闫国辉
身份证号码: 37230119800416****
摘要：建筑工程中关于混凝土的裂缝问题，长期以来，是困扰工程管理人员的一大难题。尤其是近几年，随着一些新工艺和新材料的不断涌现，这些裂缝已对人们的各项生产和生活产生了严重的影响，是迫切需要解决的技术难题。虽然我们在进行房屋结构设计的时候一般都是以强度的极限承载力作为基础，但是在实际工程中，裂缝控制才是比较常规的一种标准。到了近现代，一些研究人员认为，裂缝是不可避免的，混凝土构件出现有裂缝是绝对的。本文以工程实践作为基础，针对住宅工程中钢筋混凝土现浇楼板所暴露出的裂缝问题进行了深入研究，从施工、设计二个方面入手，从不同角度分析了钢筋混凝土楼板这类裂缝的成因。通过研究发现，要防止此类裂缝的出现，应采取综合控制的方法和措施，施工、设计二个方面均要考虑。
关键词：土木工程；混凝土楼板；裂缝技术
中图分类号：TU75 文献标识码：B
1混凝土楼板裂缝的产生原因分析
1.1结构设计导致的楼板裂缝产生的原因
1.1.1体型不规则
现阶段，由于相应的技术标准对住宅通风、日照、采光的要求，设计人员通常采用建筑平面不规则、平面凹凸布局、立面不规则等措施来达到标准的要求，因此，在设计阶段，如果只注重建筑物的功能要求而忽视了结构处理的问题[1]。那么，在这些存在凹凸的部位，就会出现形状突变、收缩应力集中和温度应力，从而形成薄弱环节，如果在设计时稍有疏忽，由于温差变化及混凝土收缩就会导致楼板受产生较多的裂缝。
1.1.2结构处理不当
混凝土楼板配筋不合理。实际工程中，有的混凝土楼板配筋不合理，为了降低成本，配筋率偏低，钢筋之间的距离偏大，楼面又会存在一些异形板块，对于拐角的应力集中和重分布缺少关注；对于一些跨度比较大的混凝土楼板，很少采用双向双层配筋，导致混凝土楼板跨中只有一层钢筋，从而导致贯穿性的垂直裂缝在混凝土楼板的无负筋区域出现。
1.1.3设备设计和结构设计配合不良
房屋建筑设计人员在进行房屋结构设计时，关于楼板的厚度，如果只是按照设计规范要求，双向板厚度大于等于L/40、单向板厚度大于等于L/35的要求来取值；关于设备的管线布置，如果只是按照设备要求进行布置的话，如果混凝土楼板中又预埋有大量的PVC管线时，由于管线的交叉布置就会导致楼板的有效厚度被削弱，特别是只有一层钢筋的混凝土楼板中部，经常出现顺着PVC管线走向的裂缝。
1.1.4材料的取用不当
随着商混的出现，高强混凝土应用越来越广泛。通过研究发现，水胶比和混凝土中的水泥浆量是导致混凝土收缩的最关键的两个因素，而混凝土强度主要取决于水泥的强度等级和水泥浆量。据有关研究资料显示，当混凝土中水泥浆量从25%增加到35%时，而其他条件不变的情况下，混凝土的体积收缩量将增大50%以上，因此，在设计过程中，如果仅仅是提高混凝土强度等级，但是如果没有相应的构造措施来提高混凝土楼板抗裂能力的话，肯定会增加混凝土楼板开裂的可能性[2]。
1.1.2温度应力对屋面板作用被忽视
一方面当外界环境的温度突变时，由于温度的传递需要时间，所以混凝土楼板中心和表面会存在温度差，并导致混凝土楼板中产生温度应力和应变，另一方面，混凝土楼板存在抵抗变形能力的内外部约束，和外界环境温度的共同作用下，相互促进并导致混凝土楼板内部应力不断发展，当楼板内外温差达到一定程度时，混凝土表面会产生很大的拉应力，当应力超过混凝土的极限抗拉强度，混凝土的表面裂缝就会出现。
1.2施工因素导致的楼板裂缝原因
1.2.1施工荷载不合理对楼板裂缝产生的影响
