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浅述现浇钢筋混凝土楼板采用商品混凝土施工的裂纹分析及控制
2007-11-20 来源：来源
浅述现浇钢筋混凝土楼板采用商品混凝土施工
的裂缝分析及控制

 针对现浇楼板商品混凝土施工中出现裂缝问题，通过工程实践分析施工中采用商品混凝土现浇楼板容易产生裂缝的各种影响因素；提出在工程施工中进行裂缝控制的一些建议和方法。

一、概述
近年来，由于土木工程施工技术的不断发展，混凝土制备、运输设备的不断更新，在住宅建设中，预应力空心板楼面形式逐渐让位于现浇楼板形式。现浇楼板解决了预应力空心楼板拼缝纵裂的质量通病，加强了结构的抗震性能，但在对现浇楼面住宅进行的调查中却发现：在相当一部分现浇楼面结构中，当拆下层模板时，在边跨板面常出现顺板外缘裂缝，在房屋角部板面往往出现呈等腰三角形的45度斜裂缝，这种情况出现在呈一字形布置的小高层住宅概率较高层剪力墙住宅中为大，尤其在房屋角部有大房间时。还有许多裂缝在板面沿楼板支座变0.3m范围内平行于支座展开，甚至有些楼板四周均匀出现连续的裂缝，这些裂缝出现在设置施工井架或施工吊塔位置相接的楼板中概率更大。

