混凝土强度等级宜取C25或者C30。（根据：处于露天或室内高湿度环境中的结构，其混凝土强度等级不低于C25）。
（4）对连续式板不宜采用分离式配筋，应采用上下双层连续式配筋；在板角四周增加辐射筋，且辐射筋的长度≥1.5m等。
2、材料、施工方面
（1）钢筋、模板工程
①预埋管线过多是不可避免的，但若在管线上下各覆盖Φ4＠100宽600的钢筋网片，控制水电管线间距在20毫米以上，则避免了因管线过多造成的钢筋与混凝土粘结力下降。
②在预埋PVC电线管时，必须有一定的措施，PVC管要有支架固定，严禁两根管线交叉叠放，确须交叉时应采用专门设计的塑料接线盒，以防止塑料管在管线交叉对混凝土厚度削弱过多。在预埋电线管上部应配置钢筋网片，（4＠100mm宽度600mm）。若用铁管作为预埋管时，宜采用内壁涂塑黑铁管，一方面既能保证黑铁管（不镀锌钢管）与混凝土的粘结力，同时也有利于穿线和不影响混凝土的计算高度。
③施工中，为预防人为踩踏板筋，则可在钢筋网下设置间距1米的钢筋马凳，并多设供人行走的跳板，尽量减少人为或机械损坏、踏坏钢筋。在楼板浇捣过程中更要派专人护筋，避免踩弯面负筋的现象发生。
④模板要进行强度计算，支撑牢固，按规定时间拆模。
⑤在混凝土浇捣前，应先将基层和模板浇水湿透，避免过多吸收水分，浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。同时更要杜绝在未浇注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。
（2）混凝土工程
①严格控制混凝土配合比，严格控制水灰比和水泥用量，选择级配良好的石子，严格控制砂石含泥量。尽量不用细砂配制高标号混凝土。
②现场搅拌的混凝土要保证搅拌时间，即严格执行GB50204—2002的有关规定；严格控制外加剂的掺量，计量一定要准确，并按使用说明书要求操作；在混凝土初凝期注意抹压的时间和方法，抹面应在表面泌水完全排除掉时进行，抹面时应用力抹压，以闭合已产生的微裂纹和泌水孔；设计好大面积混凝土浇筑时的路线，避免干扰已初凝的混凝土。
③提倡使用平板振捣器，因为振捣棒振捣想不碰钢筋是不可能的。
④提倡使用商品混凝土浇筑楼板，笔者发现，在同一个工程的同一层楼面上，用商品混凝土的比现场拌制的裂缝要少得多，而且宽度也小很多。
⑤混凝土楼板浇筑完毕后，表面刮抹应限制到最小程度，防止在混凝土表面撒干水泥刮抹。并加强混凝土早期养护。楼板浇筑后，对板面应及时用材料覆盖、保温，认真养护，防止强风和烈日曝晒。
⑥加强养护工作，及时对混凝土加以覆盖或喷涂混凝土养护剂，防止水分蒸发；不要只重视进度而忽视质量，在混凝土强度达到1.2N/mm2前，不得上去踩踏或进行施工。
三、结束语
现浇混凝土楼板裂缝的发生是一个极其复杂的问题，裂缝产生的原因是多方面的，各种条件的相互作用也会导致裂缝的进一步发展。只要在施工中采取一定措施，对混凝土原材料及施工的各个环节加以有效控制，就能从根本上防止和减少裂缝发生，从而保证结构的安全性和耐久性。
参考文献
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