浅谈楼板裂缝防治与钢筋保护层控制

浅谈楼板裂缝防治与钢筋保护层控制【文摘】本文针对质量通病中的楼板裂缝和钢筋保护层控制问题，依据工程实践经验并结合本工程实际，对上述问题作了具体分析、介绍了一些实用有效的控制措施。【关键词】混凝土裂缝、楼板钢筋混凝土保护层、控制、防治措施前言：楼板裂缝和钢筋的混凝土保护层控制不到位是质量通病之一。但作为合同中确保鲁班奖的******项目，项目部和***集团公司对这些方面从一开始就给予高度重视和认真地对待，确保这些问题在本项目上得以避免。下面就这一问题的处理和防治谈谈我们的粗浅看法，不当之处，敬请指正。编制依据：2.1施工图纸2.2设计规范：《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）2.3施工规范：《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）2.4岩土工程勘察报告：江苏省地质工程勘察院《***大学***岩土工程勘察报告》（详勘报告编号：********）2.5********著《工程结构裂缝控制》2.6施工期间的各种资料工程概况：3．1基本概况：序号项目内容1工程名称2建设单位3施工单位4设计单位5监理单位6施工范围7定额工期8施工工期9质量标准10施工现场11工程地址12主要功能3.2目前施工进度：A区:A-1段6层顶板；A-2段6层柱；B区:6层楼面梁板，C区：6层楼面梁板门厅高支模部位：5层楼面梁板；3.3相关资料：******项目，建筑面积43696m2,桩基础及桩基加筏型基础，框架结构，局部地下一层，地上6层，局部7层。建筑高度:34.2M,建筑物总长×总宽：122.26×70.8m。柱网：8000×8000，8000×10000，16000×16000等；主梁间距主要为8米、少量10米，次梁间距4米，最大5米；楼板尺寸大部为：4000×4000，4000×5000mm；楼板厚度：110、120、130、140、150、160mm楼板配筋：主要有[φ@110双层双向,梁上有加铁]和[下铁8@110,上铁Φ10@180];楼板的混凝土强度等级：地下室底板：500厚，C30,S6；1－2层：C40；3-4层C35；5层以上：C30；水箱间：C30,S6；预应力梁：C40；楼梯：C30楼板裂缝形成的原因及应采取的措施4.1综述大家知道，混凝土是抗压性能良好的材料，钢筋是抗拉（压）性能良好的材料，工程上的钢筋混凝土正是充分利用两种材料的优点而被广泛使用的。目前，建筑工程中现浇钢筋混凝土板（特别是住宅楼面板）出现裂缝现象相当普遍，通过对大量工程施工实践的分析和总结；结合我公司承建的******项目的实际情况，就楼板裂缝的产生原因和应对措施作简要论述。实际上产生裂缝的原因主要有两种，一种是荷载引起的裂缝；另一种是由于变形引起的裂缝。大量的调查资料显示，工程实践中结构物的裂缝原因，属于由变形变化（温度、收缩、不均匀沉陷）引起的占80％以上；属于由荷载引起的约占20％左右。前属80％的裂缝中也包括变形变化与荷载共同作用，但以变形变化引起的变形为主所引起的裂缝；同时在20％的裂缝中也包括变形变化与荷载共同作用，但以荷载为主所引起裂缝。下面就本工程的情况做论述。4.2不均匀沉降产生的裂缝（变形为主引起的裂缝之一）：由于地基不均匀沉降，将会在结构上产生附加内力，从而使楼板产生裂缝。大家注意，这里所说的是不均匀沉降！本工程地基较好，采用152根C25钢筋混凝土挖孔灌注桩，桩径800－1700mm，环箍Φ14、Φ12；整体结构在16、17轴设置永久变形缝一道，地下设置了几道沉降后浇带以抵消部分不均匀沉降引起的微小变形；地上保留了东西方向通长的后浇带，由于东西方向太长，施工单位在B区设置一道南北方向的施工缝。结合沉降观测结果（目前为止最大累计沉降量不足1.5mm）后分析认为施工过程中由于地基沉降使楼板产生裂缝的概率较小。4．3温度引起的裂缝由于混凝土受热或受冷，使混凝土产生裂缝；这种情况大家很容易理解。从寒冷的冬季到炎热的夏天，温差变化较大（镇江地区大约50℃），混凝土的线膨胀系数虽然较小，但构件长度相对较大，也可能产生裂缝。大家有没有注意，多层房屋面受温差变化影响，将产生变形，从而产生应力，顶层墙体在窗口上方大多出现45度斜裂缝，就是由于温度变化使屋面板引起的。施工期间日温度变化大约15度，热胀冷缩造成的大块楼板伸长值本工程为5000×15×10－5＝0.75mm。(当环境温度为0－100℃时，α＝1×10－5/℃)。4.4由于混凝土收缩产生的裂缝（变形为主产生的裂缝之一）；风力作用（风干收缩）由于风吹使混凝土表面水份蒸发过快，从而产生干缩裂缝。我们在好多地方，领会到了风作用的影响。根据我们的经验，冬天施工的水泥制品构件，如果外侧窗户不能封闭又没有可靠保温措施的话，大风是比较容易使混凝土制品产生裂缝的。