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淺論住宅建筑混凝土結構裂縫成因與防治
廣西益建工程建設監理有限責任公司
戴 湘 松、施漢杰
所投欄目：施工技術
關鍵詞：住宅；混凝土；裂縫；防治
摘要：本文通過多年來的施工和監理工作的實踐，總結和分析住宅工程中現澆鋼筋混凝土結構裂縫的種類（收縮、溫度、沉降等）、成因（設計、材料、施工等），從模板工程、鋼筋工程、混凝土工程和施工現場管理等方面，研究探討并提出相應的防治對策。
近年來，隨著社會主義市場經濟的日益成熟，住宅分配制度改
革和住房商品化的深入發展，廣大住戶成了住宅的實際投資者，其對住宅質量的標準和要求越來越高，并逐步轉向功能質量和外觀質量，因此，有關現澆混凝土結構裂縫已成為目前住宅工程質量問題的主流和市場投訴的熱點，廣大住戶作為住宅的消費者和投資者，對混凝土裂縫及因其而產生的使用功能和外觀質量問題，反應極為敏感。
然而，根據近代工程材料學關于混凝土強度的亞微觀理論研究以及大量工程實踐所提供的經驗都說明，結構物的裂縫是不可避免的。我們在這里可以混凝土的收縮裂縫來做一說明：測試可知，混凝土的收縮值一般在（4～8）×10－4，混凝土抗拉強度一般在2～3MPa，彈性模量一般在（2～4）×104 MPa，由公式ε=σ/E，可知混凝土允許變形范圍在萬分之一左右，而混凝土實際收縮在（4～8）×10－4，混凝土實際收縮大于混凝土允許變形范圍，因此混凝土的裂縫是不可避免的。我們工作的關鍵不是完全消除裂縫，而是控制裂縫的寬度和深度，通過控制裂縫的外形和危害度，一是消除或化解住戶對裂縫的畏懼心理和誤解，二是消除或化解裂縫對使用功能與結構安全的危害程度。
因此，本文想通過多年來的施工和監理工作的實踐，總結和分析住宅工程中現澆鋼筋混凝土結構裂縫的成因，研究探討并提出相應的防治對策。
1.裂縫的種類
從產生的原因來分，可分為塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫、凝縮裂縫、干縮裂縫、溫度裂縫、炭化收縮裂縫、化學反應裂縫、徐變裂縫等。
從出現的形式來分，可分為45度斜裂縫、縱橫向裂縫、長裂縫、不規則裂縫、貫穿與不貫穿裂縫等。
從出現的時間來分，可分為早期裂縫、中期裂縫和后期裂縫等。
2.裂縫的成因
2.1裂縫產生的設計原因
2.1.1結構計算提供的數據不準確，檢查復核疏忽，使板厚偏薄、配筋間距偏大。
2.1.2設計時未充分估算到裝修的恒載，使用活荷載，造成設計計算配筋率較小，而實際受力較大發生板下開裂現象。
2.1.3住宅平面設計長度超長，由于材料的收縮和溫差引起變形影響，會造成墻體連同樓板的橫向裂縫。
2.1.4頂層屋面板的溫度應力大，高溫下設計無可靠的保溫隔熱措施，使屋面板受溫度影響較大，頂層板縫開裂較下層更多。
2.1.5結構設計中對溫度應力與混凝土收縮應力的控制進行有針對性的配筋考慮不夠。
2.1.6結構設計中對具有預埋管的樓板在板面裂縫的構造措施上的考慮不夠。例如：PVC電管用得較多，在局部節點上還有十字交叉，不利于混凝土樓板發揮整體受力作用，因為PVC管與混凝土的握固力很小，PVC管密集部位的樓板變成了“夾心餅干”，大大降低了板在抗彎時的計算高度。
2.1.7開孔樓板，特別是開孔較大的雙向板設計時，我們只考慮樓板在豎向荷載作用下的洞口四周加強配筋，而沒考慮如果周圍的支撐點上是剪力墻或深梁時，板與墻體或板與梁的變形協調問題。這時，如墻或梁剛度較大，板的孔邊凹角處必然出現應力集中現象，開洞板發生翹曲開裂。
