现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因及控制防治措施.doc

现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因及控制防治措施一、现浇钢筋混凝土楼板裂缝发生部位、类型与特征1、角部裂缝：在现浇钢筋混凝土楼板的四角出现的斜裂缝，并与现浇板边缘约成45，呈斜向发展，出现在板的上表面居多，个别为上下贯通裂缝；2、跨中裂缝：在现浇钢筋混凝土楼板跨中1/3范围内，沿建筑物纵向、横向方向的裂缝，近似直线型发展，出现在板的下表面居多，个别为上下贯通裂缝；3、周边裂缝：在现浇钢筋混凝土楼板周边，距支座约300mm范围内产生的裂缝，近似直线发展，出现在板的上表面居多，个别为上下贯通裂缝；4、预埋裂缝：在现浇钢筋混凝土楼板内预埋线管及线管集中处，顺着预埋电线管方向产生的裂缝；5、不规则裂缝：分布及走向均无规则的裂缝。二、现浇钢筋混凝土楼板裂缝发生原因1、设计方面的原因1.1结构设计计算不合理，安全储备偏小，板钢筋配筋不足或配筋截面较小或配筋间距偏大，板面抵抗负弯矩的钢筋未通长设置，在板的四角没有配置足够的构造钢筋，使梁板成型后刚度差，整体挠度偏大，引起现浇钢筋混凝土楼板四角裂缝及边缘裂缝；1.2设计现浇钢筋混凝土楼板板厚不够，未按要求进行挠度验算，整体挠度偏大，板的刚度减弱，受拉钢筋和受压混凝土应力增大，引起现浇钢筋混凝土楼板四角裂缝；1.3房屋建筑体形较长时未按要求设置伸缩缝，在薄弱环节产生收缩裂缝；1.4地基基础设计处理不当，房屋建筑出现不均匀沉降，使上部结构产生附加应力，导致现浇钢筋混凝土楼板裂缝；1.5现浇钢筋混凝土楼板为双向受力，而板钢筋按单向受力板进行配筋，引起现浇钢筋混凝土楼板裂缝；1.6在建筑设计中，只注重建筑功能而忽视结构问题。如建筑平面不规则、结构体形突变、对较长的建筑未采取必要的分割措施等，而结构设计时又没有采取加强措施，因此在平面布局凹凸、转角处由于应力集中形成薄弱部位，混凝土收缩和温度变化易于产生裂缝；1.7现浇钢筋混凝土楼板内预埋管线，因PVC管与混凝土的粘结不好，且减少板的厚度，特别是楼板中部只有板底一层钢筋时，容易出现顺着PVC管线走向的断裂裂缝，而设计图纸未考虑补强加固措施。2、混凝土原材料的原因2.1混凝土作为由砂石集料、水泥以及水拌和而成的脆性材料，具有干缩的自有特性，干缩主要是由混凝土水分蒸发而引起的收缩变形。在现浇钢筋混凝土结构中，当混凝土的干缩受到结构内部钢筋或外部支座的约束时，会在混凝土结构中引起约束拉应力，当约束拉应力一旦超过混凝土的抗拉强度，势必会引起现浇板开裂。而且裂缝部位多发生在应力比较集中的地方板角处，且与墙阴角线相垂直；2.2水泥方面的原因：水泥的收缩值一般取决于C3A、SO3、石膏的含量及水泥细度等。即C3A含量大，细度较细的水泥收缩较大。石膏含量不足的水泥，具有较大的收缩，而SO3的含量对混凝土收缩的影响显著。近年来混凝土强度设计值不断提高，也是引发裂缝的一个不利因素。高强混凝土中水泥含量较大，引起的胶凝干缩和水化热散失拌随的冷缩使收缩值显著增大；同时高强混凝土弹性模量增加也引起了约束应力的加大，而混凝土强度增加时，其抗拉强度却增长较少。另外为了适应泵送、免振等施工要求，混凝土粗骨料的含量和粒径大幅度降低。