因此，完成后的混凝土面能加以遮挡和覆盖是减少裂缝的重要措施之一。混凝土由于水灰比过大产生的裂缝；混凝土的水灰比（或现场浇筑混凝土时随意加水）比较大，而模板的透水性和吸水性相对较差，浇捣时温度又高，使混凝土内的自由水分蒸发出去既快又多，由于混凝土中存在多余水份，占有一定空间，当多余水份蒸发后，混凝土在硬化之前即产生体积的自由收缩，使板面出现干裂现象。水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25％。控制混凝土坍落度及水灰比（现场实测、超过规定退货）,做好保温保湿养护的技术措施；初凝前采用磨光机磨平压光；加强浇水养护；加以覆盖是高温天气混凝土施工的重要一环。夏天我们采取覆盖养护，通过比较，发现确实是防止出现裂缝的最好措施。水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15％的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。养护不到位产生的裂缝环境湿度越大，收缩越小，越干燥收缩越大。早期养护时间越长，收缩越小。混凝土收缩和环境降温同时发生，收缩和裂缝产生加剧。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。规范规定，养护时应使混凝土面保持湿润状态，一般混凝土养护不少于7天，对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土不少于14天。我们的经验就是加强养护，增加养护时间，提高养护效果（采取必要的覆盖措施、有可能的情况下采用蓄水养护－最好，因为混凝土是水硬性材料）。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。从理论上分析，新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或防碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。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。环境因素的影响（天气变化、温度变化等）雨雪天气的影响，使混凝土表面水泥浆流失，从而使混凝土质量达不到要求，表面没有抵抗拉应力的能力，使楼板出现裂缝并降低承载能力。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1／10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有（0.6～1.0）×10-4，长期加荷时的极限位伸变形也只有（1.2～2.0）×10-4，由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。施工中长期暴露的混凝土浇筑构件表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施，冬期采用薄膜加草帘被保温又保湿，地下结构拆模后应及时回填；改善约束条件的措施是：合理地设置后浇带、施工缝、变形缝、伸缩缝等。实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成冬期施工的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩。加强和气象站的联系，掌握混凝土浇筑期间的气候。暴露面积大暴露面积越大，包罗面积越小，收缩越大。因此，地下室尽早回填土，尽早封闭结构物和装修对减小收缩有利。人的因素人的不正常行为引起的工作不细心，混凝土漏震、搓压不密实、使用机械压楂不严等。应对措施：加强思想教育，保障后勤供应，食宿方面做好服务，冬天有热饭菜，夏天有防暑降温的措施，孩子上学提供资金；家有困难时提供帮助，实行人性化管理，提高企业文化。4.5荷载引起的裂缝材料不好引起的裂缝由于材质不好，使混凝土质量低劣，从而不具备相应的承载能力，而引起的裂缝；1)水泥用量越大，含水量越高，坍落度越大，收缩越大。一般高强混凝土比中低强度收缩大（水泥用量较少的中低标号混凝土，大部分收缩完成时间约一年。用量较多的高强度水泥混凝土约为二、三年或更长。）。

