混凝土现浇楼板裂缝的控制方法综述

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　　摘 要：随着我国建筑业的发展，我国对建筑工程的质量也提出了更高的要求，由于裂缝在一定程度上可以反映工程质量，同时裂缝的出现往往会让居住者感到建筑物不安全，因此越来越多的工程技术人员和研究人员关注建筑工程的裂缝问题。从当前的研究可以得出，建筑物产生裂缝是无法避免的问题，所以需要正确认识裂缝的控制不是完全消除裂缝，而是使将裂缝控制在一个合理的范围内。本文就是针对工程中常见的钢筋混凝土现浇楼板裂缝问题进行了探讨，提出了从材料、设计、施工等多个方面入手进行裂缝的控制。
　　关键词：现浇楼板;裂缝控制;结构设计;施工方法
　　0 引言
　　混凝土作为最主要的建筑材料之一，在建筑行业的发展中扮演者至关重要的角色，然而混凝土的开裂问题也是建筑工程中十分棘手的问题，也严重影响混凝土建筑的质量[1]。由于裂缝在一定程度上可以反映工程质量，而且结构的破坏往往是从裂缝开始的，所以人们对建筑裂缝不理解，认为这是建筑破坏的征兆，因此对裂缝问题的研究十分重要，结合近代关于混凝土的细观研究以及工程经验来看，建筑工程中混凝土的裂缝问题是没有办法完全消除的。因此对裂缝的控制也要从合理的角度出发，不能盲目的提出“零裂缝”的控制要求，这种要求过于严苛，实现起来不仅难度大而且浪费材料，花费巨大;而是应该将裂缝控制在合理范围之内。
　　1 常见的现浇楼板裂缝形式及成因分析
　　混凝土自问世以来，建筑业对其的应用十分广泛，导致混凝土成为了工程建。20世纪80年代，我国推行大规模的基础设施建设和住宅建设，导致了我国混凝土的产量急速上升，因此可以说我国混凝土技术的发展在当时是处在一个飞速发展的阶段。然而，随着混凝土的使用日益广泛，混凝土的技术得到了很大的进步，过去在混凝土中不太突出的裂缝问题，近年来却日益严重，甚至到了影响工程质量的地步，许多工程人员对此也感到十分不解，为什么混凝土技术相较于从前更加先进而裂缝却更多了，对于这一问题，工程人员从施工方法入手，也取得了一定的效果，但只从施工技术入手并不能从根本上了解混凝土开裂原因，也不能从根本上将裂缝控制在合理范围内[2]。
　　根据近年来的工程经验以及研究发现[3-6]，钢筋混凝土裂缝产生的原因有85%以上的裂缝是由于变形作用（如收缩变形、温度变形及沉降变形等），只有不足15%的裂缝是由于荷载效应而引起的。并且在诸多变形裂缝中，又以混凝土早期收缩变形而产生的裂缝最多，并且逐年呈上升趋势。其主要原因是当前建筑工程中常采用钢筋混凝土材料作为其承重构件，因此当混凝土发生收缩是，混凝土会受到内部钢筋等的约束，所以混凝土中会产生约束拉应力。当约束拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会出现开裂。因此，从研究成果来看，混凝土产生裂缝并不代表结构的设计没有满足强度要求，也不能作为结构破坏的征兆，混凝土产生裂缝的原因是多样的，不能将责任推到单一的施工方或者设计方，而应该从混凝土材料本身、设计和施工等多方面查找原因，以期更好地控制结构裂缝的出现和发展。
　　2 裂缝的控制方法
　　2.1 国内裂缝控制现状
　　现阶段国内的工程项目中，控制楼板产生的裂缝以独立控制其单一参数的影响为主，相关流程和实际操作大致分为以下几点：首先是制定对楼板裂缝进行预防的相关文件，然后是对实际施工过程中楼板裂缝的控制，最后是对楼板产生裂缝后的分析及相关改善措施。研究分析国内大量施工项目中裂缝情况，可以发现国内裂缝控制现状分为以下三种[7]：
　　第一种是专业的施工队，他们长时间接触有特殊抗裂要求的混凝土项目或是大体积混凝土工程。由拥有大量技术经验且绝大部分是专业裂缝控制技术员组成的专业施工队，在整个项目的施工中十分注重裂缝发展情况，他们会采取严格的裂缝控制措施。在具体施工中，与裂缝控制相关的管理系统与组织系统也十分完善，裂缝控制情况佳，裂缝控制技术达国际水平。