二、施工阶段裂缝分析与控制
现浇楼板产生裂缝的原因是多方面因素共同作用的结果，总的来说可以从混凝土材料特性、结构设计和施工条件这三方面来归类分析。从施工因素角度来说：楼板的模板、支撑变形或沉陷，混凝土的制作和振捣工艺等许多方面的施工质量问题以及养护不当都会增加产生裂缝的可能性。本文将从以下几点加以叙述，并提出相应的对策和建议。
  1.混凝土的振捣工艺
   凡事过犹不及，混凝土施工中充分振捣可使骨料和水泥浆在模板中得到致密排列，将有助于混凝土的密实性和抗裂性，但过分振捣将使粗骨料沉落挤出水分、空气，表层呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落，造成比下层混凝土有较大收缩性的表面砂浆层，等水分蒸发后极易形成凝缩裂缝。若施工中模板、垫层在浇注混凝土之前洒水不够，过于干燥，则模板吸水量大，更易引起混凝土塑性收缩，产生裂缝。同样混凝土浇捣后的过度抹平压光也会使混凝土的骨料过多的浮到表面，形成含水量很大的水泥浆层。水泥中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳反映生成碳酸钙，放出结合水而使表面体积碳化收缩，导致混凝土板表面龟裂。
所以建议对浇注后的混凝土进行二次振捣，以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成水分和孔隙，减少内部微裂缝的形成和发展，提高混凝土与钢筋的握裹力，增加混凝土的密实度，可以使混凝土的抗压强度提高10%~20%左右，从而提高抗裂性。需注意的是施加二次振捣的最事宜时间为坍落度已经消失、混凝土接近初凝时，这时若将运动着的震动棒逐渐插入混凝土中进行振捣，混凝土仍可恢复塑性。如果恢复塑性的程度能够在震动棒小心拔出后，混凝土能自行闭合而不留下孔穴，即可认为这时施加二次振捣是适宜的。这个时间一般是在浇注混凝土后4个小时。同样，二次抹压表面处理也是以个很好的措施，有利于减少混凝土早期塑性裂缝。因为混凝土硬化前，混凝土还未终凝，主要是上部的均匀沉降受到限制，水平方向比垂直方向收缩量更大才会出现不规则裂缝。这时用木抹拍打压实裂缝处的混凝土，可以消除混凝土的收缩应力，闭和泌水收缩裂缝，这时立即加以护养，可以排除非均匀降温差引起的自约束，减少和避免混凝土在升温阶段产生的裂缝。
2.模板、支撑体系
在现浇混凝土楼板中我们还发现这样一种裂缝，即沉陷裂缝。首先这可能由于模板的支撑度不够、梁板支撑刚度差异或模板绕度过大在荷载作用下变形沉陷；其次是施工期间的过度震荡使支撑刚度变异部位多次发生瞬间相对位移，或是没有在混凝土获得足够强度之前过早拆模。
目前高层住宅结构的施工进度一般是七天一层，施工单位配备四套模板，当拆除最下层模板时，楼面结构混凝土强度已基本达到28d设计强度。但单位仅配备三套模板周转使用，施工进度稍快时能达到五~六天一层，这样拆除下层模板时，楼面结构混凝土尚达不到18d，而原《混凝土结构工程施工及验收范围》（50204—92）对此是有严格规定的。
假设施工时有四套模板周转使用，自上而下分别隶属楼板为第n、n1、n2、n3层。由于上层混凝土龄期以内，所以第n、n1、n2、n3层楼面刚度递增Bn面，会出现断断续续的细小裂缝，在个别位置甚至较为明显。这主要是由于：
⑴未能及时测定混凝土的强度。规范中已明确规定混凝土的早拆强度，所以在模板拆除前应对楼板混凝土强度进行评定（如压试块或回弹测试），而实际操作中，施工者往往人为地规定混凝土自浇筑至拆模的时间。但混凝土的水泥、骨料品种、外加剂类型等自身特性和气温等环境条件都未加以综合考虑。
⑵楼板上施工荷载中，拆模后的楼板立刻承受较大的集中荷载，例如：成束吊运并平行于支撑带堆放的钢筋、集中堆放的模板和支撑、置于跨中的施工设备和人员等。这些荷载常超出了控制荷载，导致支撑带处的负弯矩M超过混凝土的开裂弯矩，产生裂缝。
针对以上几点，我们可以采取以下几点相应措施：
⑴模板及支撑体系要有够的刚度。楼板模板支撑的间距要适宜，使其刚度不至于有太大的差距。在与施工井架相接或施工运输工具频繁经过的楼板模板中间要适当加强模板支撑系统。
⑵对于高层及小高层住宅中由于拆模早而引起的边跨板面裂缝，可以采用如下控制方法：
①由于设计中对多跨连续板边跨的板边往往简化处理为简支，由此而产生的误差在构造上予以配置构造钢筋补强，但所配置的构造钢筋又往往存在直径过细，间距过大。建议设计对边跨边支座配筋时按固端考虑边支点，对该跨跨中及内支座配筋时，边支座仍可按简支考虑，并适当增大板边的构造配筋率。
②上部钢筋直径应大于10-12mm，最好采用变形钢筋或冷轧带肋钢筋。在施工中做好对上部钢筋的保护以防被践踏到下部。在房屋角部及柱四周板面适当配置45度状裂缝的放射构造钢筋。
③建议在条件许可下，多使用木模板，其相应荷载可较组合钢模板每平米减少250N。
④若要提早拆模，可以楼板混凝土中掺用复合高效减水早强剂，因其3d强度比普通混凝土增加30%，7d强度可达90%。
⑶对于早拆模板、支撑体系，应严格控制楼板混凝土的拆模强度和早拆后楼板上的施工荷载。在资金允许的条件下，宜配置两个流水段的早拆模板，以适应小段流水的作业方式，也有利于配合滑模、爬模等快速施工中的现浇楼板工序的跟进。
3.施工管理
建筑业的改革使我们在加强施工管理，增进文明施工方面制定了一系列的规定章程。但由于目前在建筑施工第一线具体操作的工人，有很大一部分是临时雇佣的民工，缺乏一定的专业知识，为严格施工规范和管理，带来了一定困难，亟待加强。
⑴商品混凝土已广泛应用于现在的建筑施工中，它的质量的现场控制，将直接影响到施工后结构的质量。但由于大城市的交通路况，从搅拌站装运商品混凝土至施工现场往往需要较长的时间。因此混凝土搅拌物的坍落度损失很大，如遇高温季节则损失更大。再加上现场施工管理不严，经常出现随意向已预拌好的混凝土中加水的现象。这将严重影响混凝土拌和物的质量，造成混凝土水灰比增大，游离水和层间水增多，增加了混凝土硬化浆体的空隙率，削弱了混凝土中水泥和骨料的界面粘结力，为将来混凝土产生裂缝留下了隐患。
⑵由于不注意加强施工管理，在楼板混凝土浇筑前，部分上部钢筋常常被工作人员踩踏下沉，又没有得到及时纠正，使其不能有效发挥抵抗负弯矩的作用，使板的实际有效高度减少，结构抵抗外荷载的能力降低，裂缝就容易出现。
⑶在楼板的混凝土施工完成后，要待楼板混凝土具有一定强度后才能进行下一道工序的施工。在混凝土终凝初期应避免施工荷载对楼板产生较大的震动。特别是与施工井架相接的楼板，其混凝土施工是最后完成的，而承受施工荷载和振动却是最早和最频繁的。有些单位为抢工期，在楼板混凝土浇捣完成后第二天就上人上材料下一道工序施工，往往就导致了该处裂缝的产生。
⑷混凝土的养护是防治裂缝的关键。在现浇楼板的施工中，由于板面混一次性浇筑面积大，表面与空气接触面积也大，水化过程致使板面温度很高。如果养护时覆盖保温隔热措施不当，受太阳照射后昼夜骤降温差很大，更加快了混凝土表面的水分蒸发，加速了混凝土的收缩速度，使板内拉应力大于混的抗拉强度，将导致产生裂缝的机会增加。针对上述情况，加强施工的规范程度和文明施工，防止质量事故，需要做好以下几点：
①加强商品混凝土的质量的现场控制和验收，商品混凝土在出厂运输过程中和卸料时不可产生离析，混凝土不得失去任何一种原料，也不能混入其他外来成分和附加水分，特别是不准随便加水和向运输泵车料斗中加水。泵送混凝土前，做好坍落度试验，坍落度超标的混凝土严禁使用。
②浇捣楼板混凝土时必须铺设操作平台，防止施工操作人员直接踩踏上部负弯矩钢筋。同时加强浇捣楼板混凝土整个过程中的钢筋看护，随时将位置不准确的钢筋复位，确保其发挥相应作用。
③合理的施工速度应建立在严密周全的科学组织基础上，在混凝土强度未达到1.2MPA之前，不准随便上人和集中堆放钢筋等重物；混凝土强度达到1.2MPA之后，堆放重物也应在两根梁之间放上方木，将重物重量通过方木传递到梁上。
④养护应该尽量提前，越早越好。特别是遇到干燥、大风、烈日暴晒的天气，要在二次振捣后及时养护，随抹随覆盖塑料薄膜，在不易覆盖塑料薄膜的部位涂刷养护剂。严禁在经太阳直晒后裸露的混凝土面上直接浇水养护，以防止由于温度骤降导致板面开裂。混凝土终凝后，专人浇水养护，使混凝土处于湿润状态，养护应不少于7d。
三、结论
现浇住宅的楼板裂缝虽是一种常见的建筑质量通病，但只要加强混凝土楼板的施工工艺管理，严格遵守施工规程，就能大大减少混凝土室内楼板裂缝产生的可能性。