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现浇混凝土楼面裂缝的分析和重点防治措施

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2020年4月19日
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预拌混凝土楼面裂缝
产生原因及预防

编制：任定咏
审核：邢华平

酉阳昊鼎混凝土有限公司
工程技术部编制
预拌混凝土楼板裂缝产生的原因及预防

混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热。大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,使得混凝土结构内外出现较大的温差,这些温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝土表面温度急剧下降,而产生收缩,表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝,这种裂缝一般只在混凝土表面较浅的范围内产生，现浇钢筋混凝土楼面的裂缝，是当前普遍存在并较难克服的质量通病之一。有些施工企业为了节省人力物力，不能很好的按照我们提供的《预拌混凝土使用说明书》进行施工操作，楼板裂缝发生后，业主不追查和分析板面裂缝的原因，反而对商砼企业进行投诉和索赔，同时也对我们商品混凝土的声誉造成一定影响，因此做好混凝土楼面裂缝的控制对提高建筑施工企业施工质量和我们的社会信誉均有重要影响和意义。结合我公司多年来大量实践中的经验和教训，以施工为主、兼顾设计和材料等方面，阐述楼面裂缝的原因及综合防治措施如下：
一、设计原因产生的裂缝
收缩裂缝往往出现在收缩应力集中的薄弱截面上，在建筑设计中，一般只注重建筑功能而忽视建筑结构问题。如建筑平面不规则，而结构设计时又没有采取加强措施，配筋薄弱处（即在负弯矩筋的末端处）容易产生温度应力和收缩应力集中，从而造成楼板开裂。
板配筋间距偏大，特别是板面抵抗负弯矩的钢筋未通长设置，致使在靠近板边缘处沿负弯矩筋端部出现裂缝。而在房屋角部的板角处，双向板收缩是双向的，由于没有配置足够的构造钢筋，因此产生45度斜裂缝。并敬请施工单位严格按照施工图纸及施工规范要求进行施工，严防偷工减料而造成板面裂缝。
预防措施：
根据上面的分析，应对措施首先要加强图纸会审工作，建议建设单位和设计单位对建筑物阳角处房间的楼板配筋进行加密加强，在同样配筋率的情况下尽量减小钢筋的直径和间距，采用双层双向配筋或在板面无负筋处配置双向钢筋网能较好地解决楼板的斜角裂缝。
混凝土收缩开裂是与材料性能有关的固有特性，要想完全阻止裂缝的开展是不可能的，只能从设计、施工以及材料等方面加以改进，采取“防和放”的手段防止和释放收缩变形产生的应力集中，以减小和细化裂缝。
二、混凝土自身性能的影响产生的裂缝
由于现场自拌混凝土存在太多影响质量的因素，当前已普遍采用泵送商品混凝土进行浇筑，混凝土质量有了很大的提高和保证。但这里不得不说的是劳务班组为了追求生产效率，一味的注重混凝土的流动性，混凝土坍落度稍微偏小，她们就向项目部抱怨，说混凝土配合比不好，工作性能不好，要求增加用水量，从而加大了混凝土的坍落度，往往这时她们就没考虑到水灰比和胶凝材料的增大也是造成楼面开裂的一个因素，希望项目技术骨干一定要向劳务班组多做技术交流，让我们一起努力改进和减小混凝土的收缩值，保证商品混凝土的质量和性能。
预防措施：
施工企业定购商品混凝土时，应根据工程的不同部位和设计要求对混凝土品质提出明确的要求，经常和我们的技术人员进行沟通交流，现场应逐车严格作好商品混凝土的坍落度检查，以保证商品混凝土的质量。
三、现场施工操作不规范造成的裂缝
混凝土浇筑完成后其表面可能会因收缩而出现裂缝，对于此类裂缝，应在混凝土尚未硬化前及时经过抹压收面来消除并使其闭合，平面结构的混凝土，在混凝土终凝前进行两到三次的压实抹面，并应特别注意消除混凝土表面沉缩裂纹。对于能够有效预防泵送混凝土楼面开裂措施的收面工作，则须从两方面加强：一方面就加强多次收面作业(最少应保证三次收面工作)，而且加大收面加压力度，另一方面应注意收面间隔时间控制。