　　第二种是由部分专业裂缝控制技術员组成的施工队，他们经常从事普通的工业与民用建筑项目，来自于中等及以上施工单位，在整个项目的施工中比较注重裂缝发展情况。在具体的裂缝控制工作中，他们有比较完善的技术系统，然而因为工地的技术限制，不能完全实现对结构质量的有效监督与观测，对裂缝的发展不能迅速分析其产生原因，从而导致相关措施工作的迟缓开展，这种情况在结构周围环境突变和结构出现不可预料的质量问题时尤为突出。这在整个施工过程中是很难避免的，但幸而施工队中的专业裂缝控制技术员可以详细且系统的剖析裂缝情况，由此采取相关措施改善裂缝发展状况，大大减少了裂缝造成的不利影响。
　　2.2 裂缝的控制措施
　　现浇楼盖易产生有害裂缝，为了避免裂缝的产生，可从混凝土材料、设计、施工三方面进行预防。
　　2.2.1 混凝土材料方面
　　（1）结合工程实际，选择合适的、质量可靠的水泥品种。现浇楼盖厚度较小，产生裂缝的主要原因是混凝土的收缩变形，因此应优先选用收缩较小的水泥，如粉煤灰水泥或普通硅酸盐水泥。（2）混凝土设计的前提是混凝土强度，在满足此前提下，配制楼板混凝土时选择标号较低的水泥以减少单方水泥用量。（3）粗细骨料的选择应满足级配良好，最大粒径尽可能大的要求。泵送混凝土，应选择石灰岩碎石，因其粒径较大，还应选择细度模数M=2.8～3.0左右的中砂，这样可减少混凝土收缩、用水量和水泥用量。（4）控制水灰比，减少混凝土单位用水量。数据表明，水泥水化时需要的水量占水泥用量的25%，即水灰比为0.25;单位用水量增加0.5倍时，干燥收缩变形会增加一倍。因此，为了提高混凝土和易性，减少混凝土收缩，提高耐久性，可采用“双掺技术”掺加高效减水剂和优质粉煤灰。（5）加入合适的外加剂。在有条件的情况下，将掺入外加剂的混凝土和未掺外加剂的普通混凝土进行对比试验，应避免早强型外加剂的掺入。无特殊情况，不得为了减少收缩滥用膨胀剂。
　　2.2.2 施工方面 　　（1）设计规范对楼板厚度、楼板找平层厚度、混凝土强度、钢筋直径、钢筋锚固长度、下层钢筋的保护层厚度及上下层钢筋间的有效高度有要求，需要满足规范要求。不设找平层时，可在混凝土浇筑后，一次性压平磨光。（2）结构设计图纸需仔细审查，复合图纸中的信息，如板的厚度，钢筋等。由于温度应力的存在，屋面板的配筋要适当放大。（3）钢筋工程隐蔽验收加强。钢筋直径、间距、上下层钢筋间的有效高度、钢筋锚固长度、下层钢筋的保护层垫板厚度及分布都是检查的重点，应着重检查是否符合要求。（4）为了避免出现上层负筋被踩压而出现下沉的情况，需要安排专门的护筋人员在混凝土浇捣时保护钢筋。（5）预埋线管应从板件中部穿越，并保证铺设的线管有可靠合理的固定措施。同一位置不能布设多条管线，混凝土达到设计强度之后才能拆模，确保混凝土强度达到要求。板上的施工堆载不能太大，应做到均匀堆载。（6）模板不仅要有足够的强度，还要有可靠的支撑，底层模板支撑地基要夯实处理。（7）混凝土布料、振捣要均匀，漏振或过振都是不允许出现的。浇筑泵送混凝土1-1.5小时后，为了避免出现早期塑性沉降裂缝，应进行复振处理。若出现裂缝，要采取相应措施，采用木板拍打、抹平、搓毛处理。（8）加强楼板湿养护。在混凝土浇筑完成后，应采用适当方法进行养护，可采取覆盖浇水养护，要注意避免太阳暴晒和大风袭击。规范对保湿养护的时间有明确规定，一般最少养护时间为7天。混凝土养护可减少早期收缩，避免早期裂缝出现和开展，但是不能影响最终收缩量。在天气剧烈变化不利于施工的情况下，如刮风、下雨、降温，混凝土楼板的施工应暂停。（9）楼板在达到设计强度要求前，不得堆放杂物，不得上人;拆模时间必须严格依照相关规范确定。（10）严格禁止商品混凝土在泵送时加水。具体原因是此时加入的水基本上是不会参与混凝土水化反应的，依旧是游离状的，反而会造成混凝土水灰比过大，而水灰比过大是混凝土收缩乃至产生裂缝的重要因素之一。
　　2.2.3 设计方面
