浅谈高层建筑泵送混凝土楼板裂缝的原因与控制Word文档格式.docx

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本文结合越南某高层公寓楼工程施工实践，就高层建筑泵送混凝土的应用，楼板裂缝的产生及控制进行了初步探讨。

二、工程的特殊性

1、本项目为越南某高层公寓楼工程，它包括2幢26层住宅，裙房为2层，公寓楼檐高98.7m，标准层层高为3.4m，楼板混凝土强度等级达到C40，是越南河内最高档的高层住宅楼之一。

2、越南河内地区，气候干燥炎热。

5-10月为热季，气温高达40℃。

在炎热干燥气候条件下进行混凝土施工必须采取特殊的技术措施。

三、混凝土楼板裂缝产生的原因分析

混凝土楼板产生裂缝的原因很多。

除极个别工程因地基不均匀沉降外，高层建筑混凝土楼板受到刚度较大梁与剪力墙的约束；

混凝土中心与表面温度差较大、混凝土收缩所产生的拉应力大于该龄期混凝土抗拉强度，都可能使混凝土楼板产生裂缝。

在越南河内地区由于气候炎热干燥，养护不及时而出现塑性收缩裂缝和干燥收缩裂缝的现象也比较普遍。

对于现浇钢筋混凝土楼面出现裂缝的原因可以从三个方面进行分析：

1、从混凝土原材料和外加剂及水灰比、坍落度等方面分析

（1）水泥性能对混凝土收缩的影响

水泥对混凝土的收缩影响很大，水泥用量越多，混凝土收缩越大。

更重要的是水泥安定性不良，将使水泥凝结硬化后产生体积膨胀，从而引起不均匀的体积变化，导致混凝土开裂。

（2）粗细骨料的影响

骨料在混凝土中收缩值较小，但骨料质量对混凝土收缩影响较大。

当采用较小粒径的骨料或当骨料级配较差时，粗骨料的空隙较多，从而使混凝土收缩相应增大。

另外，砂子的细度小和混凝土的砂率过大，使混凝土收缩增大，从而增大了裂缝产生的几率。

（3）外加剂对混凝土收缩的影响

混凝土高效减水剂是泵送混凝土不可缺少的组成材料，高效减水剂的性能直接影响到混凝土的收缩性能。

混凝土在坍落度相同的条件下，加高效减水剂的混凝土比不加高效减水剂的混凝土收缩率大35%，正是由于泵送混凝土掺加了高效减水剂，因此泵送混凝土更易产生裂缝。

（4）水灰比、坍落度的影响

混凝土水灰比是影响其强度的主要因素之一。

高层建筑泵送混凝土，要求混凝土坍落度比较大，其收缩值加大，容易产生裂缝；

同时坍落度大，流动性好，易产生局部粗骨料少，砂浆多的现象，此时混凝土脱水干缩时，也容易产生裂缝。

2、从设计角度分析

（1）从出现裂缝方面考虑

钢筋混凝土楼板是允许开裂的。

关于裂缝，肉眼看得见的裂缝称为宏观裂缝。

施工中必须将其控制在规定范围内，以不致发展为有害裂缝。

水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，引起结构变形，当变形受到约束时便产生应力，此应力超过混凝土该龄期抗拉强度时就产生裂缝。

由此形成的温度、收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因之一。

在气温高、相对湿度低等因素的影响下，水从浆体向表面移动、从表面脱水，就会使混凝土表面产生塑性收缩裂缝。

塑性收缩裂缝发生在混凝土硬化之前，大约在浇筑后几小时到十几小时出现，此时混凝土仍处于塑性状态。

对于平面尺寸较大、厚度较薄的楼板很容易产生不规则的塑性裂缝。

混凝土中的80%水分要蒸发，约20%的水分是水泥硬化所必需的，而最初失去的30%自由水分几乎不引起收缩，随着混凝土的继续干燥而使多余的吸附水逸出，就会出现干燥收缩。

干燥收缩裂缝是由表及里、由外向内逐渐发展的，由于水分蒸发、干燥非常缓慢，所以产生干燥收缩裂缝大都在1个月甚至1年以上。

（2）从建筑设计方面

在现浇钢筋混凝土楼板突变部位，即卧室、起居室或其他房间平面尺寸不规则时，由于应力集中，会沿着宽度尺寸变化较大的薄弱部位，发生自凹角开始的在楼板上呈现平行于纵墙方向的裂缝。