2.1.8采用不同混凝土級配時，在樓板與梁交接處處理不好，不同級配混凝土收縮變形不協調，也是造成樓板與梁、柱交接處開裂的原因之一。
2.2裂縫產生的材料原因
2.2.1混凝土塌落度過大。現今，商品混凝土已廣泛應用于現在的建筑施工中，在實際施工中，為了保證商品混凝土的可泵性，部分樓板混凝土塌落度過大，導致混凝土流動性過大，為將來混凝土產生裂縫留下了隱患。
2.2.2混凝土配合比不當。為加快施工進度，施工單位常將柱、墻、梁板混凝土改為同一種強度等級，并一起澆搗。
2.2.3外加劑、摻合料摻量過多。這樣會使混凝土早期強度偏低，抗拉強度達不到要求。
2.2.4原材料質量波動。混凝土生產前，未對原材料進行嚴格檢驗復試，個別水泥、外加劑、摻合料質量波動，粗細骨料含泥量超標，嚴重影響混凝土質量。
2.3裂縫產生的施工原因
2.3.1鋼筋綁扎不規范，板中正負受力鋼筋之間有效高度不夠，局部鋼筋保護層厚度無保證，使下部受力筋的抗拉強度不能有效發揮，此時產生的裂縫，嚴重時會是貫穿性的，易出現在板邊及板中受力較集中的部位。
2.3.2為趕工期造成的裂縫。在現澆梁板混凝土低于規范允許的強度下，甚至在澆筑完的混凝土剛終凝后，即將成噸重鋼管、鋼筋、模板或紅磚吊上去壓在板上，材料重壓和人員的踩踏，使板面混凝土內部膠結凝固受損，是導致板表面及貫穿開裂的原因之一。
2.3.3板中預埋各種管線直徑較大，板混凝土包裹不嚴、厚度不夠，混凝土澆筑時PVC管在混凝土自重作用下下沉，使板底筋保護層在振密實后變薄，膠結過程中干縮開裂。同樣，PVC管在交叉處的板面筋保護層過薄，板面也會開裂。
2.3.4在澆筑混凝土時，板底筋無保護層墊塊或墊塊過少，雙層鋼筋中無馬凳筋或馬凳筋過少，混凝土面層會出現裂縫。
2.3.5板混凝土厚度不足也會引起板的裂縫出現。鋼筋混凝土結構受力時，構件過薄剛度不足，板中受拉筋和受壓混凝土的應力增大出現“超載”現象，混凝土因此開裂。
2.3.6混凝土由于多種原因實際的強度等級低于實際強度等級，導致混凝土在安全使用范圍內因強度低過早開裂。
2.4裂縫產生的其他原因
2.4.1地基變形。地基的不均勻沉降是造成結構開裂的一個重要原因，裂縫的形狀大小、部位及方向決定于地基變形的程度，由于地基變形造成的應力相對較大，裂縫的出現一般為貫穿性的。
2.4.2溫差變形。混凝土也具有熱脹冷縮的特性，當環境溫度出現變化時，就會產生溫差變形，由此產生的附加應力超過混凝土當時的抗拉強度時，混凝土就會產生裂縫。
2.4.3濕度變形。混凝土在大氣環境中凝結時體積會逐漸減小，因此產生的裂縫較普遍，發展規律為早期快，后期慢。
2.4.4混凝土徐變。受彎構件截面混凝土受壓徐變，可使構件變形量增加，造成開裂。
2.4.5受荷原因。結構受荷后產生裂縫的原因很多，施工中和使用中都有可能出現裂縫，如早期受震、拆模過早或方法不當等。普通混凝土構件一般在承受了40%～50%的設計荷載時可能出現裂縫，而構件的極限荷載往往都在設計荷載的1.5倍以上。所以一般情況下混凝土結構是允許帶裂縫工作的，這類裂縫屬于無害性裂縫。在鋼筋混凝土設計規范中，區分不同情況，規定裂縫的最大寬度為0.2～0.3mm。
3.裂縫的施工防治措施
根據工程施工實踐，主要應從以下幾個環節加強管理，將施工中的裂縫原因得到克服和解決，使現澆混凝土樓板得到有效控制，保證施工質量達到設計和驗收標準。
3.1模板工程
3.1.1保證模板的足夠剛度。模板支撐的選用必須經過計算，除滿足強度要求外，還必須有足夠的剛度和穩定性，支撐立桿（φ48鋼管）的間距一般不大于900mm。
3.1.2座在回填土上的模板支撐，填土應夯實，支撐下應加設足夠的墊板，并有較好的排水措施。