　　（1）除了增强图纸设计相关工作者的安全意识，在结构设计中一定要优先考虑安全性，即结构上合理，必须遵照相关规范，以及改进以往有缺陷的图纸复审流程外，最突出的，一定要让建筑结构设计人员纠正以往非结构性裂缝（特别是混凝土楼盖产生的）与设计因素无关的概念。（2）在确定楼板厚度时，不能只想着降低成本，因此选择尽可能薄的楼板，必须意识到，楼板在管线铺设中，同样不能产生裂缝，还要降低管线对温度的敏感性，因此，楼板厚度不宜低于100mm。（3）设计时选用混凝土强度等级，一是不能一味选高，二是不能只图施工方方便，与梁柱等级一致。除此之外，以外只对施工时混凝土提出强度等级这一要求的做法也不合理，最好为考虑到混凝土收缩，对其他混凝土参数，如配合比，外加剂掺量等也应提出要求，以提醒施工相关单位，引起重视。（4）由于增加楼板的边界约束，为尽量避免裂缝开展问题，一定要考虑构造钢筋。可供参考的做法是：可以适当设置放射状的钢筋，位置选择在楼板外边角上下层，选取钢筋长度不宜过短，至少应超过楼板一边长的三分之一，达到有效防止楼板边角产生斜裂缝，尤其是超出限定宽度的45°斜裂缝。（5）设计屋面楼盖时，要考虑到保温隔热，选取合理的保温层、隔热层材料与厚度;必要时，考虑采用设置温度缝的方法。
　　3 结语
　　在当前的诸多建筑材料中，混凝土是目前世界上应用最为广泛的人造建筑材料，工程技术人员关注的裂缝问题就是围绕这一材料进行的，由于混凝土的裂缝问题是影响混凝土耐久性的重要因素，因此有引起了许多工程技术人员和学者的关注，也进行了大量的研究。然而，当前主要的研究方向主要是从混凝土裂缝产生的单一因素（如收缩、碱骨料反应等）进行的研究，并未从多因素的角度去考虑混凝土裂缝产生的原因，而当前的混凝土组成越来越复杂，导致混凝土产生的原因也更加难以研究，例如各种化学外加剂的加入就会导致混凝土裂缝产生原因更加复杂，因此仅凭借现有的单一因素研究来控制混凝土开裂还远远不能达到指导施工的要求。因此，本文通过对建筑工程中最为常见的混凝土现浇樓板裂缝成因进行分析，随后提出从材料、设计、施工等三个方面入手进行控制，尽量避免裂缝的产生。
　　参考文献
　　[1] 张治福.现浇混凝土楼板裂缝的控制[D].济南：山东大学，2009.
　　[2] 王凯.混凝土现浇楼板裂缝的成因与控制研究[D].大连：大连理工大学，2003.
　　[3] 王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.
　　[4] Shen W ，Li X ，Gan G ，et al.Experimental investigation on shrinkage and water desorption of the paste in high performance concrete[J].Construction and Building Materials，2016（114）：618-624.
　　[5] Soliman A M ，Nehdi M L.Effect of drying conditions on autogenous shrinkage in ultra-high performance concrete at early-age[J].Materials and Structures，2011，44（5）：879-899.
　　[6] Deboodt T ， Fu T ， Ideker J H.Evaluation of FLWA and SRAs on autogenous deformation and long-term drying shrinkage of high performance concrete[J].Construction and Building Materials，2016，119（30）：53-60.
　　[7] 张莫愁.现浇混凝土楼板裂缝分析及综合控制措施[D].长沙：中南大学，2014.
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