基于建筑成本的控制、资金的利用率和对市场销售的基本判断，开发商一般均严格控制住宅工程建设工期，同时，作为施工方，为了能够满足开发商的要求，赶工期，压缩了主体结构施工工期是一种普遍现象。现阶段，主体结构的施工进度平均为一周左右，有的施工单位甚至可以达到5天一层。这一情况就导致底层楼板混凝土浇筑完，不到24小时就忙着进行下一层的施工，钢筋吊运、焊接、绑扎、模板吊运等施工工序。由于施工作业面的因素，吊运的材料往往放置在开间比较大的楼板上，本身开间大的楼板就容易出现裂缝，材料的堆放就更加剧了楼板的开裂。通过研究发现，大开间建筑物的混凝土楼板的总收缩量要比小开间建筑物的混凝土楼板收缩量大，在强度不足的情况下，如果受到震动荷载作用或者材料堆积荷载作用，混凝土更容易出现“内伤”，从而产生一些裂缝。而且这些裂缝一般是微观裂缝，初始一般不容易发现，但随着外荷载的作用以及混凝土楼板自身的体积收缩，这些微观裂缝开始不断发展，相互汇聚，并慢慢形成宏观裂缝[3]。
1.2.2钢筋保护层位置不当对混凝土楼板裂缝产生的影响
住宅工程中的钢筋混凝土楼板，其钢筋的作用主要分为两个方面：一是抵抗外荷载的作用，二是防止混凝土楼板温度裂缝和收缩裂缝的产生。一方面，混凝土从微观上讲是非匀质的复合材料，混凝土的各个截面中的各个质点是不均匀的，当其在拉力作用时，由于内部非均匀的温度及收缩分布，各质点变形会有所差异并导致相互约束的产生，进一步导致不规则的应力集中点的产生了，在这些应力集中点的位置，混凝土首先达到其极限抗拉强度，从而导致局部塑性变形的产生，如果该处的混凝土继续受力，便在这些区域开始出现裂缝。如果混凝土楼板的配筋适当，钢筋的存在将约束混凝土的变形的产生，分担混凝土的一部分内应力，从而使混凝土的极限拉伸能力有所提高，进一步延缓混凝会，收缩应力必然会在二者之间产生，但按一般的配筋率计算，其组合在一起的收缩应力应该不大，甚至可以忽略不计。因此，从这个角度来说，虽然混凝土中的钢筋增加了楼板的整体收缩应力，但却提高了整体的极限拉伸并且对混凝土裂缝扩展产生了约束。通过大量的工程实践中可以看出，钢筋对抵抗混凝土变形、抑制混凝土裂缝的开展作用明显。而这一作用的前提是钢筋上下具有合理厚度的混凝土保护层[4]。
在建筑施工过程中，由于施工操作的不规范，钢筋支点就位不好、混凝土保护层厚度不足，板面踩踏形成负筋，造成负筋下沉、就位不准、弯曲变形，这些因素导致了楼板支座处的负弯矩得不到有效的抵抗，造成住宅工程中混凝土楼板出现裂缝。另一方面，如果混凝土楼板中的钢筋的保护层厚度不足，由于环境的作用，就会使钢筋在其寿命内出现钝化状态，在气候的影响下钢筋锈蚀，从而产生膨胀应力，导致混凝土产生顺筋裂缝，甚至保护层剥落，有效面积减少，握裹能力减弱等现象，这些现象出现后，会进一步加剧了钢筋的锈蚀，有效截面面积减小，塑性和延性降低，致使混凝土楼板受到损伤，从而引发楼板裂缝。
1.2.3混凝土楼板后浇带施工引起的板面裂缝
实际工程中，为了克服混凝土收缩变形和减弱环境温度变化对建筑物整体结构的影响，《混凝土结构设计规范》要求施工人员应根据建筑物楼板的实际情况采用“后浇带”对整个楼板进行分段施工。但是有一些施工企业缺少必要的常识，为追求施工速度，不完全按照设计要求进行施工，随意设置施工缝。如施工过程中忽略企口缝的留置、导致斜坡槎的形成，楼板的后浇带减少模板支撑，甚至不支模板，不设水平拉结，企口缝存在蜂窝、孔洞，疏松的混凝土没有清理干净，这些因素都可能导致楼板面的裂缝的出现[5]。
2混凝土楼板裂缝控制措施
2.1设计方面的相关预防控制措施
2.1.1从建筑体型角度的控制措施
（1）对于平面比较规则的建筑物，大跨度板相邻的小跨板、建筑物四角区域、住宅厕所沉降斗周边的小跨板是建筑物相对薄弱部位。因此，在进行结构设计时，在这些相对薄弱的环节设置双层双向通长钢筋，受力钢筋的配筋率就会大大提高，与此同时，增加构造筋配筋率，关键部位增设不少于2?12梁腰筋。
