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1.工程概况
某小区为六层框架结构，设计和施工均按国家现行規范、规程执行，楼板施工完后一月内在楼板面中部出龟裂裂缝，2012年投入使用过程中异形楼板在支座处裂缝发展明显，最宽裂缝达0.4mm，超过了规范规定的最大裂缝允许宽度0.3mm，该异形楼板长跨长9300mm，短跨长4300mm，冬季施工，其结构平面图如图1所示：
2.裂缝情况介绍
该工程于2012竣工，在使用过程中1#楼的四～六层异形楼板（图1）出现裂缝，经检测单位对该楼的1-19～1-22/1-B～1-E轴楼板裂缝检测，板面最大裂缝宽度为0.4mm，最小裂缝宽度为0.1mm。楼板平面、裂缝位置及裂缝宽度见示意图（图2）。同时检测单位对其混凝土龄期强度、受力钢筋保护层厚度进行检测，检测结果如下：
3.楼板裂缝原因分析
对于钢筋混凝土结构的裂缝产生原因主要包括荷载与非荷载原因，对于本项目，根据检测报告、材料、施工现场、施工季节和设计情况分析本例的楼板主要是非荷载裂缝，该异形板的裂缝产生原因主要由以下几点：
（1）根据楼板中间的裂缝发展情况可见，施工期间裂缝中间为龟裂状发展的裂纹，主要原因是项目的楼板是在冬季施工，保温措施采用草席进行简单保温，所以保温措施不够引起，因混凝土降温速度太快，使混凝土骤冷，结构内外温度不均，引起温度变形。而且冬季施工，处于干燥养护状态，该地区气候较为干燥，从而使混凝土板表面失水，抗裂能力降低，楼板较易出现收缩裂缝。
（2）根据混凝土龄期强度实测，其混凝土强度达56.9MPa，超过设计混凝土强度C30的强度90%，因混凝土强度过高而引起混凝土收缩应力，进而产生裂缝。
（3）从保护层厚度的检测情况看，板的保护层厚度较厚，使板面负钢筋不能满足原设计的承载力要求，从而使板支座负弯矩较大部位产生裂缝。
3.1 混凝土浇筑期间引起的应力计算
混凝土结构在凝固、硬化过程中较易产生收缩裂缝和温差应力裂缝。混凝土所用水泥标号越高，周围环境越干燥，收缩越大，当体积收缩受到约束不能自由实现时，便产生了收缩裂缝。混凝土在凝固、硬化过程中产生水化热无法及时释放，使混凝土内外形成温差而产生应力，当温差应力超过混凝土能承受的抗拉应力时，便产生了温差应力裂缝。
该地区冬季平均气温为5°，根据现场调查结果，混凝土浇筑后保温养护时间为10d，平均温度为10°。当混凝土浇筑后，内部的水化热引起的绝热温度为
则板的内外温差为
30d时间收缩变形：
收缩引起的约束拉应力：
计算温度收缩当量
当混凝土保温时间为10d，取为10d，约束应力延续时间t为30d，混凝土松弛系数取0.214，则混凝土的温度应力为：
在不计外荷应力的情况下，收缩应力及温度应力之和：2.8+2.97=5.77MPa>4.75（C45混凝土28天抗拉强度）
3.2楼板保护层厚度对板承载力影响
本项目原设计混凝土强度等级为C30，设计板厚为120mm，钢筋强度HRB400。根据《混凝土结构设计规范》，和设计文件计算该楼板负筋所承受负弯矩为11.18KN.m。当保护层厚度过厚，钢筋的抗拉能力不能充分发挥，甚至不承担拉力，由混凝土承担相应负弯矩，混凝土抗拉能力较弱，所以在裂缝分布图上可见板因负弯矩钢筋未能发挥作用沿板周边产生裂缝。
4.裂缝处理方案
根据以上裂缝开展原因分析，该楼板产生裂缝的主要原因为由于冬季施工温差较大使板产生龟裂裂缝；在使用过程中，因混凝土保护层过厚，负弯矩钢筋无法承担弯矩荷载，使楼板周边产生裂缝。
4.1采用碳纤维加固
对于板周边因保护层较厚产生裂缝可采用碳纤维对其进行加固处理。根据本例裂缝开展情况及设计要求，选用碳纤维布的强度等级为I级，厚度为0.167，其中：，，。