3.1.3板底部支設底模時，下部木楞間距應不大于600mm。竹木膠合板節縫處應釘牢固，防止局部受壓不均而發生翹曲變形。
3.1.4根據工期要求，配備足夠數量的模板，保證按規范要求拆模。
3.2鋼筋工程
3.2.1鋼筋制作的規范性，重視鋼筋的品種、直徑、間距、上下層鋼筋間的有效高度、錨固長度、附加彎起筋的位置、上下層筋的保護層厚度及分布筋是否符合要求。這些項目施工企業自檢合格后，必須報請監理工程師確認，以確保準確無誤。
3.2.2澆筑混凝土時，必須有專門的鋼筋工護筋，當鋼筋由于人員踩踏、震動錯位、保護層不到位時能保證及時調整，使鋼筋在混凝土中位置正確，符合設計要求。
3.2.3對于板周邊支座處的負彎矩鋼筋、板周邊的放射形鋼筋和陽臺板鋼筋，綁扎時位置必須正確，同時必須設置足夠的鋼筋支架，將上述鋼筋牢固架設，支架的間距≤1m。
3.2.4嚴格保證鋼筋位置。固定后的鋼筋與模板之間必須嚴格按規范規定鑲嵌保護層墊塊。
3.3混凝土工程
3.3.1保證樓板厚度。應嚴格按設計和規范要求控制樓板厚度。澆搗混凝土前必須落實做好板厚控制措施。
3.3.2嚴格控制用水量，混凝土澆搗時，必須在規定的塌落度條件下施工，以防止混凝土離析度過大，影響強度。
3.3.3混凝土終凝前必須用木批兩次抹平。混凝土澆搗后，在終凝前須用木批進行兩次壓抹處理，以提高混凝土表面的抗裂能力。
3.3.4混凝土養護應充分、規范。混凝土澆搗后，12h內應對混凝土加以覆蓋和澆水，澆水養護時間一般不得少于7d。施工現場必須安裝供澆水養護的水管。高層建筑還須設計有足夠揚程的臨時用的水泵和水源。在養護期內，混凝土強度小于1.2MPa時，不得進行后續工序的施工。混凝土強度小于10MPa時，樓板上不得吊運堆放重物，在滿足混凝土強度≥10MPa時，吊運重物時，重物堆放應采取有效措施，減輕對樓板的沖擊影響。
3.4施工現場管理措施
3.4.1施工單位應按GB/T 19001—2000《質量管理體系要求》標準的要求，建立質量保證體系，落實崗位職責，確保人員能夠勝任，加強過程控制。具體操作上，要做好項目工程師對技術人員和技術人員在控制裂縫方面的技術交底工作。
3.4.2認真審查工程結構施工圖，仔細檢查鋼筋配置、不同部位混凝土強度等級；屋面板的配筋設計構造要考慮溫度應力的影響，使其在檐口部位的配筋、保溫處理更合理。
3.4.3在編制施工組織設計時，應將控制裂縫的措施，包括加強地基基礎處理，保持結構穩定性的措施編入施工組織設計中，并督促項目部認真貫徹實施。
3.4.4在施工圖紙交底時，就鋼筋混凝土現澆樓板在設計方面可能會出現裂縫的問題，如樓板L/H≥30、樓板厚度不夠、鋼筋間距過大、直徑過小等，與業主、設計、監理研討，取得有利于控制裂縫的一致意見，并形成會議記錄。
3.4.5合理確定結構施工工期。施工組織設計時對主體結構施工工期的確定必須科學合理，既要保證施工的連續性，更要保持前期施工結構的剛度、強度均已達到規范允許強度后才繼續進行下一層結構施工。
4.裂縫的一般處理方法
預防板的開裂是施工控制的關鍵，已出現裂縫不處理是不能進行下道工序的。下面簡單介紹幾種對裂縫的處理方法。
4.1板上裂縫寬在0.2～1mm之間時，一般采用環氧樹脂常用法修補。具體做法是：沿裂縫鑿八字形凹槽，沖洗干凈后，用環氧樹脂摻已二胺、丙酮及二丁脂增加韌性，并同砂漿混合成稠糊狀，壓抹與板平。
4.2對于一般混凝土樓板表面的龜裂，可先將裂縫干燥后用環氧樹脂液灌縫或將表面涂涮。
4.3板面上裂縫面積較大、較多時，用整體加固的方法處理，可采用覆蓋鋼
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