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摘要：本文结合作者工作经验，从设计及施工两方面分析了正在施工的房屋楼板裂缝的解决方法。
关键词：施工中；建筑楼板裂缝；解决方法；分析
Abstract: This paper analyzes ways of the building floor crack in the ongoing construction from the design and construction two aspects, combined with the author's practical work experience.
Key words: in construction; building floor crack; solution; analysis
中图分类号：TU7 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）
近几年来，住宅作为大宗商品进入千家万户,越来越多住户关注居室的舒适度和可靠性。谈到裂缝,无论它是否对房屋的安全造成危害,起码在心理上是难以接受的。大部分的裂缝现象无法用荷载的原因加以解释, 事实上有很多原因, 如支承梁刚度较小,温度、湿度变化,地基变形等都会导致钢筋混凝土板出现裂缝。设计人员在进行结构设计时一般只进行强度计算,普遍缺乏刚度概念及温度应力概念。从设计及施工两方面探讨房屋板裂缝控制的技术措施。
1 设计措施
1.1 楼梯、采光并附近板裂缝问题。楼梯、采光井使楼盖在水平方向上断面突变,削弱了楼盖的水平刚度,使该处板应力集中现象较严重且温度应力较大。以两梯四户条形为例,北梯南厅布置时,厅的短向跨度较大, 设计时板厚及钢筋不小, 温度应力的影响不显著；南梯北房布置肘,因房的进深及跨度较小,按强度设计时板厚及钢筋均较小,故较大的温度应力常常导致在该房中间出现通长的横向裂缝。较深的采光井对楼板的影响亦有类似情况。因此,结构设计时板钢筋不仅考虑竖向荷载的作用,更要考虑温度应力、收缩应力及水平传递时应力集中现象,使结构设计更合理更科学。
1.2 外廊式房屋走廊裂缝问题。我国现行《混凝土结构设计规范》(GBJl0--89)规定,现浇钢筋混凝土连续式结构,处于室内或土中条件下的伸缩缝间距为55m,露天条件下为35m。外走廊长期处于太阳暴晒下,温度变化较大,故应视作露天条件。从已建成的房屋来看,外走廊短向裂缝即非竖直荷载引起的裂缝较多。特别是楼梯出口处,一方面仅靠走廊联系,楼板严重削弱,应力集中现象较严重；另一方面楼梯口居中时该处温度应力最大,故梁板裂缝较集中且宽度较大,个别达1～2 mm。故建议设计时外走廊板要适当加大板厚、配置通长面筋(纵横向)及加大构造钢筋面积。楼梯口支承梁也要加大截面及配置通长面筋、腰筋,从而提高结构构件的抗裂能力,及控制裂縫的扩展。
1.3 大板四角放角筋问题。在某单位制定的《结构设计统一技术
措施》中有以下内容,即“单向或双向端跨板的阳角处(包括嵌固于承
重墙内或支承在框架梁上), 在 1/4 短向板跨范围内, 需另加板面角筋,其双向面筋之间距为 100mm,钢筋直径与端角板之负筋相同(比如板负筋 Φ8@200,则需要加 Φ8@200 钢筋)。跨度较大的内跨板,其角部由于嵌固作用产生变形易出现斜裂缝,其板角的面筋也需同样配置。”该做法值得商榷。既然跨度较大的内跨板因过大的变形而易出现斜向角裂缝,倒不如加大板厚或板底筋等措施更合理。因为板厚增大,如取至短向上 L0/30-k/35,则跨中挠度减小;板底筋增大,钢筋应力减小,板作为受弯构件的长期刚度也增大,从而限制了板角变形。对于端跨板的阳角处,因温度变形及混凝土梁柱对板的收缩约束均较大,容易出现 45°斜向剪力裂缝。故很有必要配置长而密的双向面筋或与最大主拉应力方向一致的斜向角筋。特别是异形角柱,因其肢长较大,对楼板形成强约束,故端跨板的板厚、钢筋(底、面)要酌情加大。