1、根据设计条件，项目的设计负弯矩为
2、查《混凝土结构加固设计规范》9.2.3
据式9.2.3-3
∴
式9.2.3-2
选用碳纤维布的强度等级为I级，厚度为0.167，宽度为200，3层，300g/m2。碳纤维粘贴方法见图3。
碳纤维加固施工基本要求：将墙体凿开将碳纤维穿墙以达承载要求，代替负筋手里；转角处进行粘贴碳纤维布时，转角外表面处打磨成曲率半径不小于20mm的倒角；外层碳纤维布的截断点宜越过内层截断点200mm以上，并在截断点加设U形箍（梁）或压条（板）。碳纤维加固施工质量验收检查时，总有效粘结面积不应低于95%；当碳纤维布的空鼓面积小于1000mm2/时，可采用针管注胶，埋设灌浆嘴或压力缺罐注胶的方式进行补救。空鼓面积大于1000mm2/宜将空鼓处的碳纤维布切除，重新搭接贴等厚的碳纤维布。碳纤维布沿纤维布方向的搭接长度不得小于200mm。
4.2环氧胶粘剂修补裂缝
施工期间产生的温度裂缝和收缩裂缝采用环氧胶粘剂压力灌缝修补，对于板周边因保护层较厚产生裂缝采用碳纤维加固处理后再对裂缝采用环氧胶粘剂压力灌缝修补。
5.结语
本文根据实例中异形楼板的开裂形状、大小和施工条件分析了该楼板的开裂原因，并提出相应处理措施。此类工程裂缝在实际工程中较多，为避免或减小裂缝的产生与发展，提出以下几点建议：
（1） 加强夏季高温和冬季低温时施工的保护措施对于在夏季高温和冬季低温状态下施工的混凝土结构构件，除按正常要求施工外，还要根据实际情况采取多种有效措施以预防混凝土开裂。
（2） 在拌制混凝土时应严格根据设计要求拌制，如混凝土强度超过设计要求时，应采取可靠措施防止收缩裂缝的产生。
（3） 对于跨度较大的板为避免施工时因负弯矩钢筋直径过小，施工时容易被踩踏变形，使钢筋保护层厚度过厚，建议设计时适当加大负弯矩钢筋直径。
某小区为六层框架结构，设计和施工均按国家现行規范、规程执行，楼板施工完后一月内在楼板面中部出龟裂裂缝，2012年投入使用过程中异形楼板在支座处裂缝发展明显，最宽裂缝达0.4mm，超过了规范规定的最大裂缝允许宽度0.3mm，该异形楼板长跨长9300mm，短跨长4300mm，冬季施工，其结构平面图如图1所示：
2.裂缝情况介绍
该工程于2012竣工，在使用过程中1#楼的四～六层异形楼板（图1）出现裂缝，经检测单位对该楼的1-19～1-22/1-B～1-E轴楼板裂缝检测，板面最大裂缝宽度为0.4mm，最小裂缝宽度为0.1mm。楼板平面、裂缝位置及裂缝宽度见示意图（图2）。同时检测单位对其混凝土龄期强度、受力钢筋保护层厚度进行检测，检测结果如下：
3.楼板裂缝原因分析
对于钢筋混凝土结构的裂缝产生原因主要包括荷载与非荷载原因，对于本项目，根据检测报告、材料、施工现场、施工季节和设计情况分析本例的楼板主要是非荷载裂缝，该异形板的裂缝产生原因主要由以下几点：
（1）根据楼板中间的裂缝发展情况可见，施工期间裂缝中间为龟裂状发展的裂纹，主要原因是项目的楼板是在冬季施工，保温措施采用草席进行简单保温，所以保温措施不够引起，因混凝土降温速度太快，使混凝土骤冷，结构内外温度不均，引起温度变形。而且冬季施工，处于干燥养护状态，该地区气候较为干燥，从而使混凝土板表面失水，抗裂能力降低，楼板较易出现收缩裂缝。
（2）根据混凝土龄期强度实测，其混凝土强度达56.9MPa，超过设计混凝土强度C30的强度90%，因混凝土强度过高而引起混凝土收缩应力，进而产生裂缝。
（3）从保护层厚度的检测情况看，板的保护层厚度较厚，使板面负钢筋不能满足原设计的承载力要求，从而使板支座负弯矩较大部位产生裂缝。
