无梁楼盖质量缺陷分析及质量控制措施

无梁楼盖质量缺陷分析及质量控制措施

摘要：钢筋混凝土工程，是由混凝土和钢筋两种材料性能互补并协同受力粘结而成的。这两种材料性能，决定了钢筋混凝土构件是带裂缝工作的。混凝土中的水泥石和骨料在温度变化条件下产生不均匀的体积变形。而它们又粘结在一起不能自由变形，于是形成相互间的约束力；一旦此约束应力大于水泥石和骨料间的粘结强度，以及水泥石自身的抗拉强度，就产生微裂缝。混凝土微裂缝的存在是不可避免的。但是，微裂缝不加以控制，将会发展成为肉眼可见的裂缝。混凝土的各种破坏都是微裂缝被拉伸后扩展、串连，以致材料失去了强度，结构构件失去承载能力的结果。

关键字：无梁楼盖；钢筋混凝土；质量控制；缺陷；措施

认识钢筋混凝土工程的质量和缺陷，要从认识它材料、构件、结构、施工成型方面的特点开始。无梁楼盖的结构形式有异于其它结构的形式，故其混凝土工程的质量、缺陷质量控制措施具有它的特定性。

钢筋混凝土工程，是由混凝土和钢筋两种材料性能互补并协同受力粘结而成的。这两种材料性能，决定了钢筋混凝土构件是带裂缝工作的。混凝土中的水泥石和骨料在温度变化条件下产生不均匀的体积变形。而它们又粘结在一起不能自由变形，于是形成相互间的约束力；一旦此约束应力大于水泥石和骨料间的粘结强度，以及水泥石自身的抗拉强度，就产生微裂缝。混凝土微裂缝的存在是不可避免的。但是，微裂缝不加以控制，将会发展成为肉眼可见的裂缝。混凝土的各种破坏都是微裂缝被拉伸后扩展、串连，以致材料失去了强度，结构构件失去承载能力的结果。

无梁楼盖产生裂缝也是基于以上原理。无梁楼盖不设梁，是一种双向受力的板柱结构。由于没有梁，钢筋混凝土板直接支承在柱上，故与相同柱网尺寸的肋梁楼盖相比，其板厚要大些。无梁楼盖在浇筑过程中因水化热等原因而发生体积变形会比相同柱网尺寸的肋梁楼盖大。

无梁楼盖是四点支承的双向板。将无梁楼板划分为柱上板带和跨中板带，如图所示：

柱上板带支座在柱上，假设其跨中挠度为f1；跨中板带弹性支座在柱上板带上，假设其相对挠度为f2 ，所以无梁楼板跨中总挠度为f1+ f2 。从受力特点看，无梁楼盖较相同柱网尺寸的肋梁楼盖的挠度大，而更容易产生裂缝；若要保证挠度一样大，则要求板厚大些。

无梁楼盖若因受弯而产生裂缝，板面裂缝将先从柱上支座产生，垂直于受力板带方向；板底裂缝将先从跨中产生，垂直于受力板带方向。如图所示：

无梁楼盖这种支座形式不同于肋梁楼盖的支座形式，决定了无梁楼盖的传力形式不同于肋梁的传力形式：肋梁双向板是长跨方向的力传递到短跨方向；而无梁楼盖则是短跨方向的力传递到长跨方向。根据受力底筋绑扎在最下面，受力面筋绑扎在最上面的原则，无梁楼盖在钢筋安装施工上也是区别于肋梁楼盖的。无梁楼盖施工时，若等同于肋梁楼盖，则会改变原设计受力，影响构件质量。

肋梁楼盖是板受力传递到梁，梁受力传递到柱；而无梁楼盖是四点支承，板受力传递到柱上。所以，在柱支座四周容易受到剪切破坏，破坏裂缝沿板纵面成45度角。如下图所示：

根据无梁楼盖这种剪切破坏特点，一般会在剪切破坏面上设置弯起钢筋或箍筋，弯起钢筋与剪切破坏面正交。

无梁楼盖因为没有梁，抗侧刚度较肋梁楼盖差。在施工过程中，若模板支撑系统受到扰动或发生沉降，或者是产品成型后没有做足成品保护措施，都极容易造成以上分析的裂缝扩大、延伸，以致材料失去强度，结构构件失去承载能力。

无梁楼盖钢筋混凝土工程施工过程中，除遵从一般混凝土钢筋工程的施工规律外，还应特别以下几点：

1、无梁楼盖抗侧刚度较差，保证模板支撑系统稳定性，防止发生偏侧、沉降。

2、无梁楼盖剪切破坏面较肋梁楼盖的梁剪切破坏面的纵深范围小，弯起钢筋安装精度要求更高。施工时，要求严格控制弯起钢筋的起弯点。

3、无梁楼盖的传力路径与肋梁楼盖的传力路径不同。在钢筋安装时，长跨底筋绑扎在短跨底筋之下，长跨面筋绑扎在短跨面筋之上。

4、无梁楼盖较相同柱网尺寸的肋梁楼盖板厚大些。混凝土浇筑时，水化热更大些。施工时，要求严格控制水化热；完成混凝土浇筑后，要严格执行养护措施。

5、成品保护：无梁楼盖抗侧稳定性差，且容易受到冲切破坏。做好混凝土养护的同时，要求严格控制拆模时间；材料集中堆载的位置以及施工车辆行驶路径要求严格按照楼板回顶措施进行回顶。

案例分析：

某商住小区工程地下室顶板约有8000m2面积是无梁楼盖结构。施工完成后，发现顶板板底出现较多漏水裂缝。大部分板底裂缝的位置及走向符合了无梁楼盖受力特点的理论（如前述），发生在板带的跨中，且垂直板带受力方向。

该楼盖之上为园林水景，之下为地下车库。因为该处为园林水景，所以该处顶板设计标高比周边顶板设计标高低；为节省空间，满足地下车库的使用功能，该处以无梁楼盖的结构形式设计。无梁楼盖较肋梁楼盖更易出现裂缝，一般使用于商场、展览厅、水池顶板等。而该处无梁楼盖支承着园林水景，长期浸泡在水下。水压力会促使裂缝扩张、延伸，最后导致结构漏水。

该部位在结构设计上也有不合理性。无梁楼盖在支座部位容易受剪破坏。而设计配筋时，没有设置弯起钢筋。所以，柱帽周边出现较多漏水裂缝。

该楼盖在拆除模板后，其成品保护措施没有落实到位。该楼盖作为地下室材料清理的主要场地之一，经常有运输车辆行驶，以及堆载材料，而又没有对其进行回顶。施工活载对抗侧稳定性差的无梁楼盖扰动比较大；无梁楼盖抗剪破坏。

参考文献：

[1] 混凝土结构设计规范（GB50010-2010）中国建筑工业出版社

[2] 混凝土结构第三版中国建筑工业出版社

[3] 土木工程材料苏达根主编高等教育出版社

[4]大体积混凝土施工规范GB50496-2009