2)砂岩作骨料收缩幅度增加。骨料粒径越粗，收缩越小，骨料粒径越细，砂率越高，收缩越大。粗细骨料中含泥量越大收缩越大。3)水泥活性越高，颗粒越细，比表面积越大，收缩越大。矿渣水泥收缩比普通水泥收缩大，粉煤灰水泥及矾土水泥收缩较小，快硬水泥收缩较大。4)外加剂及掺合料选择不当，严重增加收缩变形选择适宜则可减少收缩。通过合同对混凝土公司加以约束，选择合适的骨料品种，控制粗细骨料的含泥量；通过混凝土试配，优选材料和配合比，做好混凝土的级配及外加剂的优选（优选缓凝型外加剂及掺和料）,做好设备及计量装置的检验，提供优质混凝土加以解决，组织人员去混凝土公司进行监督检查。为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。钢筋的混凝土保护层过大或过小产生的裂缝混凝土保护层过大，第一，形成素混凝土受力，大家知道，素混凝土的抗拉能力是很低的，稍微受力，就可能被拉裂；第二，钢筋的承载能力，与计算高度有关，计算高度小了，钢筋受力当然也就小了。从而引起变形过大，而使楼板开裂。而保护层过小，使钢筋因受外界环境等因素的侵蚀，从而使钢筋的承载能力下降。。。。。；我们通常采用的控制钢筋的混凝土保护层的措施：采用优质垫块，垫块间距摆放合理，间距@800梅花型布置；悬挑结构板，采用钢筋马镫，第一排距根部不大于300，其余间距@600。施工缝部位采用模板上下限位。浇捣混凝土时采用马镫加跳板，避免施工时踩踏。板中正负受力钢筋之间有效高度不够使受力钢筋的抗拉强度不能得到有效发挥，反而加重了板上层混凝土的受压应力。该原因产生的裂缝往往是穿透性的，主要出现在板边及板中受力比较集中的位置，这类裂缝严重者将影响结构的使用安全。另浇捣混凝土前，板底钢筋无保护层垫块或保护层垫块分布太稀，也易使板出现裂缝。这就是说本来两人担当的重担，让一个人去挑了，结果力不从心—--挑不起----出现裂缝，没有重视和控制好双层双向钢筋高度，后果是可怕的，将在安全与经济方面带来损失。我项目施工时严格按方案设置钢筋马凳，底板砼设置φ16@1500钢筋(根据底板上下层筋直径确定)马凳（地上部位塑料马凳@800），下层筋采用15厚硬塑凹形垫块@800，梅花型设置；浇筑砼时，泵管架空不能放在楼板（有布料机板下支撑应加密）上，浇筑砼钢筋网上时架设“人行桥”防止浇筑人员踩踏钢筋。项目部浇筑砼时，由生产部门提出砼浇筑申请，技术部门按要求审查砼强度等级、水灰比、坍落度（板140±20㎜），砼车到场后项目试验员检查坍落度，不符合要求的坚决退场，项目部重罚砼到场后随意加水人员。砼浇筑时先按要求振捣、后按标高找平，并用括尺括平，在砼初凝前用地面磨光机打磨一遍，木蟹打磨，铁板压光，侯机扫毛。控制打磨时间最为关键，早了不行，晚了也不行，按施工规程及时进行养护，浇筑完毕12h以内加以覆盖和浇水，浇水时间不少于7d(对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土不少于14d)。大体积混凝土如初凝后发生表面风干裂纹，应进行二次抹面或压实。采取以上措施我项目部施工的***工程，板面没发现开裂现象。模板支设达不到要求产生的裂缝模板及支撑没有达到设计要求；为赶进度，在现浇混凝土未达到设计强度时即拆模，也导致板开裂，出现穿透性裂缝。支撑模板的选用必须经过计算，除满足强度要求外，还必须有足够的刚度和稳定性，边支撑立杆与墙间距不得大于300mm。根据工期要求，配备足够数量的模板，保证按规范要求拆模。我项目部梁板模板支撑经过计算后采用钢管多排搭设,立杆搭设间距纵横向为800、900mm，顶板采用18厚多层板并选用吸水率小的模板材，次龙骨间距≤250㎜。这样模板体系满足刚度和稳定性要求，另拆模前必须有拆模申请，由技术负责人根据同条件试块报告决定：是否可以拆模。另外一方面：我们严格控制楼板浇筑后材料集中堆放等关键问题。板上施工堆载过重、上料过早引起的裂缝新浇筑的混凝土，强度没有上来，承载能力不足，从而产生裂缝。解决办法：延缓新楼板上料时间，合理拆模，上料时用长方木（100×100）垫好，增加受力面积，杜绝野蛮施工，缓慢下放。解释静荷载和动荷载对结构的影响。4.5.6预埋管道不合理产生的裂缝板中预埋电线管目前大都采用PVC管,多根电管排列紧密，没有足够的间距，使混凝土形成一定的握裹能力，从而产生裂缝。由于PVC管直径较大、弹性较大，在浇捣混凝土时，PVC管受到混凝土的重压而下沉，使支撑在底部的板下层受力筋随着下沉，板底钢筋保护层厚度变薄，一定时间后，板下层出现裂缝，这类裂缝对使用有一定影响，但一般不会影响结构安全。设计如能增加上层网片用以保护各种管线，将有利于楼板抗裂。特别注意：有管部位保护层一定垫放到位、使管与管之间保证足够的间距。4.5.7楼板厚度不够也是引起板裂缝的原因之一钢筋混凝土构件的受力是由钢筋与混凝土共同承担的，板件过薄，板刚度势必减弱，板中受拉钢筋和受压混凝土应力增大以致出现“超载”现象，板因此开裂，此类裂缝往往是穿透性的。支模时专业工长和质量员跟踪检查，施工人员必须按设计标高施工，砼浇筑前放线员每隔4米用长800㎜，φ10短钢筋焊成水平控制点，然后将本层建筑50线标高引测在钢筋上，让砼工按水平点拉线控制砼标高与板厚。4.5.8混凝土实际强度等级低于设计强度等级，导致混凝土受拉压强度不够而开裂。