3.1 混凝土浇筑期间引起的应力计算
混凝土结构在凝固、硬化过程中较易产生收缩裂缝和温差应力裂缝。混凝土所用水泥标号越高，周围环境越干燥，收缩越大，当体积收缩受到约束不能自由实现时，便产生了收缩裂缝。混凝土在凝固、硬化过程中产生水化热无法及时释放，使混凝土内外形成温差而产生应力，当温差应力超过混凝土能承受的抗拉应力时，便产生了温差应力裂缝。
该地区冬季平均气温为5°，根据现场调查结果，混凝土浇筑后保温养护时间为10d，平均温度为10°。当混凝土浇筑后，内部的水化热引起的绝热温度为
则板的内外温差为
30d时间收缩变形：
收缩引起的约束拉应力：
计算温度收缩当量
当混凝土保温时间为10d，取为10d，约束应力延续时间t为30d，混凝土松弛系数取0.214，则混凝土的温度应力为：
在不计外荷应力的情况下，收缩应力及温度应力之和：2.8+2.97=5.77MPa>4.75（C45混凝土28天抗拉强度）
3.2楼板保护层厚度对板承载力影响
本项目原设计混凝土强度等级为C30，设计板厚为120mm，钢筋强度HRB400。根据《混凝土结构设计规范》，和设计文件计算该楼板负筋所承受负弯矩为11.18KN.m。当保护层厚度过厚，钢筋的抗拉能力不能充分发挥，甚至不承担拉力，由混凝土承担相应负弯矩，混凝土抗拉能力较弱，所以在裂缝分布图上可见板因负弯矩钢筋未能发挥作用沿板周边产生裂缝。
4.裂缝处理方案
根据以上裂缝开展原因分析，该楼板产生裂缝的主要原因为由于冬季施工温差较大使板产生龟裂裂缝；在使用过程中，因混凝土保护层过厚，负弯矩钢筋无法承担弯矩荷载，使楼板周边产生裂缝。
4.1采用碳纤维加固
对于板周边因保护层较厚产生裂缝可采用碳纤维对其进行加固处理。根据本例裂缝开展情况及设计要求，选用碳纤维布的强度等级为I级，厚度为0.167，其中：，，。
1、根据设计条件，项目的设计负弯矩为
2、查《混凝土结构加固设计规范》9.2.3
据式9.2.3-3
∴
式9.2.3-2
选用碳纤维布的强度等级为I级，厚度为0.167，宽度为200，3层，300g/m2。碳纤维粘贴方法见图3。
碳纤维加固施工基本要求：将墙体凿开将碳纤维穿墙以达承载要求，代替负筋手里；转角处进行粘贴碳纤维布时，转角外表面处打磨成曲率半径不小于20mm的倒角；外层碳纤维布的截断点宜越过内层截断点200mm以上，并在截断点加设U形箍（梁）或压条（板）。碳纤维加固施工质量验收检查时，总有效粘结面积不应低于95%；当碳纤维布的空鼓面积小于1000mm2/时，可采用针管注胶，埋设灌浆嘴或压力缺罐注胶的方式进行补救。空鼓面积大于1000mm2/宜将空鼓处的碳纤维布切除，重新搭接贴等厚的碳纤维布。碳纤维布沿纤维布方向的搭接长度不得小于200mm。
4.2环氧胶粘剂修补裂缝
施工期间产生的温度裂缝和收缩裂缝采用环氧胶粘剂压力灌缝修补，对于板周边因保护层较厚产生裂缝采用碳纤维加固处理后再对裂缝采用环氧胶粘剂压力灌缝修补。
5.结语
本文根据实例中异形楼板的开裂形状、大小和施工条件分析了该楼板的开裂原因，并提出相应处理措施。此类工程裂缝在实际工程中较多，为避免或减小裂缝的产生与发展，提出以下几点建议：
（1） 加强夏季高温和冬季低温时施工的保护措施对于在夏季高温和冬季低温状态下施工的混凝土结构构件，除按正常要求施工外，还要根据实际情况采取多种有效措施以预防混凝土开裂。
（2） 在拌制混凝土时应严格根据设计要求拌制，如混凝土强度超过设计要求时，应采取可靠措施防止收缩裂缝的产生。
（3） 对于跨度较大的板为避免施工时因负弯矩钢筋直径过小，施工时容易被踩踏变形，使钢筋保护层厚度过厚，建议设计时适当加大负弯矩钢筋直径。