淺議某工程梁板混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

李寶恒   方海軍

許昌大成建設(shè)集團(tuán)有限公司    許昌市光宇工程建設(shè)監(jiān)理有限公司

     許昌市某工程為全現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)．地上五層、地下一層，設(shè)計(jì)抗震設(shè)防裂度為7度，框架抗震等級(jí)為二級(jí)，采用柱下筏形基礎(chǔ)。在平面內(nèi)橫向跨距為6m，縱向跨距8m，層高3．5m．±0．O0以上l8．6m，設(shè)計(jì)強(qiáng)度C40，該工程施工時(shí)間為2002年3月至2003年6月，于2003年9月發(fā)現(xiàn)部分梁底和樓板出現(xiàn)裂縫。

1  混凝土裂縫的分布與特征

    通過普查，發(fā)現(xiàn)梁板裂縫主要集中于梁上部及板角附近，并且裂縫具有以下特點(diǎn)：

    (1)頂板裂縫大多數(shù)與跨度方向呈45°左右的斜角，個(gè)別裂縫穿過兩塊以上的板； 

    (2)頂板呈斜角的裂縫多數(shù)相互平行，且集中于附近板的一角。

    (3)梁上裂縫大多與梁長(zhǎng)度方向相垂直，個(gè)別呈八字形。

2、裂縫原因分析

    根據(jù)這幾年在在工程施工監(jiān)理工作中的實(shí)踐，一般情況下，混凝土結(jié)構(gòu)由于荷載因素、基礎(chǔ)沉降、混凝土的收縮及施工質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)條件等會(huì)引起混凝土的開裂。混凝土樓板及框架梁均為受彎構(gòu)件，正常情況下由荷載產(chǎn)生的裂縫通常不會(huì)沿板厚貫通，也可排除荷載因素及基礎(chǔ)不均勻沉降等因素。

    (1)裂縫原因分析

    ①混凝土的收縮。混凝土在硬化過程中，由于水分蒸發(fā)，體積逐漸縮小，產(chǎn)生收縮，而梁板的四周由于受到支座的約束，不能自由伸展。當(dāng)混凝土的收縮所引起板的約束應(yīng)力超過一定程度時(shí)，必然引起同澆板的開裂，開裂的部位往往產(chǎn)生在應(yīng)力相對(duì)集中的地方，所以板的裂縫絕大多數(shù)產(chǎn)生在板角處，其走向與板的對(duì)角線相垂直。

    ②溫度裂縫。因水泥具有快硬、高強(qiáng)、水化熱大的特點(diǎn)，再加上工程的主體施工發(fā)生在夏季，混凝土澆筑后又未能夠及時(shí)澆水養(yǎng)護(hù)，混凝土在較高溫度下失水收縮。水泥硬化過程中，水化熱釋放量較大，如果未及時(shí)得到水分的補(bǔ)充，現(xiàn)澆板受到支座的約束，勢(shì)必產(chǎn)生溫度應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫，這些裂縫也首先產(chǎn)生在較薄弱的部位，即板角處。另外，室內(nèi)外溫差變化較大時(shí)，也要引起一定的裂縫。在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)靠近西側(cè)外墻部位及頂層的裂縫居多。

    ③采用高強(qiáng)泵送混凝土。許多裂縫往往是混凝土收縮及溫度變化綜合引發(fā)的，該工程梁板混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，混凝土強(qiáng)度較高，且采用泵送，導(dǎo)致水泥用量增加，用水量增加，細(xì)骨料及粗骨料粒徑偏小，砂率偏大等都使水化熱及收縮增加，更加容易出現(xiàn)混凝土凝土的收縮和溫度裂縫。

    ④支座處負(fù)筋下沉產(chǎn)生裂縫。在施工過程中由于施工工藝不當(dāng)，致使支座處負(fù)筋下陷，鋼筋保護(hù)層過大，固定支座變成塑性鉸支痤，使板上部沿梁支座處產(chǎn)生裂縫。

    ⑤結(jié)構(gòu)面長(zhǎng)期暴露和閑置。該工程為開發(fā)項(xiàng)目，出現(xiàn)裂縫的區(qū)域均為待售區(qū)，結(jié)構(gòu)面一直暴露，且外立而門窗已經(jīng)封閉，室內(nèi)外溫度和濕度差別很大。

3、建議

　　為了有效地控制和減少混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生，建議做好以下幾個(gè)方面的工作。 

　　(1)設(shè)計(jì)方面

    在常見的昆凝土裂縫中，有相當(dāng)部分都是由于混凝土收縮而造成的。設(shè)計(jì)上避免過度追求高強(qiáng)而增大水泥用量，并可在混凝土中摻用膨脹劑來補(bǔ)償混凝土的收縮。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)重視對(duì)于構(gòu)造鋼筋的配置，在板角增加輻射筋，使產(chǎn)生裂縫的應(yīng)力作用方向與輻射筋相一致，能有效地抑制裂縫。

    (2)材料方面

    選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級(jí)及水泥品種，盡量避免采用早強(qiáng)高強(qiáng)度等級(jí)的水泥；選用級(jí)配優(yōu)良的砂、石原材料，含泥量應(yīng)符合規(guī)范要求；積極采用摻合料和混凝土外加劑，可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能的作用；合理選擇混凝土的設(shè)計(jì)坍落度，針對(duì)砂、石原材料質(zhì)量情況及時(shí)調(diào)整施工配合比。

    (3)施工方面

    ①混凝土澆筑時(shí)，振搗棒要快插慢拔，根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時(shí)間，避免過振或漏振；應(yīng)提倡采用二次振搗，二次抹面技術(shù)。

    ②混凝土養(yǎng)護(hù)是整個(gè)施工過程中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，有效的養(yǎng)護(hù)既可減少溫度產(chǎn)生的裂縫，也可降低由于混凝土的收縮而產(chǎn)生的約束應(yīng)力，有效控制裂縫。

    ③嚴(yán)格控制板面負(fù)筋的保護(hù)層厚度，現(xiàn)澆板負(fù)筋一般放置在支痤梁鋼筋上面，與梁筋應(yīng)綁扎在一起。另外，采用馬凳或混凝土墊塊等措施來固定負(fù)筋的位置，保證在施工過程中板面鋼筋不下沉。

　　(4)使用方面

    混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)避免長(zhǎng)期閑置和暴露。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)