高寒地区现浇钢筋混凝土结构裂缝的产生原因及防治措施

高寒地区现浇钢筋混凝土结构裂缝的产生原因及防治措施
【摘要】本文引荐裂缝防治专家王铁梦教授的观点，通过工程实例引出对现浇钢筋混凝土楼板裂缝的原因分析,提出在设计和施工中应采取的预防与控制措施,并分析了对已有裂缝的处理方法,从而提高现浇楼板施工质量。

取得了较好的控制效果。

关键词：现浇混凝土裂缝；防控措施；处理方法；
现浇钢筋混凝土裂缝是目前较难克服的质量通病之一，是工程技术人员要重点加以研究和控制的难题。

混凝土从微观而言，存在尺度为0．05mm级以下的裂缝，所以，混凝土自身存在裂缝是不可避免的，且在荷载及温度应力的作用下向宏观裂缝发展。

为保证结构构件在不同条件下的使用功能，必须对裂缝出现的部位及宽度、性质进行分析，进行控制，使之满足规范的要求，以保证结构的安全及使用功能的要求。

从基本原理上讲，钢筋混凝土结构产生裂缝的基本条件是混凝土受到的拉应力大于混凝土的极限抗拉强度，或者拉应力的作用下，混凝土的变形超过了其极限拉应变，按照拉应力的来源，钢筋混凝土结构的裂缝可分为荷载裂缝及非荷载裂缝。

1裂缝的分类
1)荷载裂缝是结构受到外荷载作用，在混凝土结构或构件内部产生拉应力导致产生裂缝。

经大量工程实践表明，在现行结构设计规范下，只要严格执行施工及验收规范，钢筋混凝土结构在正常的使用范围之内，不会产生严重的裂缝现象。

带缝工作时，其裂缝宽度也可控制在规范要求之内。

因此，荷载不是当前钢筋混凝土结构产生裂缝的主要原因，调查研究结果显示：超过80％的钢筋混凝土结构产生裂缝都是由于非荷载因素导致或者两者共同作用的结果。

2)非荷载裂缝产生的主要原因在于混凝土非荷载变形，当变形受到约束时，视约束程度的大小，在混凝土内部将产生不同程度的拉应力，导致混凝土产生裂缝。

此外，混凝土实际是一种非匀质材料，材料本身的结构组成和施工过程的影响，决定于混凝土的密实度及混凝土中不可避免的含有大量微缺陷，在约束应力的作用下，混凝土在最薄弱的部位产生裂缝。

2工程实例分析和改进措施
2．1工程实例
以青海西宁某花园小区一期4栋高层为例，均为点式楼，每层3户～6户，24层，剪力墙结构。

进行楼板数量及位置、类型统计裂缝统计时间在主体结构施工结束、装饰工程施工前及楼地面完成后3个月后。

统计结果如表1所示。

表1某高层小区一期北区楼板裂缝统计
从统计数据看，商品混凝土现浇楼板裂缝主要分布在板角、板跨中以及楼面的平面凹凸部位。

其中，板的45°裂缝及板负筋位置裂缝普遍存在，现场观察发现，裂缝一条或多条，多数为贯穿性裂缝。

楼板跨中裂缝的分布和数量呈现一定的随机性，但横向、纵向最多，大跨度开问中部及沿长向板负弯矩钢筋末端出现裂缝的几率较大，裂缝多为横向，少数为纵向；纵向裂缝多发生在连续长横墙附近，局部板面存在表面龟裂。

大部分贯穿性裂缝出现在混凝±浇筑完成后1年左右的时间内，在各部位的裂缝中，跨中及板角裂缝在最终都会发展成为贯穿性裂缝，而龟裂大多是表面裂缝。

经分析后该小区高层住宅小区现浇钢筋混凝土楼板裂缝的形成原因如下：
1)目前就本工程而言，房地产住宅类建筑从设计方面来看，为保证户型的合理，卧室、客厅等均为大开问设计，卫生间、厨房等多由于空间组合异型或长宽比例不规则。

为保证外立面效果及采光要求，楼板局部凹进凸出或拐角很多，极易造成应力集中。

另外，该房地产通过设计控制平方米含钢量，以控制造价，设计方为满足要求，楼板厚度取规范要求下限厚度偏小，大量的大开间楼板在结构施工完成后有跳颤感。

负筋采用冷轧带肋钢筋，强度偏高，配筋量较小，设计角部不加放射筋，存在剪力墙与次梁对板的约束差别过大等问题。

2)在施工方面，本工程因全部采用商品混凝土，商品混凝土的生产以保证强度等级和浇筑坍落度为主，添加多种外加剂，楼板强度等级按照设计为C30，但坍落度控制却不很严格，为了保证可泵性，一般控制在180mm～200mm左右。