另外，当房屋平面尺寸超长时，由于材料的收缩和温度差异影响，会造成墙体连同楼板的横向裂缝出现。

（3）从结构设计和结构配筋方面

设计图纸中，柱子和剪力墙强度等级为C50，楼板强度等级为C40，在柱子和剪力墙与楼板相交节点处强度相差较大，由于混凝土配合比不同，水泥用量也不同，导致收缩不同，因而出现裂缝。

施工图纸为澳大利亚设计公司设计。

设计过程中未充分考虑当地炎热干燥气候对混凝土的影响。

对于已经浇筑完的结构，在纵横两个方向外墙面的膨胀变形对楼板产生的拉力作用下，使纵横外墙夹角处的楼板呈现向外墙方向的变形，当应力大于混凝土极限抗拉强度时，在转角处出现接近45°

条形裂缝。

3、从施工角度分析

（1）模板工程的原因

模板支撑体系设置不合理，造成支撑刚度不够，模板支撑变形加大，使钢筋混凝土楼板中间下沉，楼板产生超值变形，引起裂缝；

另外由于工期紧，早拆模板以及混凝土强度达不到设计强度要求而导致楼板挠度过大，也会引起裂缝。

（2）钢筋工程的原因

施工中由于绑扎位置不正确，马凳设置不合理，浇筑混凝土时操作人员踩踏钢筋等原因，会使楼板上部钢筋落到下部，导致上部保护层变大，板的计算高度减小，受力后出现裂缝。

（3）混凝土工程的原因

浇筑混凝土楼板时未采取有效控制措施，造成现浇板的厚度达不到设计厚度而出现裂缝；

浇筑现浇板混凝土后，未进行二次抹压，未及时浇水养护，造成现浇板表面失水干缩而出现裂缝；

养护期不够，后续工序过早施工，如吊运大模板、钢筋等对楼板产生冲击振动荷载，材料集中堆放，使现浇板出现不规则裂缝。

四、混凝土楼板裂缝控制的技术措施

增加混凝土极限拉伸强度和减少混凝土的收缩是控制裂缝最为有效的措施，同时还应降低混凝土内外温差，减小温度应力，控制混凝土表层与内部变形。

在越南某高层公寓楼施工中，要从以下三个方面对混凝土楼板裂缝加以控制。

1、从混凝土原材料方面控制

（1）水泥的选用

越南当地只有普通硅酸盐和硅酸盐两种水泥，并且没有优质矿物掺和料。

根据相关资料显示，每m3混凝土中水泥用量增减10kg，混凝土水化热将使混凝土的温度相应升高或降低1℃。

在保证混凝土强度和可泵性的同时，必须尽量减少水泥用量，降低混凝土内外温差。

为了达到降低混凝土水泥用量、满足混凝土可泵性要求，我们与越南建设部科学研究院试验室（IBST）配合，选取了多个厂家的水泥、砂、石子、减水剂进行试拌和，共得到了6组满足强度要求的配合比数据。

从中选择水泥用量最少，塌落度为16±

2cm的一组配合比用于工程实用。

（2）骨料的选择

在试拌和时将选取的碎石粒径控制在15~30mm范围，适当增加了粗骨料比例，将混凝土的砂率控制在40%，严格控制骨料的含泥量。

通过试拌和发现，适当增加粗骨料用量可在满足混凝土泵送性的前提下明显减少用水量和水泥用量，从而有效降低水化热和减少混凝土的自身收缩。

（3）水灰比的控制

高层建筑混凝土对可泵性要求很高。

通过试验选择了BASF公司生产的SP8S高效减水剂，这种减水剂减水率达到20％。

掺加减水剂后混凝土水灰比控制在0.45，混凝土单方用水量183kg/m3。

通过高效减水剂的使用，减小混凝土水灰比的同时降低了水泥用量，避免了因混凝土表面浮浆过厚而导致的水分过多、表面蒸发过快的现象，很好的控制了混凝土干缩裂缝的产生。

2、从结构设计（配筋）方面控制

越南某高层公寓楼施工图纸由澳大利亚设计公司设计。

根据国际承包惯例，在施工过程中，施工总承包单位要对图纸进行结构深化设计，完善施工图纸。

在深化设计过程中发现，结构图纸配筋是按照满足结构受力要求而设置的，未充分考虑当地炎热的气候条件下纵横两个方向外墙面的膨胀变形对楼板产生的拉力作用，可能使纵横外墙夹角处的楼板出现接近45°

