通长阳台栏板裂缝的分析与防治

通长阳台栏板裂缝的分析与防治
仲光天1姜睿2
1青岛电力设计院，山东青岛266002，
2大连理工大学土木水利学院，辽宁大连 116024）
E-mail：imzgt@
摘 要: 通过工程实例，分析了通长阳台栏板产生裂缝的具体原因，并提出了处理和预防裂缝的措施。

实践表明，这些措施可行有效，并可为防治其它工程裂缝提供借鉴。

关键词:栏板；裂缝；温度应力
阳台是建筑物的重要组成部分，阳台栏板除承受自重外，还承受外推力、风载作用，并且受温度、雨雪等环境因素的影响极大，因而极易产生裂缝，影响建筑物的正常使用。

而通长阳台栏板更易出现裂缝，给建筑带来隐患。

本文以某高中学生宿舍为例，分析了阳台栏板裂缝的产生原因，并提出了处理方法，进而总结了预防措施。

1 工程概况
某宿舍楼现浇钢筋混凝土框架五层，局部六层，总建筑面积6000m2。

建筑体型对称，呈“一”字形，其长、宽、高分别为64.1、14.7、19.8 m。

南阳台栏板通长64.1 m，北阳台分为两段，各为21.6 m，阳台隔板采用泰柏板。

现浇栏板混凝土设计强度为C25。

其断面尺寸为80×1100mm，内配受力筋Φ8@150,分布筋Φ6@250。

施工时采用钢模板，现场搅拌混凝土。

2 裂缝情况
南阳台栏板混凝土浇筑完成第50天后，处于中部位置的开间的阳台开始出现裂缝，经过数天后，裂缝明显增多，最后基本上70%的开间有裂缝，但处于山墙位置的开间阳台栏板少有裂缝发现。

裂缝呈长条形，从距栏板顶部约10cm处延至阳台底板，基本竖直，且大都出现在模板拼缝处，缝宽在0.3~1.5mm左右。

同期北阳台栏板基本无裂缝。

3 裂缝产生原因分析
对比南北阳台的裂缝出现情况，可分析温度因素是产生裂缝的主要原因。

该工程施工时值夏季，阳光暴晒和昼夜气温变化引起的温差极大，足以使一些因设计上考虑不周和施工不当的原因而造成的薄弱部位发生开裂，出现较大的裂缝，影响了正常使用。

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3.1 温差引起应力分析
白天在日光照射下，阳台栏板混凝土外表面吸收热量，产生内外温差；夜晚，栏板表面温度逐渐趋同于外界环境温度，产生降温。

由于混凝土栏板壁厚较薄，可忽略水化热的影响。

因裂缝基本竖直，故水平应力σx是设计主要控制应力。

其最大水平法向应力σxmax应出现在栏板中部，计算可参考文献[1]公式（6-32）进行。

当σxmax超过混凝土的抗拉强度后，在栏板中部出现第一条裂缝，栏板随之分为两块，当每块板的温度应力又超过抗拉强度时，便会出现裂缝，继续再分。

如此一直进行下去，直到板内的温度应力小于或等于混凝土的抗拉强度，便不再出现裂缝，裂缝的出现趋于稳定。

其开裂规律是“一再从中部开裂”，故山墙附近处的栏板很少有裂缝出现。

由于混凝土的匀质性较差，裂缝可能不是首先出现在正中部位。

3.2 未设伸缩缝
混凝土结构设计规范GB 50010—2002[2]规定钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距为：现浇式框架结构室内或土中为55m，露天为35m；挡土墙、地下室墙壁等类结构室内或土中为30m，露天为20m。

本工程主体结构最大伸缩缝间距可按55m考虑，但阳台栏板不应再按框架结构套用，实际上应归于挡土墙、地下室墙壁等类结构，且因受环境因素影响较大，宜按露天条件考虑。

本工程为了便于使用、不影响建筑立面造型及施工方便，设计未留伸缩缝，亦不设后浇带。

针对建筑物超长采取的措施是：所有混凝土内掺12%UEA膨胀剂，等量取代水泥，利用混凝土内产生的自应力抵抗开裂。

使用UEA后，主体结构未因未设伸缩缝的原因而开裂，证明了膨胀剂对抵抗开裂确有一定的作用。

但UEA是否能充分发挥其膨胀作用是与混凝土所受到的约束密切相关的。

本工程南阳台栏板通长，上端自由，阳台隔板泰柏板的主要作用是分隔房间，不能起到有效的约束作用；且阳台栏板中钢筋按计算和构造配置，亦不足以充当混凝土膨胀时有效的邻位约束。