骨料减少及粉剂含量的相对增加，更加大了混凝土的收缩，从而导致收缩裂缝普遍发生；2.3骨料方面的原因：混凝土收缩随骨料含量的增加而减小，随骨料弹性模量的增加而减小，同时，又随骨料中粘土(泥)含量的增加而增大。另外，在预拌混凝土中，其骨料的级配不合理也是造成混凝土出现裂缝的主要因素；2.4混凝土配合比方面的原因：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的影响大；在用水量一定的条件下，混凝土干缩随水泥用量的增大而增加，但增大的幅度较小；在骨灰比一定的条件下，混凝土干缩随水灰比的增加而明显增大；在配合比相同的条件下，混凝土干缩随砂率的增大而加大，但增大的幅度相对较小；2.5外加剂的种类和掺量方面的原因：掺用化学外加剂会使混凝土收缩有不同程度的增大。掺减水剂用于改善混凝土和易性、增大坍落度时，掺减水剂的混凝土收缩值略大于不掺的收缩值；掺减水剂用于减水、提高强度或节约水泥时，掺减水剂的混凝土收缩值接近或小于不掺的收缩值。3、温度变化的原因混凝土在温度变化时会发生热胀冷缩现象，其温度线膨胀系数约为C=110-5/0C，即每100C的温差可引起应变=110-4，对C30混凝土而言，则可引起温度应力=3.0/mm2，这已远远超过C30混凝土的抗拉强度标准值ftk=2.01/mm2，因此较大的温差往往就会引起裂缝。钢筋混凝土楼板浇筑初凝过程中，由于水化热的作用会导致钢筋混凝土内部温度较高，根据相关监测数据反映温度差最高可达50以上。在养护期14天内，混凝土内外温差一般处于较大水平。混凝土楼板表面由于具有较好的散热条件，温度相对较低，但其内部温度较高，现浇钢筋混凝土楼板的内外温差导致产生较大的温度应力，当温度应力超过混凝土的极限抗拉强度时，便会导致裂缝的产生。4、施工工艺不完善、控制措施不到位的原因4.1模板支撑系统施工不规范在现浇钢筋混凝土楼板施工过程中，模板工程施工不满足设计规范、施工组织设计要求，也是导致现浇钢筋混凝土楼板开裂的主要原因。支模系统立杆间距过大，上下层之间的支撑立杆不同轴不同心，立杆底部不按要求设置垫块，模板底部的木方支撑肋尺寸偏小或间距偏大，其刚度和挠度达不到规范与施工组织设计要求，垂直支撑面与现浇楼板接触位置松动等等都会造成模板支撑体系变形，使混凝土楼板内产生过大的应力变形，造成楼板发生裂缝。4.2模板与支撑的间隙未处理竹胶板铺设后应使用钉子与下面的木方支撑肋钉牢，否则竹胶板与木方之间会产生空隙，当受到上部压力时，竹胶板会下陷变形(俗称“喘气”)。混凝土浇筑过程中因混凝土自重较小，有时模板不会变形下陷紧贴木方支撑肋，当现浇钢筋混凝土尚未达到设计承载能力而施工单位违规施工，幼龄期混凝土楼板必须承受施工活荷载时，就会产生弹性变形，从而导致楼板混凝土裂缝。4.3拆模过早与拆模方法不当施工单位为节省资金投入，模板、木方及钢管支模架材料准备不足，为赶施工进度，违规过早拆除下层支模架与模板，用于上上层施工；拆模时由于现浇钢筋混凝土楼板尚未达到设计及规范规定的承载能力，楼板除要承受自重外，还要承受上层支模系统、模板、梁板混凝土等荷载以及上上层施工产生的部分冲击荷载，当楼板结构受荷超过其承载能力时就会造成楼板的裂缝。在模板拆除施工时，施工人员往往图方便，将拆下的模板钢管直接砸在楼板上，巨大的冲击力也会导致楼板出现不规则微裂缝。