1.4 井式楼盖板角裂缝问题。井式楼盖梁的高度整齐划一,给人一种力量和美感。现行规范按弹性理论计算井字梁的内力及挠度,而钢筋混凝土梁受力开裂后其长期刚度只有其弹性刚度的0.20～0.35 倍。井字梁及其支承梁过大的变形使端角板出现斜裂缝。要避免角板斜裂缝,一是井字梁截面不宜小,二是角板面筋双向通长布置,从而防止或限制裂缝的出现和发展。在房屋设计时,采光井附近两向梁跨度相近,中间次梁往往布置成十字形井式楼盖,若井式梁高度较小或支承梁截面不足,则极容易在四角出现角裂；加上采光井削弱了楼盖的整体结构且该处温度应力最大,亦容易出现板跨中裂缝。
2 施工措施
2.1 板厚问题。前几年采用油桶板,模板相互重叠,板厚减小太多,加上不良承建商偷工减料,使板厚普遍达不到设计要求。另外,设计时板厚偏小,小板板厚采用 50,60,70,80 mm 的比比皆是。板厚不足,楼板刚度减小,则其变形加大,容易造成大跨度板角裂。现在采用钢模板且用钻孔法检测板厚,情况已大为改善。
2.2 钢筋位置问题。按现行的施工工艺,要完全保证钢筋特别是面筋位置确有困难。面筋被踩低后,意味着保护层过厚,楼板有效高度减小,钢筋面积要增大。一旦面筋踩得过低,通常在梁边附近沿纵向板面开裂。故设计时采用形如,的固定筋,布置成 Φ6@800× 800,且考虑板面筋部分失效,板跨中钢筋宜适当增大,另施工时指定专人抽起面筋。
2.3 混凝土配比问题。工地现场施工管理人员偏少,捣制混凝土时对大楼上下的管理经常是顾此失彼,而靠临时拼凑起来的外来工搅拌混凝土时随意性较大,水灰比难以控制。过大的水灰比使混凝土的收缩及徐变加剧,极易引起楼板开裂。现在采用商品混凝土、从原材料、制作、运输严格管理,上述问题有所好转。
2.4 早期加载。一般施工单位在捣制楼面1～2d 后即在上面进行扎柱筋,立模板及其它野蛮操作。而此时混凝土的强度较小,抗拉强度小于 28d 龄期强度的 20%。过早加载,势必造成混凝土出现大量微小裂缝。
2.5 前期养护问题。《混凝土结构工程施工及验收规范》规定,应在浇筑完毕后的 12h 以内对混凝土加以覆盖和浇水；混凝土的浇水养护的时间,对采用硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,不得小于 7d,对掺用缓凝型外加剂或有抗渗性要求的混凝土,不得少于 14d。房屋特别是屋面角板经常出现 45°斜向裂缝,除了温度变形的原因外;更主要的原因是混凝土养护不良,使得水化热降温引起的收缩拉应力大于其极限抗拉强度。故混凝土楼盖必须做好保湿养护,从而提高其极限拉伸及抗拉强度,防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝。
2.6 施工超载。针对捣制楼面时施工荷载大于竣工后使用荷载的情况,现行施工规定要求二层模板支承。但是,在进入楼地面饰面装修及砌砖时,施工超载现象就十分普遍,表现为灰浆及地板装饰材料、砖块乱堆乱放,有时远远大于设计及使用荷载,导致楼板达到承载力极限状态或正常使用极限状态。
3 结论
综上所述,要控制钢筋混凝土楼板有害的裂缝,必须双管齐下,一是结构设计人员要有刚度及温度变形的概念,在温度应力较大,应力集中处,要适当增大板厚。提高配筋率,特别是构造方向配筋率。二是砼的选料,捣制保养等方面提高砼的主拉力、均小于极限抗拉强度,从而避免裂缝的产生及扩展。
参考文献：
[1] 王铁梦.工程结构裂缝控制[M].中国建筑工业出版社，1998.
[2] A.M.内维尔，混凝土的性能[M].中国建筑工业出版社，1983.
[3] 混凝土结构设计规范(GB50010-2002)[S].
[4] 李双录.现浇钢筋混凝土楼板裂缝的成因与防治[J].山西建筑，2003，29(8).