故栏板混凝土内不可能产生较高的自应力来抵抗开裂。

3.3 设计分布筋过少
分布筋因不受力，设计一般按照构造配置。

本阳台栏板超长，且受温差变化影响大，因此沿长度方向的变形不能忽略。

分布筋与竖向的裂缝垂直，故其不仅仅起分布作用，而且还要承担起抵抗变形和微裂缝扩展的作用。

因此仅按构造配置是不够的，而必须增加分布筋数量，缩小分布筋的间距。

在钢筋截面面积相同的情况下，配置细而密的钢筋混凝土有较强抗裂能力，已为实验所证实。

本工程分布筋按构造配置，不能起到有效抵抗开裂的作用。

3.4 模板方面的原因
本工程阳台栏板采用钢模板，栏板厚度小，双面支模施工难度较大，质量也较难控制。

钢模拼缝多，拼缝处易挤浆、漏浆。

拆模时，由于外力的作用，模板拼缝处可能会产生应力集中，使混凝土产生暗伤。

拆模后拼缝处易在温度的作用下产生应力集中，成为受力的薄弱环节。

事实上，裂缝也多出现在拼缝处。

3.5 混凝土的配合比不尽合理
施工人员未重新对栏板混凝土进行试配，为便于浇筑，根据原有的混凝土配合比，用较细粒径的石子代替原石子。

这种做法，必然影响混凝土石子的级配和混凝土的配合比。

一般认为，细石混凝土较正常级配的混凝土化学收缩大，其自身的干缩也大。

因此，必须考虑配合比对裂缝形成的影响。

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3.6 人工振捣的影响
因较细的振捣棒损坏维修，混凝土的振捣采用人工振捣。

人工振捣劳动强度大，操作者易疲劳，不易保证混凝土的密实度。

有资料显示，人工振捣的效果一般比机械振捣差10%。

3.7 养护的影响
拆模后，混凝土的养护没有采取覆盖措施，只是每日定时淋水养护。

时值夏季，温度高，日光强，水分蒸发极快，实际上混凝土大部分时间处于干燥的环境下，养护时缺水，将给混凝土的性能带来极为不利的影响。

4 裂缝的处理方法
由栏板的设计原理知，竖直裂缝虽不影响安全，但裂缝已超出规范规定的限值，且裂缝易引起钢筋的锈蚀，故必须对裂缝进行处理。

采取的方法是：待基本上不再出现新的裂缝，且裂缝不再进一步扩展，裂缝稳定一段时间后，在裂缝处压力注浆，注入环氧胶液。

具体方法可见《混凝土加固技术规程》（CECS25:90）。

5 裂缝的预防措施
要预防栏板的裂缝，必须针对裂缝成因，从设计和施工两方面上制定措施。

5.1 设计方面
5.1.1通长栏板应按规范留置伸缩缝，或增设后浇带。

5.1.2栏板混凝土的设计强度不宜过高，低强度混凝土自身干缩和化学收缩小。

5.1.3应充分考虑到温度因素的影响，适当增加分布筋，以抵抗温度应力。

在钢筋截面面积
相同的情况下，应优先选择密而细的布筋形式，分布筋的间距可控制在100~120mm 之间。

5.1.4 要根据实际情况选用外加剂。

不能片面认为使用外加剂UEA后，混凝土内就一定能
产生自应力防止开裂。

5.1.5可在栏板两端通过施加预应力的措施来控制温度裂缝的出现。

5.1.6 栏板抹面砂浆可采用掺量为0.7～0.9kg/m3的聚丙烯纤维砂浆，可取得较好的阻裂、
抗渗效果。

5.2 施工方面
5.2.1尽量采用新钢模，严格控制模板的支设质量，重点检查拼缝处，要求对接严密，减小
缝宽，避免跑浆、漏浆。

拆模时，严禁野蛮作业，避免对混凝土产生暗伤。

5.2.2栏板混凝土应单独试配，尽量用水化热低的水泥（如矿渣水泥），用较低的水灰比、
水和水泥用量，严格控制骨料的含泥量。

5.2.3应尽量采用机械振捣，采用人工振捣时，一定要细致，按操作规程进行。

5.2.4对栏板混凝土应采用覆盖养护，及时撒水，保持湿润，养护时间不得少于14d。

6 结语
该学生宿舍楼投入使用至今，未见有类似的裂缝产生，说明处理措施可行。

其后，在某
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学院学生宿舍楼工程中，我们采取了预防措施，该工程阳台栏板基本上未出现竖直裂缝。

这些防治措施不仅适于对防治阳台栏板裂缝，而且对防治工程中其他裂缝也有借鉴意义。

参考文献
1.王铁梦. 工程结构裂缝控制[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1997
2.中华人民共和国国家标准. 混凝土结构设计规范GB 50010—2002[S]. 北京：中国建筑
工业出版社，2002
Analysis and Preventing of Long Breast Board
Balcony Crack
Zhong Guangtian Jiang Rui
Qingdao Power Design Co., Ltd. Qingdao 266002
Dalian University of Technology, Dalian 116024, China Abstract：Through the project example, the specific reasons of long breast board balcony cracks were analyzed. The treatment and prevention measures of long breast board balcony crack were put forward. The Practice showed that these measures were feasible and effective, and could provide the reference of preventing and controlling cracks for other project.
Keywords:breast board; crack; temperature stress
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