4.4施工配合比不当水灰比的变化对混凝上强度值的影响十分明显，基本上分别是水和水泥量变动对强度影响的叠加，故此，水、水泥、外加剂的计量变化，将直接影响混凝土的强度。泵送混凝土的坍落度一般在120-220之间、流动性好，粗骨料少、砂浆多，水泥用量以及水灰比均较大，极易导致在泵送以及浇捣过程中出现浮浆，造成浇筑混凝土的均匀性较差，表面收缩量增加，混凝土脱水凝固时，就会产生塑性收缩裂缝；混凝土材料中的砂、石骨料级配不佳，砂石质量差、砂含泥量大、碎石含粉量大，混凝土强度降低，抵抗外界应力的能力也同时减弱，极易造成混凝土裂缝；同时商品混凝土为了缓解在运输过程中发生初凝，高效缓凝剂用量过大，在混凝土未凝固前石子出现下沉现象，产生沉缩裂缝。4.5混凝土供应安排不当在现浇钢筋混凝土楼板施工过程中，混凝土运输车辆安排不合理，混凝土供应不及时，前后间隔时间太常，前面浇筑的混凝土已到初凝或终凝状态，后面的浇筑还未完成，后续施工过程中产生的振动使得前面浇筑已达到凝固(硬塑状态)状态的混凝土不能对钢筋形成有效包裹，钢筋和混凝土不能形成一个整体，处于离析状态，现浇钢筋混凝土结构强度降低，抵抗外界应力的能力也同时减弱，极易造成混凝土裂缝。4.6混凝土振捣管理不到位在现浇钢筋混凝土楼板施工过程中，混凝土振捣不到位，出现漏振现象，混凝土密实度差，混凝土强度降低，抵抗外界应力的能力也同时减弱，极易造成混凝土裂缝；混凝土施工过程中过分振捣混凝土后，粗骨料沉落，形成表面砂浆层，出现泌水现象，其表面比下层混凝土有较大的干缩性能，待水分蒸发后，容易形成塑性收缩裂缝。4.7模板湿水不到位在现浇钢筋混凝土楼板浇筑施工前，模板、垫层淋水不足，过分干燥，浇筑混凝土后，因模板吸水量大，导致混凝土的收缩，产生塑性收缩裂缝。4.8混凝土表面处理不当在混凝土浇筑后抹平压光工序处理不当，会使较多的细骨料浮到混凝土表面，形成含水量很大的水泥浆层。空气中的二氧化碳与水泥浆中的氢氧化钙发生作用生成碳酸钙，其化学反应式为CO2+Ca(0H)2=CaCO3+H20，在浇筑硬化后期会引起混凝土明显收缩，即碳化收缩，导致混凝土楼板出现裂缝。4.9混凝土养护措施不规范合理的养护措施可以有效降低混凝土的收缩量，试验研究表明混凝土保湿养生两周的时间比不足一周的养护时间，收缩量可以降低25%左右，这对于控制混凝土现浇楼板的裂缝具有重要的作用。混凝土的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要，特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水，并大量减少混凝土初期收缩裂缝的产生。过早的养护会影响混凝土的胶结能力；而过迟的养护，混凝土会因受日晒风吹令其表面游离水分过快蒸发，水泥由于缺乏必要的水化水，从而产生急剧的体积收缩，此时的混凝土早期强度低，不能抵抗该种收缩应力而产生开裂。特别是在夏、冬两季，因昼夜温差较大，养护不当最容易产生温差裂缝。施工单位对于混凝土浇筑结束后的保湿养生重视不足，难以按照强制性规范“混凝土养护要苫盖并浇水”的要求进行养护，浇水也不能保证经常性湿润，养护不到位，造成现浇钢筋混凝土楼板裂缝的出现。