[5] 建筑施工手册编写组.建筑施工手册(第3版)[M].北京:中国建筑工业出版社，1999
关键词：施工中；建筑楼板裂缝；解决方法；分析
Abstract: This paper analyzes ways of the building floor crack in the ongoing construction from the design and construction two aspects, combined with the author's practical work experience.
Key words: in construction; building floor crack; solution; analysis
中图分类号：TU7 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）
近几年来，住宅作为大宗商品进入千家万户,越来越多住户关注居室的舒适度和可靠性。谈到裂缝,无论它是否对房屋的安全造成危害,起码在心理上是难以接受的。大部分的裂缝现象无法用荷载的原因加以解释, 事实上有很多原因, 如支承梁刚度较小,温度、湿度变化,地基变形等都会导致钢筋混凝土板出现裂缝。设计人员在进行结构设计时一般只进行强度计算,普遍缺乏刚度概念及温度应力概念。从设计及施工两方面探讨房屋板裂缝控制的技术措施。
1 设计措施
1.1 楼梯、采光并附近板裂缝问题。楼梯、采光井使楼盖在水平方向上断面突变,削弱了楼盖的水平刚度,使该处板应力集中现象较严重且温度应力较大。以两梯四户条形为例,北梯南厅布置时,厅的短向跨度较大, 设计时板厚及钢筋不小, 温度应力的影响不显著；南梯北房布置肘,因房的进深及跨度较小,按强度设计时板厚及钢筋均较小,故较大的温度应力常常导致在该房中间出现通长的横向裂缝。较深的采光井对楼板的影响亦有类似情况。因此,结构设计时板钢筋不仅考虑竖向荷载的作用,更要考虑温度应力、收缩应力及水平传递时应力集中现象,使结构设计更合理更科学。
1.2 外廊式房屋走廊裂缝问题。我国现行《混凝土结构设计规范》(GBJl0--89)规定,现浇钢筋混凝土连续式结构,处于室内或土中条件下的伸缩缝间距为55m,露天条件下为35m。外走廊长期处于太阳暴晒下,温度变化较大,故应视作露天条件。从已建成的房屋来看,外走廊短向裂缝即非竖直荷载引起的裂缝较多。特别是楼梯出口处,一方面仅靠走廊联系,楼板严重削弱,应力集中现象较严重；另一方面楼梯口居中时该处温度应力最大,故梁板裂缝较集中且宽度较大,个别达1～2 mm。故建议设计时外走廊板要适当加大板厚、配置通长面筋(纵横向)及加大构造钢筋面积。楼梯口支承梁也要加大截面及配置通长面筋、腰筋,从而提高结构构件的抗裂能力,及控制裂縫的扩展。
1.3 大板四角放角筋问题。在某单位制定的《结构设计统一技术
措施》中有以下内容,即“单向或双向端跨板的阳角处(包括嵌固于承
重墙内或支承在框架梁上), 在 1/4 短向板跨范围内, 需另加板面角筋,其双向面筋之间距为 100mm,钢筋直径与端角板之负筋相同(比如板负筋 Φ8@200,则需要加 Φ8@200 钢筋)。跨度较大的内跨板,其角部由于嵌固作用产生变形易出现斜裂缝,其板角的面筋也需同样配置。”该做法值得商榷。既然跨度较大的内跨板因过大的变形而易出现斜向角裂缝,倒不如加大板厚或板底筋等措施更合理。因为板厚增大,如取至短向上 L0/30-k/35,则跨中挠度减小;板底筋增大,钢筋应力减小,板作为受弯构件的长期刚度也增大,从而限制了板角变形。对于端跨板的阳角处,因温度变形及混凝土梁柱对板的收缩约束均较大,容易出现 45°斜向剪力裂缝。故很有必要配置长而密的双向面筋或与最大主拉应力方向一致的斜向角筋。特别是异形角柱,因其肢长较大,对楼板形成强约束,故端跨板的板厚、钢筋(底、面)要酌情加大。