为满足施工要求，采用高水灰比、高砂率的配比方案，所掺粉煤灰等掺合料质量良莠不齐，水泥采用矿渣系列，故混凝土具有较大的收缩值。

建设单位为保证尽快完成建设任务进入售房环节，对工期的要求很紧，结构施工阶段，施工进度多为每层6d一8d，模板周转快，往往是第一天浇筑完混凝土后，强度刚刚达到上人踩不出脚印或脚印很浅就要开始放线、钢筋焊接和脚手架搭设工作，造成新浇筑楼板荷载增加过早，养护工作跟不上，甚至，不到位。

大量钢管及钢筋等建筑材料在混凝土强度较低的状态下进行堆放，且全部采用钢管脚手架作为支撑系统，弹性较大，在二次受荷后变形造成混凝土内部的微裂缝进一步大量扩展，不可恢复。

个别楼座施工中缺乏严格管理，存在浇筑混凝土过程中，不搭设马道，在负筋上随意踩踏等现象时有发生。

3)在钢筋构造方面，设计单位以考虑楼板的承载能力计算为主，忽略角部的抗裂放射钢筋，尤其在楼板凸出收进形成较多的阴阳角部位考虑较少。

大跨度板面负筋因采用冷轧带肋钢筋，配筋率偏小，导致所采用钢筋直径较小，间距偏大，抗裂能力差，再加上施工控制不严踩踏变形，后果更差强人意。

4)地暖混凝土垫层的裂缝主要是因为房间的拐角门口部位较多，且混凝土厚度按照做法仅有50mm厚，其中地暖管直径通常为25mm～30mm，导致地暖管上部混凝土厚度仅有20mm左右，管道上部覆盖的钢丝网直径较小，网眼尺寸较大，导致不足以抵消混凝土收缩应力而产生裂缝，又因局部管道与水管重叠使局部特别是沿管线方向混凝土厚度很小，地暖地面底部绝热保温层采用聚苯板等弹性材料使混凝土干湿变化不匀，混凝土地面完成后反复抹压提浆收面扰动造成微裂缝且不能覆盖保湿养护，加剧裂缝的产生与发展。

除此之外，非荷载变形也是一个主要原因，由于混凝土受到约束产生的拉应力超过其现阶段的抗拉强度或极限应变。

根据工程实践经验，存在许多从地基条件、材料、施工及构造措施均较好的并能严格控制的工程，但也同样存在楼板产生裂缝问题。

本小区一期高层楼板中部的纵横向裂缝，基本可排除温度应力影响，主要是由于楼板混凝土收缩受到横向或纵向剪力墙的较强约束影响产生的拉应力向楼板中心集中累加，在较早加荷的脚手架立管的垂直作用下出现。

楼板的平面布置截面几何形状不规则，阴阳角多，楼板厚度变化多，均导致楼板收缩应力集中的可能增大并且复杂化，产生裂缝的部位多。

2．2改进及分析
针对该小区项目一期北区3栋22层点式楼座出现的裂缝问题，建设单位在进行交房分户验收时，遇到了较大困难，投诉裂缝问题的占所有问题的76％，其余多是水电不通，开关不灵，塑钢关闭不严，屋面防水等易修理问题。

裂缝问题涉及结构安全，在房价居高不下的情况下，住户多为外行，很容易激化矛盾。

在二期建设中，建设单位将裂缝控制作为一个主要控制内容。

因该小区交工为粗装修交付使用，故地暖地面裂缝成为一期的住户投诉焦点问题，在二期中加以着重解决。

该小区二期工程施工完成后，在主体结束即装修工程结束后，进行裂缝统计工作，效果显著，虽然仍然存在大量的混凝土裂缝，但裂缝的出现数量、宽度及部位、性质比较一期有了质的进步。

板角45。

斜向裂缝、横向板负筋末端裂缝仍然是主要问题。

尽管采取了设计施工方面的多项措施，仍无法彻底消灭楼板裂缝。

在板角及剪力墙边跨等出现裂缝的部位，密集的配筋并不能提供足够均匀的约束作用以消除混凝土较大非荷载变形产生的变形。

加强配筋及施工措施大大减少了这几类裂缝，但并不能从数量级上改变。

2．3 针对青海高寒地区的特点及其它工程施工经验，在薄板、马路、大体积混凝土工程中。

设计单位应考虑“麦富纤维抗裂剂”新材料的推广应用（青海大学实验室研制，一般掺量为水泥用量3‰），同时，搭设防晒保温棚。

这样会有效控制由于高寒、温差等因素，导致混凝土产生龟裂、裂缝、等质量通病。

3结束语
综上所述，现目前防治商品混凝土楼板发生裂缝的主要手段，主要体现
在：从设计方面配筋的控制采用较高的配筋率，加强节点部位构造钢筋的设置；从施工方面控制材料商品混凝土的质量包括水灰比、坍落度、外加剂的种类掺量，从施工过程控制模板支撑系统的刚度及拆除时间，控制混凝土在施工阶段的养护及荷载管理，避免混凝土处于承载能力及变形不能满足加荷状态的出现，控制干湿交替及昼夜温度处于较大变化的气候条件对混凝土的影响。

本文通过该小区的工程实践及笔者的个人分析，希望能给同行以参考。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。