4.10现场护筋管理措施不当工程施工中各工种交叉作业，现场护筋管理措施不到位，现浇钢筋混凝土楼板负弯矩钢筋位置的正确性难以得到有效的保证，施工时楼板负弯矩钢筋被踩弯、踩倒、弯曲、变形而未进行修整，减低了部分楼板负弯矩钢筋的有效高度，上层保护层过厚，承载力下降，使该位置钢筋混凝土楼板上部抗拉能力大幅降低，从而导致该部分混凝土楼板出现裂缝。4.11管线埋设处理不当现阶段现浇钢筋混凝土楼板埋设的电暖等各类管线主要为PVC管，这在一定程度上导致了混凝土楼板内的有效截面减小，而且PVC管与混凝土两种材料的线性膨胀系数差别较大，粘结力不强，造成现浇钢筋混凝土的密实度不足，施工过程中并未采取任何加强处理措施，极易导致由于应力集中而造成的楼板裂缝。4.12现浇板上过早施工、加载在楼板混凝土刚刚失去塑性但强度还没有达到一定程度时，最容易受到损害，造成无法修复的缺陷，需要很好的保护。混凝土结构工程施工质量验收规范规定，混凝土强度达到1.2N/mm2前，不得在其上踩踏和安装模板及支架。但施工单位为了抢时间赶进度，在刚浇好的现浇板混凝土尚处在初凝或终凝阶段就开始上层模板支架搭设、柱钢筋焊接等施工，施工人员任意踩踏、搬运材料、集中堆放柱钢筋、模板、钢管等材料及施工机具。过早地加载，人为造成了现浇板裂缝。4.13重物冲击在使用塔吊向新浇注的现浇钢筋混凝土楼板上吊运钢筋、钢管、电焊机、料箱（斗）等重量较大的建筑材料及施工机具时，经常由于指挥控制不当以及下部未垫设减震垫等原因，物体下落速度较快，导致重物直接冲击楼板，引起楼板产生裂缝。4.14后浇带施工不当为了解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力，规范要求采用施工后浇带法，设计图纸一般也按要求设置有后浇带；施工单位进行后浇带施工时不按设计图纸要求，未留好施工企口缝；楼板的后浇带支模不规范，形成斜坡槎；施工缝未按要求进行凿毛处理；后浇带施工缝杂物未按要求清除；疏松混凝土未彻底凿除；后浇带支模系统未按规范与设计要求装设成独立的支模系统等都可能造成板面的裂缝。三、现浇钢筋混凝土楼板裂缝预防措施现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝，一方面影响结构使用安全和耐久性，另一方面影响外观。因此，必须从设计、材料、施工、管理等多方面采取控制措施，控制有害裂缝，减少可见裂缝。1、设计方面由于楼面板的边界约束条件非常复杂，混凝土收缩应力和温度应力的理论计算也并未完全能解决此类问题，而且实际施工质量也远达不到设计时的理想状态，因此在工程设计实践中，主要从设计理念和构造措施上予以注意，设计时应注意采取适当的加强措施，以求尽量减少现浇钢筋混凝土楼板开裂的可能性。1.1建筑平面应力求规则。1.2楼面板采用普通混凝土时，其强度等级不宜大于C30。1.3适当增加楼板厚度，宜取板厚hL/30L/35(L为单向板计算跨度或双向板短向跨度)，当L4.5m的板厚宜取hL/30。钢筋混凝土结构裂缝控制指南建议：当楼板内需要埋置管线时，现浇楼板的设计厚度不宜小于110mm。高层建筑结构概念设计建议：普通钢筋混凝土平板跨高比一般控制在3036。高规规定：一般楼层现浇板厚度不应小于80mm，当板内预埋暗管时不宜小于100mm；屋面板厚度不宜小于120mm。