浅谈建筑楼面裂缝的成因及施工阶段控制措施

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　　摘要：在高层、超高层建筑不断增长的同时，平面尺寸超长、超大的建筑物也迅速涌现，此类建筑大部分采用预应力框架结构，并且大多不设伸缩缝或者伸缩缝间距超过规范要求的规定，室内或土中的现浇钢筋混凝土框架结构的最大不设缝长度为55mm，通常将这类建筑的楼面或屋面称为大面积混凝土梁板结构。由此也带来了结构裂缝的问题，本文主要结合某大型商用大楼的结构楼面裂缝的工程案例，对裂缝的成因和控制措施等内容进行了阐述和探讨。
　　关键词：大型建筑；楼面裂缝；控制
　　
　　
　　1工程背景
　　我地区某沿街集超市与住宅与一体的七层建筑，总建筑面积达7.0万m2，其中超市等商业用1-3楼层，4-7层为住宅用楼层。建筑平面长度达140m，宽约85m，该超市用楼层主体结构为部分预应力混凝土框架，屋面为钢结构的形式。在工程的设计中在二层主大厅楼面(为100m×70m)在140m的长度内不设置伸缩缝，所以在该建筑的大面积楼面的施工和应用阶段对于抗裂处理及其重要。
　　本工程特点是结构复杂、体量大、技术要求高、施工难度大。柱、板、梁及钢结构类型多，如，柱有钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱:梁有预应力梁和非预应力梁，断面规格多达25种；板有钢筋混凝土楼板及无粘结预应力混凝土楼板；超长、超宽及分段施工对测量工作提出更高的精度要求；对拉螺栓设置与曲线波纹管对钢筋工、木模工施工增加一定难度；后浇带量大对模板隔断增加难度等等。
　　2楼面裂缝的成因综述
　　大面积预应力混凝土框架结构往往层数不是很多，甚至仅有一层，同时为了获得较大的使用空间，往往采用大柱网、框架梁连续多跨布置，使得梁柱的截面尺寸较大。混凝土浇筑时，大体积的梁柱内产生的水化热难以迅速释放，温度较高，而混凝土板的厚度较小散热面积大，热量容易散发，由此产生的温度差引起约束应力使板内呈拉应力，梁内呈压应力。同时由于梁、板的体表比不同使得二者的收缩也不同步，板的收缩较大，也使得梁受压、板受拉。因此在大面积混凝土框架结构的一个梁板区格内由于变形的不同步就可能导致板中裂缝的产生。
　　大面积混凝土框架结构受环境温度的影响较大，在一定温度变化幅度时累计的温度变形较大，特别是边柱会产生可观的变形，使边柱尤其是底层柱底开裂严重。而累积的温度应力使中间部分的梁、板中产生很大的轴向拉应力，使梁、板严重开裂影响整个结构的使用性和安全性。
　　大面积混凝土梁板结构超长、超大的特点相应也增加了结构施工的难度。例如大面积混凝土梁板的连续浇筑、后浇带的设置方式、间距及封闭时间的选择、预应力筋在大面积混凝土结构中的合理布置等等。这些施工技术若处理不好，同样会在施工过程中引起楼板的开裂。
　　因此大面积混凝土现浇楼盖结构出现裂缝的原因是多方面的，一条裂缝的出现往往是多种原因综合作用的结果。当混凝土在约束下，由变形产生的拉应力超过实时的抗拉强度时就会开裂，因此混凝土的开裂要考虑三个条件:变形的大小、约束的程度和实时抗拉强度。
　　3楼面裂缝的施工控制措施探讨
　　3.1模板方面
　　模板支架搭设关系到梁板的定位和定型，作为混凝土浇筑和养护期间承受混凝土结构自重和施工荷载的主要承载构件，其自身的强度、受荷变形以及稳定性是极其重要的.大面积楼面施工范围广，层高，浇筑混凝土量大，特别是大体积混凝土梁，在单位支承面积上施工荷载很大。若支撑系统不稳定或支承面沉降，混凝土梁会产生严重的结构裂缝。要保证模板支撑的稳定性，首先要保证模板支撑系统的支承面不能沉降。在模板支撑系统计算时，要认真考虑支承面的承载力，防止支承面沉降。
　　3.2材料方面
　　混凝土材料性能是混凝土抗裂的关键。预应力大面积楼面裂缝控制对于混凝土材料主要是水泥的种类和用量、骨料、配合比、、水灰比、掺合料、外加剂、混凝土力学性能等。
　　从混凝土材料本身入手，在混凝土中添加膨胀剂使混凝土在钢筋或邻位限制下膨胀产生预压应力，用来补偿混凝土在硬化过程中产生的温度和收缩拉应力，从而防止收缩裂缝或把裂缝控制在无害裂缝范围内。
　　混凝土材料方面的主要控制策略笔者建议如下：混凝土强度C40以上，采用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥；掺入活性混合材料I级粉煤灰，添加早强、缓凝、减水、低水化热、微膨胀的外加剂。外加剂的掺入量应保证混凝土14天水养条件下，混凝土限制膨胀率不低于1.5×10-4，且20天内无收缩；骨料宜采用河砂和中砂，在保证强度和和易性的基础上，增大石子用量，减少水和水泥的用量，降低水灰比，优化配合比；混凝土各材料都要严格控制含泥量、抓化物含量以及其它有害物质的含量，防止碱一骨料反应、钢筋锈蚀等产生裂缝。
　　3.3施工方面
　　（1）混凝土浇筑
　　预应力大面积楼面的混凝土浇筑方案，主要为设置后浇带，将楼面的板、大小梁沿后浇带全部分开，楼面分区浇筑、大梁分段分层浇筑。设置后浇带是减小混凝土养护阶段的约束，大梁分段分层浇筑是降低梁内最高温升，两者都是为减小楼面的温度应力，防止温度裂缝.另外，设置后浇带也可方便预应力分段张拉。
　　预应力大面积楼面混凝土浇筑方案要与预应力张拉方案紧密联系。楼面分区要与预应力筋布置以及预应力分段张拉相一致.楼面分区浇筑的顺序，要做到预应力先张拉的先浇筑，后张拉的后浇筑。对于预应力分段张拉，则应先浇筑中部两端张拉段的混凝土，后浇注两侧一端张拉段的混凝土。混凝土分区浇筑顺序还要注意对称性，防止在先浇筑先张拉的情况下，建筑结构由于张拉过程的不对称产生次应力。
　　后浇带应将楼面梁板全部断开，宽度为1200-1500mm，除了要满足施工规范的要求，还要留下足够空间方便后浇带支模和预应力施工。
　　（2）混凝土养护
　　混凝土养护的目的，是创造各种条件，使水泥充分水化，加速混凝土硬化和防止混凝土在内外因素影响下出现收缩裂缝。在预应力大面积楼面中，混凝土养护要防止水分散失、延缓温度变化、降低最高温升，避免温度裂缝、沉缩裂缝和收缩裂缝的产生，促进混凝土早强。养护应根据混凝土材料的性能、施工现场条件、气候等因素来采取具体措施。