预防措施：
收面间隔时间控制应根据混凝土凝结状况进行，对于不同的气候条件采取不同收面时间，一般春秋季节混凝土收面时间为：第一次收面：在混凝土摊铺后1小时左右进行,此时梁板混凝土的沉降己基本完成,经过收面可对沉降收缩裂缝进行有效闭合，首次收面后混凝土表层状况表现为:石子半露、粗糙不平。
第二次收面：在摊铺后2小时左右进行，二次收面后混凝土表层状况表现为：表面砂浆层有不平整痕迹出现，如果收面加压力度不够，作业人员踩压脚印处灰浆积聚，该灰浆多为水泥及部分粉煤灰的上浮浆，收缩远大于砂浆，造成脚印痕迹处灰浆龟裂，且龟裂多呈环状。
第三次收面：在摊铺后3至4小时左右进行，此次收面尤为重要目的是封合已生裂缝，收面加压使表层砂浆与内部混凝土充分溶合。如遇有异常天气(如大风、高温、雨天等)，应加强收面次数与调整收面间隔时间控制,并做好终凝后混凝土表面的覆盖工作。
刮去表面水份：对于泵送混凝土，因其流动性较大，混凝土振捣后表层易出现泌水或泌浆，使表层混凝土具有较大的水灰比，特别是混凝土中粉煤灰有可能随着水份而带到混凝土表面。混凝土硬化有可能出现多方面不利：如表面较大干缩变形而产生表面裂缝，表面强度太低而起砂起尘。因此，必须将表面水份刮去，将浮浆压入混凝土中，减少表面泌水与浮浆现象。压实表面混凝土，对混凝土表面采取抹压处理，消除表面缺陷，使表面混凝土进一步密实。
四、楼面上层钢筋网位移产生的裂缝
楼面裂缝的发生有几种最常见最主要的原因：钢筋保护层厚度不足、预埋线管的影响。钢筋在楼面混凝土板中的抗拉受力，起着抵抗外荷载所产生的弯矩和防止混凝土收缩和温差裂缝发生的双重作用，而这一双重作用均需钢筋处在上下合理的保护层的前提下才能确保有效。在实际施工中，楼板下层的钢筋网受到混凝土垫块及模板的支托，保护层比较容易得到正确控制。但当垫块间距过大时，钢筋受自重或外力作用产生变形，钢筋网的合理保护层厚度就无法保障，因此纵横向的垫块间距一定要根据实际情况控制好。
与此相反，楼板上层钢筋网保护层厚度的控制，一直是施工中的一大较难问题。其原因为：板的上层钢筋一般较细较软，受到人员踩踏后容易弯曲、变形、下坠，特别是采用分离式布置的负弯矩钢筋的，更容易产生变形。钢筋离楼层模板的高度较大，无法受到模板的支托保护，各工种交叉作业，造成施工人员众多，行走十分频繁，无处落脚后难免被大量踩踏，上层钢筋网的钢筋马凳设置间距过大，数量不足或位置设置不合理。
预防措施：
根据施工实践，建议楼面双层双向钢筋，必须设置钢筋小马凳，其横向间跨不应大于700毫米<即每平方米不得少于2只>，特别是对于Φ8一类细小钢筋，小马凳的间距应控制在600毫米以内（即每平方米不得少于3只），同时采取下列综合措施加以解决：
尽可能合理和科学地安排好各工种交叉作业时间，在板底钢筋绑扎后，线管预埋应及时穿插，做到不留或少留尾巴，以减少板面钢筋绑扎后的作业人员数量。安排足够数量的钢筋工（一般应不少于2-3人）在混凝土浇筑前及浇筑过程中及时进行整修，特别是支座端部受力最大处以及楼面裂缝最易发生处（四周阳角处、预埋线管处以及大跨度房间）应重点检查和修复。混凝土工在浇筑时对裂缝的易发生部位和负弯矩筋受力最大区域，应铺设临时性活动跳板，扩大接触面，分散应力，尽力避免上层钢筋受到重新踩踏变形。
五、预埋线管过于集中产生的裂缝
预埋线管，特别是多根线管的集散处，是截面混凝土受到削弱从而引起应力集中容易导致裂缝发生的薄弱部位。当预埋线管的直径较小，而且房屋的开间宽度也较小，同时线管的敷设走向与混凝土的收缩和受拉方向平行时，一般不会发生楼面裂缝。反之，当预埋线管的直径较大，开间宽度也较大，而且线管的敷设走向与混凝土的收缩和受拉方向垂直时，就很容易发生楼面裂缝。
预防措施：
因此对于较粗的管线或多根线管的集散处，应增设垂直于线管的加强短钢筋网。建议增设的抗裂钢筋采用Φ６-Φ８，间距≤１５０，两端的锚固长度应不小于３００毫米。线管在敷设时应合理规划布置，尽量避免立体交叉穿越，同时在多根线管的集散处宜采用放射形分布，尽量避免紧密平行排列，以确保线管底部的混凝土容易浇筑和振捣密实。当线管数量众多，使集散口的混凝土截面大量削减时，宜按予留孔洞构造要求在上下四周增设井字形抗裂构造钢筋。
六、材料吊卸过程产生的裂缝