（2）对于平面不规则的建筑物。建筑物平面凹凸变化处、两规则的平单元连接处、平面转角处、横截面较小的连廊处、建筑物四角区域、环形建筑的平面刚度较弱处、住宅厕所沉降斗周边的小跨板、大跨度板相邻的小跨板是建筑物相对薄弱的部位。
因此在进行结构设计时，如果想尽可能消除不利影响，可以在相应的薄弱环节设置永久性变形缝，设置后浇带以消化变形，提高受力钢筋配筋率设置双层双向通长钢筋，与此同时，增加构造筋配筋率，构造配筋率应高于规范规定的最低配筋率，关键部位增设不少于2?12梁腰筋。
（3）对于表面规则，里面不规则的建筑物。多塔楼连接之间的裙楼楼板、立面凹凸变化楼板是其相对薄弱部位。提高受力钢筋配筋率设置双层双向通长钢筋，与此同时，增加构造筋配筋率，构造配筋率应高于规范规定的最低配筋率，关键部位增设不少于2?12梁腰筋。
2.1.2从结构类型角度考虑控制措施
（1）框-剪结构建筑物：这种结构的建筑物其相对薄弱部位一般出现在剪力墙周边的梁板构件，特别是剪力墙之间的连梁、小跨度板、两栋主楼之间的裙楼梁板、较大截面的柱周边的小跨度板。拟采取的相关措施：相关薄弱板块需增设双层双向通长钢筋，梁构件增设腰筋，在主楼之间的裙楼板中应增设不低于?10的双层双向通长钢筋。
（2）框架结构的平面中各部位刚度相对均匀，变形释放能力较好，混凝土收缩和温度差异所产生的局部拉应力相对较小，结构抗裂措施可相对放宽一些。
2.1.3从外观形状层面出发考虑的控制措施
（1）相对薄弱环节：楼层洞口周边梁板，较大的凹入部位的梁板，地下室顶板洞口周边梁。
（2）拟采用的相关措施：相关薄弱板块需增设双层双向通长钢筋，梁构件增设腰筋。重点考虑地下室顶板洞口，尤其关于洞口边梁，增设架立筋和腰筋，其直径应不小于18mm，钢筋数量不少于2根，构造筋间距不能超过200mm。另外加8?10@200设置在四角楼板的板角，钢筋搭接长度不小于1600mm。
2.1.4从建筑长度方面出发的控制措施
（1）对于多塔楼裙楼板建筑：如果建筑物长度超过70m，可以沿建筑物长度方向设置双层通长钢筋，钢筋直径和钢筋间距通长采用不小于?8@200或者?10@300；如果建筑物长度超过90m时，除双层通常钢筋外，沿着长向还需增设不小于2?12梁腰筋[6]。
（2）对于框架结构建筑：如果建筑物主体长度超过90m，可以沿建筑物长度方向设置双层通长钢筋，钢筋直径和钢筋间距通长采用不小于?8@200或者?10@300，如果建筑物长度超过100m时，除双层通常钢筋外，沿着长向还需增设不小于2?14梁腰筋。
（3）对于框架-剪力墙结构的建筑物：当建筑物主体长度超过80m时，可以沿建筑物长度方向设置双层通长钢筋，钢筋直径和钢筋间距通长采用不小于?8@200或者?10@300。
2.1.5从建筑物结构具体部位出发的控制措施
（1）建筑物相对薄弱环节：地下室顶板，屋面梁板等。
（2）可采用的相应措施：框架结构屋面板设置不小于?8@200双层双向通长钢筋，框剪结构屋面板设置不小于?10@200双层双向通长钢筋，梁增设腰筋。地下室板通长钢筋的配筋量可控制在0.25-0.35%，梁腰筋配筋量可控制在0.12-0.20%(单侧)，顶板及侧墙通长钢筋宜采用Ⅱ级钢以上钢筋级别[7]。
2.2施工因素导致的楼板裂缝相应的控制措施研究
2.2.1施工荷载不合理楼板裂缝控制措施
（1）严格按照要求科学进行楼层施工计划安排，对主体结构来说，其施工速度一定不能过快。为确保住宅中的混凝土楼板能够得到必要的养护时间，具有一定的强度，每一个标准层的施工速度应该控制在9-10天为宜。在混凝土强度≤1.2Mpa之前，混凝土楼板不得踩踏，在楼板浇筑完毕后24小时前，测量、定位等对楼板影响较小的准备工作可以进行，为防止混凝土楼板产生“内伤”，大宗材料吊运、存放要坚决杜绝。
