现浇框架梁板裂缝的成因分析与处理

某现浇框架梁板裂缝的成因分析与处理

[摘要]以某教学楼为例，详细分析了现浇钢筋混凝土楼梁、板裂缝产生的原因，并给出了合理的处理意见，按该意见处理楼板裂缝取得了理想的效果。另外还提出了一系列控制楼板裂缝的有效措施，希望能为广大工程技术人员提供一些有益的参考。

[关键词] 现浇钢筋混凝土梁板裂缝原因分析修补方法预防措施

一、工程概况

南通市某学校教学楼工程，钢筋混凝土独立基础，地上五层，框架结构，建筑面积6841平方米，建筑高度22.10m。

教室南北方向7.2m跨度的框架梁截面尺寸250×600，设计配筋Ф8@100/200(2)，225+122，混凝土强度等级C30。

教室大开间设计采用GBF空芯楼盖，板厚250mm，面筋8@200，底筋10@150，混凝土强度等级C30；其他走廊等部位板厚100、120mm，面筋8@150，底筋8@200，混凝土强度等级C30。

二、裂缝情况

2.1、梁裂缝情况

2009年7月底完成了教学楼主体结构的混凝土浇注，准备砌筑填充墙时，发现框架梁有肉眼可见裂缝，裂缝均处于梁跨中，各梁裂缝数量为2-4条不等。

2.1.1、裂缝位置：（详见图1、2、3、4、5、6、7）

1、

2、

3、

4、

5、

6、

图1图2

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二层结构梁裂缝位置平面图图3

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三层结构梁裂缝位置平面图图4

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四层结构梁裂缝位置平面图图5

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五层结构梁裂缝位置平面图图6

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屋顶结构梁裂缝位置平面图

图7

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2.1.2、裂缝检测

2.1.2.1、混凝土梁静荷载试验

对三层3/J-L轴混凝土梁进行静荷载试验。

1）检测方案

本方案在所测梁两侧板上采用静水压力作为均布荷载加荷，水柱高度计算加载量。在试验梁的跨中截面中轴线两侧对称位置布设百分表，以观测在均布荷载作用下梁挠度的变化，支座附近设置百分表来消除沉降影响。试验分五级加荷至正常使用极限状态试验荷载值，每级荷载水柱高度依次为60mm、120mm、180mm、240mm、320mm。施加荷载前记录各百分表读数；施加完后一级荷载并持续30min后，除观测梁裂缝变化情况、记录各百分表的读数外，并检测各条裂缝最大宽度。

2）检测数据（详见图8）

如图：编号为a、b、c、e、f、g的6条竖向裂缝为原有裂缝；编号为d的1条竖向裂缝及编号为h的1条横向裂缝为施加第四级荷载（水柱高度为240mm）后新产生的裂缝。施加完最后一级荷载（水柱高度为320mm）并持荷30min 后：a、梁跨中最大挠度为0.35mm；b、编号为g的原有竖向裂缝最大宽度为0.19mm；编号d的新产生竖向裂缝最大宽度为0.07mm，裂缝长度300mm。c、编号为h的新产生横向裂缝最大宽度为0.20mm，裂缝长度为360mm。

备注：因编号为a、b、c、e、f、g的原有竖向裂缝试验前已涂刷白色腻子，故无法准确检测其实际宽度。

图8

7

8

3）现场抽测的混凝土框架梁在短期荷载下（活荷载＋粉底＋面层＝320Kg/m 2）梁跨中挠度为0.35mm ，最大裂缝宽度为0.20mm 。

2.1.2.2、混凝土裂缝宽度检测 1）布点示意图（详见图9）

2）检测数据 部位 裂缝宽度（mm ）

部位 裂缝宽度（mm ）

北立面a 点 0.07 南立面d 点 0.10 北立面b 点 0.11 南立面e 点 0.14 北立面c 点

0.13

南立面f 点

0.04

3）现场抽测的裂缝宽度均小于0.2mm ，抽测部分共有89条裂缝，其中裂缝宽度小于等于0.1mm 的有68条，在0.1mm-0.2mm 之间的有21条。

2.1.2.3、混凝土构件抗压强度检测

抽检构件的强度推定值为：36.6MPa 、33.2 MPa 、27.8MPa 、35.4 MPa 、30.5 MPa （设计强度值C30）。

2.2板裂缝情况 2.2.1、裂缝位置

教学楼施工过程中发现部分100、120厚的现浇板有肉眼可见贯穿裂缝(裂缝位置详见图10、11、12、13、14、15、16)。

图10

图11

图9

二层结构板裂缝位置平面图

图12

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三层结构板裂缝位置平面图

图13

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四层结构板裂缝位置平面图

图14

五层结构板裂缝位置平面图

图15

屋顶结构板裂缝位置平面图

图16

2.2.2、裂缝检测（详见图17）

楼板裂缝经检测裂缝最大宽度为0.1mm，小于规范0.3mm。检测报告得出结论：楼板出现的裂缝为非受力性裂缝，不影响结构安全性能和使用性能，贯穿裂缝仅需做封闭处理。

三、原因分析

3.1、梁裂缝原因分析

3.1.1、南通市建设工程质量监督站工程质量鉴定报告最终结论认为：

1）框架梁跨中裂缝是拉应力大于混凝土（早期混凝土是低强度的）的抗拉应力所产生的。我国现行的《混凝土结构设计规范》GB50010－2002规定：普通混凝土受弯构件在一（a）类环境中的裂缝控制限值为0.3mm，本工程现场抽测到的裂缝及加载到设计使用荷载时检测到的短期荷载裂缝均满足规范要求。框架梁的变形和裂缝宽度均在设计范围内。

2）框架梁标准养护条件下的混凝土抗压强度(试块报告合格)均符合设计要求，现场抽测部分框架梁混凝土抗压强度不满足设计要求，取最低混凝土测试强度进行了结构复核，满足承载力要求。

3）该工程框架梁裂缝不影响结构安全，框架结构能满足正常使用要求，可以对框架裂缝部位采取表面封闭处理。

3.1.2、经过认真的观察与分析，笔者认为，本工程框架梁出现裂缝主要有以下几个方面的原因：

1）施工方面

与材料配合比的选择、水灰比控制、养护条件有关。钢筋材质是否符合设计及施工规范要求。由于水灰比过大，水泥水化后残存的游离水越多，它在蒸发的过程中将加大混凝土的徐变造成裂缝展开。石子级配不好，含粉尘、泥量大，混凝土坍落度不好，养护不好。由于混凝土工程施工时天气炎热，混凝土需要大量的水来进行养护。而表层混凝土的收缩值较内部混凝土的收缩值大，再加之水泥水化热使内部混凝土的温度比表层高，从而引起强制拉应力，如内外变形较大则造成混凝土开裂。

2）设计方面

主要是与约束条件、配筋状况、混凝土强度等级、截面尺寸的选择有关。

本工程框架梁截面尺寸250×600mm，跨度7200m，高度600mm取值为跨度7200m的1/12，选取了规范最小值，且梁配筋为225+122，对于教学楼工程安全系数偏小。

本工程梁板混凝土强度等级均为C30，现浇板采用了GBF空芯楼盖新技术，板厚