1.4 井式楼盖板角裂缝问题。井式楼盖梁的高度整齐划一,给人一种力量和美感。现行规范按弹性理论计算井字梁的内力及挠度,而钢筋混凝土梁受力开裂后其长期刚度只有其弹性刚度的0.20～0.35 倍。井字梁及其支承梁过大的变形使端角板出现斜裂缝。要避免角板斜裂缝,一是井字梁截面不宜小,二是角板面筋双向通长布置,从而防止或限制裂缝的出现和发展。在房屋设计时,采光井附近两向梁跨度相近,中间次梁往往布置成十字形井式楼盖,若井式梁高度较小或支承梁截面不足,则极容易在四角出现角裂；加上采光井削弱了楼盖的整体结构且该处温度应力最大,亦容易出现板跨中裂缝。
2 施工措施
2.1 板厚问题。前几年采用油桶板,模板相互重叠,板厚减小太多,加上不良承建商偷工减料,使板厚普遍达不到设计要求。另外,设计时板厚偏小,小板板厚采用 50,60,70,80 mm 的比比皆是。板厚不足,楼板刚度减小,则其变形加大,容易造成大跨度板角裂。现在采用钢模板且用钻孔法检测板厚,情况已大为改善。
2.2 钢筋位置问题。按现行的施工工艺,要完全保证钢筋特别是面筋位置确有困难。面筋被踩低后,意味着保护层过厚,楼板有效高度减小,钢筋面积要增大。一旦面筋踩得过低,通常在梁边附近沿纵向板面开裂。故设计时采用形如,的固定筋,布置成 Φ6@800× 800,且考虑板面筋部分失效,板跨中钢筋宜适当增大,另施工时指定专人抽起面筋。
2.3 混凝土配比问题。工地现场施工管理人员偏少,捣制混凝土时对大楼上下的管理经常是顾此失彼,而靠临时拼凑起来的外来工搅拌混凝土时随意性较大,水灰比难以控制。过大的水灰比使混凝土的收缩及徐变加剧,极易引起楼板开裂。现在采用商品混凝土、从原材料、制作、运输严格管理,上述问题有所好转。
2.4 早期加载。一般施工单位在捣制楼面1～2d 后即在上面进行扎柱筋,立模板及其它野蛮操作。而此时混凝土的强度较小,抗拉强度小于 28d 龄期强度的 20%。过早加载,势必造成混凝土出现大量微小裂缝。
2.5 前期养护问题。《混凝土结构工程施工及验收规范》规定,应在浇筑完毕后的 12h 以内对混凝土加以覆盖和浇水；混凝土的浇水养护的时间,对采用硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,不得小于 7d,对掺用缓凝型外加剂或有抗渗性要求的混凝土,不得少于 14d。房屋特别是屋面角板经常出现 45°斜向裂缝,除了温度变形的原因外;更主要的原因是混凝土养护不良,使得水化热降温引起的收缩拉应力大于其极限抗拉强度。故混凝土楼盖必须做好保湿养护,从而提高其极限拉伸及抗拉强度,防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝。
2.6 施工超载。针对捣制楼面时施工荷载大于竣工后使用荷载的情况,现行施工规定要求二层模板支承。但是,在进入楼地面饰面装修及砌砖时,施工超载现象就十分普遍,表现为灰浆及地板装饰材料、砖块乱堆乱放,有时远远大于设计及使用荷载,导致楼板达到承载力极限状态或正常使用极限状态。
3 结论
综上所述,要控制钢筋混凝土楼板有害的裂缝,必须双管齐下,一是结构设计人员要有刚度及温度变形的概念,在温度应力较大,应力集中处,要适当增大板厚。提高配筋率,特别是构造方向配筋率。二是砼的选料,捣制保养等方面提高砼的主拉力、均小于极限抗拉强度,从而避免裂缝的产生及扩展。
参考文献：
[1] 王铁梦.工程结构裂缝控制[M].中国建筑工业出版社，1998.
[2] A.M.内维尔，混凝土的性能[M].中国建筑工业出版社，1983.
[3] 混凝土结构设计规范(GB50010-2002)[S].
[4] 李双录.现浇钢筋混凝土楼板裂缝的成因与防治[J].山西建筑，2003，29(8).
[5] 建筑施工手册编写组.建筑施工手册(第3版)[M].北京:中国建筑工业出版社，1999