当前在主体结构的施工过程中，普遍存在着质量与工期之间的较大矛盾。一般主体结构的楼层施工速度平均为５-７天左右一层，最快时甚至不足4天一层，比如前些年备受推崇的所谓的“深圳速度”。因此当楼层混凝土浇筑完毕后不足２４小时的养护时间，就要忙着进行材料吊运、绑扎钢筋、搭设模板支撑等施工活动，这就给混凝土楼板（特别是大跨度的楼板）造成不良后果，容易在混凝土楼板强度不足的情况下受材料吊卸冲击振动荷载、重力荷载等外力作用下引起不规则的受力裂缝。而且这些裂缝一旦形成，就难于闭合，形成永久性裂缝，这种情况在高层建筑主体结构快速施工时比较常见。
预防措施：
1、主体结构的施工速度不能强求过快，楼层混凝土浇筑完后的必要养护（一般不宜≤２４小时）必须获得保证。主体结构阶段的楼层施工速度宜控制在６-７天一层为宜，以确保楼面混凝土获得最起码的养护时间。
2、科学安排楼层施工作业计划，在楼层混凝土浇筑完毕的２４小时以前，可限于做测量、定位、弹线等准备工作，不允许吊卸大宗材料，避免冲击振动。２４小时以后，可先分批安排吊运少量钢筋进行绑扎活动，做到轻卸、轻放，以控制和减小冲击振动力。第3天方可开始吊卸钢管等大宗材料以及从事楼层墙板和楼面的模板正常支模施工，但也应注意物料的分散堆放。
3、在模板支撑体系及模板安装时，吊运（或传递）上来的材料应做到尽量分散就位，轻卸、轻放，不得过多地集中堆放，以减少楼面荷重和振动。
七、养护不科学造成的裂缝
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能够避免表面脱水并大量减少混凝土初期收缩裂缝发生。但实际施工中，由于抢赶工期和浇水将影响放线及施工人员作业，因此楼面混凝土往往缺乏较充分和较足够的浇水养护延续时间。
预防措施：
混凝土养护工作应作到以下要求：①加强早期养护：在正常情况下，浇筑完毕后12小时内(或混凝土硬化后)对混凝土加以覆盖适时浇水，一般来说初凝后能够覆盖，终凝后开始浇水，如遇高温、大风、干燥天气，应及时覆盖。对于较大面积的浇筑，覆盖工作应随工作面同步进行，确保混凝土早期不失水。②混凝土表面覆盖应采用塑料薄膜，其最大优点是前期保湿，防止水分过快蒸发，而造成表面起砂起灰，也可采用麻袋、草席、铺砂等方式，覆盖物应保持湿润，以防覆盖物从混凝土表面吸水。浇水养护时,应以保持混凝土表面润湿为准，而不能单纯以浇水次数为衡量依据，浇水时不得直对混凝土表面冲刷，以免混凝土表面受损，大面积水平结构可采用蓄水养护。③混凝土在养护过程中，如发现遮盖不全，浇水不足，以致表面泛白或出现细小干缩裂缝时，应立即仔细遮盖，充分浇水，加强养护，并延长浇水养护时间加以补救。对于己硬化混凝土裂缝,可向裂缝内填入水泥，加水湿润，覆盖养护。④对不便于浇水养护的直立结构，应延迟拆模(木模)时间，并使模板与构件适当脱离，在模板与构件空隙间进行浇水养护，依靠木模板自身的吸水性与隔热性进行养护。
混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的，混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。
   因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应切实重视起来。
八、模板不湿润与拆除过早产生的裂缝
浇筑前湿润模板，模板吸水也是产生收缩裂缝的主要因素，为了防止干燥模板从混凝土吸取水份，在混凝土浇筑前应对模板进行湿润。
正确掌握拆模时间，避免过早拆模，敲击过重，控制模板能否拆除的条件不是看混凝土是否凝结，而是要依据混凝土是否有能力抵抗施工时的荷载，这种荷载包括构件自重、施工人员重量、构件上堆积物、上层模板支撑物重量、拆模时产生的冲击力等。因此，拆模必须在混凝土达到一定强度后方可进行。
九、结论与建议
商品混凝土现浇楼板裂缝的控制是涉及配合比、施工、设计、养护等诸多因素。总之，只要严格遵守国家及行业相关施工规范、验收标准，按设计要求和施工程序施工，混凝土施工可依照我公司提供的《预拌混凝土使用说明书》进行，裂缝是基本上能够得到有效控制的，让我们多沟通多交流，一起探讨混凝土的各项技术性能，为本项目的顺利竣工而共同努力！

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