深化设计时对楼板截面突变及阳角处的配筋进行适当调整，增设了7Φ10放射筋，其长度大于板跨度的1/3，以改善应力集中现象，有效地防止裂缝的出现。

在征得原设计同意的前提下对建筑物阳角及跨度比较大的楼板，设置双层双向通长钢筋，使每个浇筑层上下都有温度筋。

遵循“细”而“密”的原则将分布筋做适当调整，将原设计φ10筋间距200mm，调整为φ8筋间距130mm。

这样可以增强混凝土抵抗温度应力和干缩变形的能力。

3、施工过程中的控制

（1）混凝土坍落度和温度的控制

根据现场试验，搅拌后的混凝土一小时的塌落度损失约为2cm，因此在施工过程中我们尽量避免因混凝土停留时间过长而造成坍落度损失，在搅拌站泄料口处按每10立方米混凝土检查一次坍落度。

在浇筑时采用指示灯对楼板浇筑操作面和地面进行联络，保持通讯通畅。

混凝土入模温度对混凝土坍落度、水泥水化温度的影响很大。

为了降低混凝土的入模温度，我们对储水池、砂石堆场等处搭设了防晒棚并对散装水泥罐采用棉被进行遮阳防晒保温处理，通过上述措施确保混凝土入模温度低于28℃，使混凝土最终水化后温度低于50℃。

（2）高层住宅楼从泵送方面控制

为了适当加大粗骨料粒径，我们选用了1-2cm和1.5-3cm两种规格的石子。

我们采用150mm泵管满足石子最大粒径与输送管径之比≤1：

5.0的要求。

泵送混凝土在管道内经过水平和垂直输送时，很容易产生阻塞和离析，为了保证泵送性能，要掺加泵送剂，在高温情况下泵送剂掺量过多也可能造成堵泵现象。

我们采用棉被对泵管进行保温并尽量避开高温时间施工，通过对混凝土入模温度的控制有效地减少楼板裂缝的产生。

（3）对抗裂要求较高的楼板的控制。

对桑拿室、卫生间等楼板，在混凝土内掺加聚丙烯纤维，以增强混凝土早期抗裂性能，减少混凝土塑性裂缝。

在施工中每m3混凝土中掺加0.9kg聚丙烯纤维。

掺加聚丙烯纤维后，提高了混凝土抗裂及自防水性能。

（4）混凝土浇筑、养护等施工的控制

在浇筑混凝土前检查楼板钢筋时，发现楼板钢筋存在上下层钢筋绑扎后保护层过大，上下钢筋有效间距减少，各工种交叉作业，工人行走，踩踏钢筋等现象。

在楼板钢筋内设置通长钢筋支架，采用废弃竹胶板在钢筋网片上铺设行走通道，重点检查板周边支座、悬挑结构的负弯矩钢筋和板的放射筋。

同时，为了有效防止沿预埋PVC管的方向的楼板裂缝，预埋电线管的位置设置在楼板上下两层钢筋之间，采用钢筋马凳支架固定，PVC管交叉处采用接线盒方式连接。

由于越南河内气温很高，混凝土入模温度只能控制在28℃以内，混凝土水化反应后内部温度更高。

楼板混凝土终凝前用木抹子对混凝土表面两次抹压，终凝后迅速在现浇楼板上铺设一层麻袋片，用水湿透后用塑料布覆盖养护，养护时间不少于l4d。

覆盖了麻袋片和塑料布的混凝土楼板表面始终保持湿润，使混凝土在缓慢的散热及水化过程中获得必要的强度来抵抗温度应力，减少了裂缝的出现。

楼板混凝土浇筑后，后续工序不能太早施工。

为避免对楼板产生冲击振动力，不可过早集中堆放大模板等施工荷载。

通过对现场留置的同条件试块试压报告数据分析，浇筑3天后楼板混凝土强度达到20N/M2以上，具备堆放材料的条件。

五、结论

现浇钢筋混凝土楼板微裂缝是一种容易出现的非结构性裂缝，反映极为敏感。

在越南某高层公寓楼施工中，由于泵送混凝土流动性大，浇筑环境温度高，使混凝土收缩变形较大，更易产生楼板裂缝。

通过对楼板裂缝的原因分析，在施工中对混凝土原材料、结构深化设计图纸和施工管理等方面采取了相应的措施，很好的控制了混凝土楼板裂缝的产生，为今后在炎热地区高层建筑泵送混凝土楼板裂缝的控制积累了经验。