（2）建筑材料分批吊运、分散堆放。对于住宅工程中建筑材料的吊运，应该在下层楼板混凝土浇筑24小时后，根据工程实际要求，分批吊运，轻卸、轻放，尽量避免冲击荷载的产生。吊运的建筑材料，不得集中堆放，应尽量分散存放。同时，关于施工荷载应进行科学的计算，不得超过模板设计的荷载，防止楼板裂缝出现。
（3）对于建筑工程楼板的临时存放区，在模板施工时，就应考虑材料堆放荷载的影响，增加该区域支撑立杆的数量，从而降低楼板由于堆积荷载作用而造成的区域变形。同时，在堆放的建筑材料下方还应铺设旧模板，防止堆积荷载在某一区域过于集中，分散楼面材料荷载，扩散应力，进一步防止混凝土楼板裂缝的产生。
2.2.2钢筋保护层位置不当产生的混凝土楼板裂缝相应的控制措施
（1）对于双层双向钢筋，可以设置小马凳支撑上层钢筋，马凳筋的间距≤800mm，实际工程中，选用的钢筋直径越小，间距越小。对于板底钢筋，建议采用塑料垫块，按照间距1m一点并以梅花型结构布置塑料垫块，通过这种方法可以有效控制钢筋位置和保护层厚度[8]。
（2）对于各工序的交叉作业进行科学合理的安排，板面钢筋完成后，尽量减少相关作业人员数量，同时，为防止踩踏，可搭设临时施工便道。
（3）在混凝土浇筑时安排钢筋工进行实时跟班，对钢筋位置随时进行调整，特别是大跨度板中间板筋、梁边负筋、预埋管线周边钢筋、外转角双层双向钢筋应重点修整。
2.2.3后浇带施工引起的板面裂缝相应的控制措施
在施工过程中，在楼板上留置施工缝应尽可能避免，如设计要求施工过程必须留置施工缝的或者是留置后浇带的应做好以下几点：
（1）在已经硬化的混凝土表面上继续混凝土浇筑时，应将其表面水泥浮浆和松动的砂石剔除掉，同时剔除掉表面的疏松的混凝土至密实混凝土层，剔除后，使用工具将其表面凿毛，并用清水清洗干净。
（2）整理模板，对于变形翘曲的模板要及时更换。模板搭设过程中，一般整垮搭设，并设置水平拉结和顶模支撑，以保证整个模板具有足够的强度、刚度和稳定性。
（3）后浇带混凝土在浇筑之前，先沿着留置缝两边的企口面铺上一层水泥浆，水泥浆的强度等级应和混凝土强度等级相同。混凝土浇筑时，由内而外的下料、振捣，逐渐向前推进，对施工缝接缝处的振捣应特别注意，紧密结合。
（4）混凝土浇筑完成后，对混凝土后浇带的表面应刮平抹光。砌置围砖，24小时后开始浸水养护，养护不少于14天。
结语
现阶段混凝土无疑已经成为是世界上用量最大的建筑材料，但是，在实际建筑工程中关于混凝土的裂缝问题一直与混凝土这种应用最广泛的建筑材料如影随形。由于混凝土的裂缝对其安全性、适用性和耐久性等几个方面都有非常重要的影响，所以自混凝土诞生以来，学者和技术人员对混凝土裂缝的研究就没有停止过。但一直到今天为止，主流的研究方向基本集中在材料和施工工艺这两个方面，但是在实际工程中，混凝土楼板裂缝的产生原因往往是丰富多样的，如果仅仅关注某一单一因素，往往是比较片面的。因此，采用系统的研究方法对传统的研究方法进行改进，并且在实际工程的设计和施工过程中不断加强对混凝土这一传统材料的认识，多方因素共同考虑必将成为混凝土楼板裂缝一个有效的途径。
参考文献
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[2]阎磊.混凝土楼板裂缝过宽原因分析及防治措施[J].建材与装饰，2019(32):150-151.
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[4]谢思泉.建筑土木工程中混凝土楼板裂缝相关问题分析[J].四川水泥，2019(11):41+90.
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