主要是一些自搅拌砼工地计量不准，有时水泥漏放或少放，或水灰比大，这样一来砼强度就达不到设计强度等级，砼强度等级控制问题相当重要，还与搅拌站材料配比有相当的关系，例如：通病防治通则要求：现浇板的混凝土应采用中粗砂（我项目的砼搅拌公司，开绿灯---最好的中粗砂放在江大***工程）。混凝土应采用减水率高、分散性能好、对混凝土收缩影响较小的外加剂，其减水率不应低于8％。预拌混凝土的含砂率应控制在40％以内，每立方米粗骨料的用量不少于1000kg，粉煤灰的掺量不宜大于10％。4.5.9施工方法不当引起的裂缝板的施工缝若设置在墙体支座的中心线处。一般的设置原则是位于剪力的最小处，即在板跨中部的1／3跨度范围内。由于板的体表比较大，易收缩，且对支座沉降、温差变化较为敏感，而施工缝又是薄弱部位，在跨中出现裂缝的机率相当大，如把施工缝设在墙体圈梁的中心线处，即使出现裂缝，也不影响美观。这个在高层建筑剪力墙结构宜采取这样的方法，谨供参考！4.5.10设计疏忽使现浇板出现裂缝

(1)由于结构计算的疏忽，没有考虑抗裂，设计构件偏薄，配筋偏少，间距过大，该原因产生的板缝影响到结构。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍，当混凝土内应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100~200kg／cm2。因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅，但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。①降低结构约束，做好抗与放的良好结合，包括设置后浇带、施工缝及滑动层；②合理确定混凝土的强度等级；本项目为****大学设计院设计：配筋[φ8@110双层双向,梁上有加铁Φ10@180]和[下铁φ8@110双向,上铁Φ10@180双向];配筋方面比较符合抗裂要求。我们按照通病防治要求向设计提建议：开间大于3.4米者不应小于120mm，厨房、浴厕和阳台板不得小于90mm，其它房间不应小于100mm。砌体结构住宅现浇板的短向跨度不宜大于标准层层高的1.7倍，否则应采取加强措施。屋面的现浇板应设置双层双向钢筋。其它各层现浇板应在建筑物两端（保证两开间并不少于6000mm范围）设置双层双向钢筋。钢筋间距不宜大于100mm，直径不宜小于8mm。(2)设计中未充分估足装修荷载、使用荷载(即设计活荷载偏小)，以致设计受力小于实际受力，板因此开裂。(3)屋面板的温度应力不可忽视，尤其是无可靠保温隔热层的屋面板受温度影响较大，若设计中未加以考虑，板往往开裂。对设计书进行检查。施工机械使用不当或没有先进的施工机械引起的裂缝使用机械不当，或者没有相应的先进设备，容易使楼板产生裂缝。采用先进的施工机械：平板震动器、地坪磨光机等先进设备，严格操作规程，是保证混凝土不开裂的重要手段。需要说明的是，虽然上面几条放在荷载里面，其实如上所述，真正产生裂缝的原因，大部分还是由于变形引起的！荷载产生的裂缝是和受力钢筋相垂直的横向裂缝！预防现浇板开裂的措施为避免现浇钢筋混凝土板开裂，主要应从以下方面进行预防：(1)认真审查工程结构设计图纸，复核板厚、钢筋。屋面板的配筋设计考虑温度应力的影响应适当放大。(2)重视模板的设计与施工保证模板具有足够的强度、刚度和稳定性。（3）加强钢筋工程的隐蔽验收，注意检查钢筋的直径、间距、上下层钢筋之间的有效高度、钢筋的锚固长度、下层钢筋的保护层垫块厚度及分布等是否到位。(4)选用优质混凝土（5）浇捣混凝土时，必须安排专门的护筋人员，以免上层负筋被踩压下沉。采用钢筋马凳铺跳板，用于保护绑扎成型的钢筋网。(6)在板中预埋电线套管时下方多设些垫块。(7)严禁在现浇混凝土未达到设计强度之前拆模，板上施工堆载应均匀分布，且避免过重、过早。(8)确保板件厚度及混凝土强度达到设计要求。（9）注意环境对混凝土施工质量的影响；（10）选用先进的施工机械和施工方法；（11）重视施工人员在混凝土质量方面产生的影响。现浇板裂缝的主要处理方法现浇混凝土板开裂问题，应重在过程预防，补救乃是不得已之下策。早期裂缝一般出现在一个月之内，中期裂缝约在６个月之内，其后1～2年或更长时间属于后期裂缝。下面介绍几种裂缝处理方法：表面处理法：包括表面涂抹和表面贴补法表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补（土工膜或其它防水片）法适用于大面积漏水（蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝）的防渗堵漏填充法

用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝（）0.3mm），作业简单，费用低。宽度小于0.3mm，深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开Ｖ型槽，然