1.4在阳角、阴角板块及较大板块的四角部位板上、下侧增设与对角线平行的810100放射钢筋，其范围为L/4L/3（L为板短向跨度），上侧钢筋放在负弯矩钢筋上面，下侧钢筋放在板下部钢筋下面，以预防楼板四角部位的45斜裂缝。1.5在房屋下列部位的现浇钢筋混凝土楼板应设置抵抗温度、收缩钢筋，其间距不宜大于100mm，沿板的纵横两个方向的配筋率分别不宜小于0.1%：当房屋平面体形有较大凹凸时，在房屋凹角处的楼板；房屋两端阳角处及山墙处的楼板；房屋南面外墙设大面积玻璃窗时，与南向外墙相邻的楼板；房屋顶层的屋面板；与周围梁、柱、墙等构件整体浇筑且受约束较强的楼板。1.6楼板中暗埋PVC管时，应在垂直于PVC线管方向在线管范围内设置68的防裂短钢筋，间距宜不大于150mm，两端的锚固长度不小于30d。1.7现浇板中受力钢筋和分布钢筋的间距不宜大于150mm。2、施工方面现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝固然与设计、材料、环境等诸多因严格控制水泥、砂、石、外加剂等原材料的质量，严格按照设计以及规范要求进行配合比设计；在混凝土生产过程中，控制好砂、石、水泥、水、外加剂等材料计量偏差，及时对骨料的含水率进行检测，根据骨料的含水量调整骨料和水的用量，控制好水灰比；在保证混凝土强度、泵送流动性的情况下，最大可能增加粗骨料用量，减少砂、水泥、粉煤灰的用量；对进入施工现场的混凝土，应按规定进行检查验收，重点检查水灰比，进行坍落度等必要的试验验收；确保运入施工现场混凝土的水灰比、坍落度、初凝和终凝时间等技术指标能满足施工现场的实际需要，减少高效减水剂等外加剂的加入量。2.5避开高温时段施工现浇钢筋混凝土楼板施工应控制施工工期，尽量不在高温时段施工，可减少温差应力对混凝土变形的影响。2.6加强混凝土振捣等管理在现浇钢筋混凝土楼板浇筑施工前，应对模板充分淋水，保证模板在混凝土浇筑时不会产生大量吸水现象；在现浇钢筋混凝土楼板施工过程中，必须加强混凝土振捣管理，既要防止振捣不到位、漏振而出现振捣不密实、麻面、蜂窝、狗洞等质量问题，又要防止过振，粗骨料沉落，形成表面砂浆层，出现泌水现象；在混凝土浇筑后应有完善的抹平压光处理工序，并有保证细骨料不浮到混凝土表面而形成含水量很大的水泥浆层的措施。2.7加强成品保护工作在现浇钢筋混凝土楼板施工完成后，其混凝土强度未达到1.2N/mm2以前，不准在幼龄混凝土上面进行踩踏、加荷、材料运输、柱钢筋焊接、支模架搭设等施工活动，工程质量人员和技术人员必须认真负责，避免野蛮施工的不良行为，做好成品保护工作。2.8加强混凝土养护工作保湿养护是彻底消除混凝土变形裂缝的关键步骤。在夏季，保湿养护可在混凝土浇筑后混凝土达到初凝时进行。也就是说，当混凝土表面没有浮水，能经住手指轻压，就可以开始保湿养护。具体操作时，必须保证养护水在落到混凝土表面前已成雨雾状，雨雾使混凝土表面的失水现象消失，又不会把混凝土的表面浇出麻点。在一般的天气里，雨雾保湿养护应在混凝土浇筑后11.5h进行。这种保湿养护要持续7-24h左右。经过这样的保湿养护，在混凝土的表面可以有效避免收缩变形裂缝。如果不能及时保湿养护，待混凝土终凝后才进行浇水养护，此时裂缝已产生，即使养护水浇得再多也是枉然。规范合理的混凝土养护措施，是提高钢筋混凝土现浇板整体强度，预防裂缝发生的有效措施。养护作业的关键要点在于确保混凝土处于潮湿状态下，避免混凝土表面水分的蒸发。通常情况下对于使用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥的混凝土，保湿养生时间不得少于7天，对于使用粉煤灰硅酸盐水泥的混凝土、掺加了缓凝剂、抗渗剂等外加剂的混凝土、混凝土强度等级在C30及以上的高强混凝土，保湿养生时间不得少于14天。覆盖并浇水是强制性规范的要求，目前我们大多只浇水，不覆盖，浇的水干后不能保证及时补充，养护期内不能保证混凝土处于连续湿润状态，达不到应有的养护效果。2.9加强钢筋安装与护筋管理对于楼板钢筋的绑扎，施工单位应采取措施确保楼板的厚度和板面负弯矩筋的保护层厚度与设计要求一致，防止钢筋走位，避免保护层过厚导致现浇板有效厚度降低而出现裂缝。楼板负筋的直角弯钩长度应等于板厚减一个保护层厚度。楼板双层双向钢筋(包括分离式配置的负弯矩钢筋)必须设置钢筋小马凳，其纵横间距不应大于700mm，特别是对于8一类细小钢筋，小马凳的间距应控制在600mm以内。浇筑混凝土时应搭设跳板、马凳，安排专门的护筋人员，严禁施工人员在钢筋网上踩踏。2.10加强预埋管线管理电暖等管线的预埋铺设应尽可能与钢筋交叉布置或者平行于现浇钢筋混凝土楼板的短跨方向铺设。避免多层管线相互叠放造成应力集中，如这种铺设不可避免，需要在各种管线集中位置增加钢筋加强网或采取预埋线盒等保护措施。2.11防止重物冲击在使用塔吊向新浇注的现浇钢筋混凝土楼板上吊运钢筋、钢管、电焊机、料箱（斗）等重量较大的建筑材料及施工机具时，应在其下部垫设减震垫，并加强司索及指挥人员的责任，控制好物体下落速度，防止重物直接冲击楼板。2.12加强后浇带施工管理施工单位进行后浇带施工时应按设计图纸要求，留好施工企口缝；保证后浇带施工缝拦设后量，确保在后浇带两侧进行混凝土浇筑施工时混凝土不进入后浇带区；按要求对施工缝进行凿毛处理、清除施工缝内的杂物、彻底凿除疏松混凝土、并用水将后浇带冲洗干净；保证后浇带混凝土的强度等级并具有微彭胀性，在进行后浇带混凝土浇筑施工前，应将旧混凝土及模板淋水充分湿润。四、现浇钢筋混凝土楼板裂缝的处理1、混凝土裂缝表面封闭法对于混凝土裂缝小于0.15mm难以使用填充材料的微缝，可以通过表面封闭的方式进行处理，以提高钢筋混凝土现浇板的防水性，避免水分浸入对钢筋的锈蚀。表面封闭法的施工工艺为：清洗处理干净现浇楼板表面，待充分干燥后使用黏度相对较低的液态树脂或者是表面涂料胶均匀的填充涂刷裂缝表面，形成对裂缝的封闭处理。2、压力灌浆法压力灌浆主要包括水泥灌浆以及化学灌浆两种方式，一般情况下用于处理宽度介于0.15-0.5mm之间的裂缝，其处理方式为通过一定的压力条件将水泥或者环氧、甲凝类材料灌入裂缝内部实现混凝土现浇楼板裂缝的修复。压力灌浆法施工步骤主要包括：清洁裂缝、确定灌浆口、裂缝封闭、安设底座及灌浆设备、压力灌浆及封口，最后作业结束后清理灌缝表面的封缝胶。3、开槽填补法对于宽度超过0.5mm而且较长的现浇混凝土楼板裂缝，一般采用开槽填补的方式处理。利用切割机沿裂缝发展方向将裂缝扩大，使其形成v型槽的形式，将处理后的裂缝清洗干净，将槽底通过水泥浆处理后分层填充环氧砂浆、水泥砂浆或者其他密封材料，密封裂缝后将现浇楼板表面抹平压实。4、破拆重做法现浇钢筋混凝土楼板裂缝严重影响使用功能和结构安全时，应拆除重作。