三、工程實(shí)例分析

　?。ㄒ唬┕こ谈攀瞿逞睾５貐^(qū)六層磚混結(jié)構(gòu)住宅樓群，建筑面積均為3000平米左右，屋頂為坡屋頂，各建筑砌筑砂漿1～2層均采用M7.5混合砂漿砌筑，3層以上均采用M5混合砂漿砌筑，砌筑磚均為MU1O粘土紅磚。各建筑樓板、樓梯、圈梁及構(gòu)造柱等現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級均為C20?；A(chǔ)混凝土條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)頂部設(shè)有鋼筋混凝土基礎(chǔ)圈梁。
　　上述住宅竣工后居民入住一段時間，逐漸發(fā)現(xiàn)部分樓板、局部過梁、梯梁開裂，其中現(xiàn)澆樓板裂縫寬度大多在0.1mm～0.3 mm，長度不等，主要表現(xiàn)于樓板角45°斜裂縫，樓板中部平行裂縫（平行于長短邊）和穿線管處裂縫。 經(jīng)權(quán)威部門檢測，本工程實(shí)例所產(chǎn)生的裂縫屬于非受力裂縫，即非荷載作用引起的裂縫，裂縫雖然不影響結(jié)構(gòu)安全，但影響結(jié)構(gòu)的耐久性和正常使用，必須進(jìn)行封閉處理。
　　對于該工程發(fā)生的現(xiàn)澆樓板裂縫，根據(jù)檢測調(diào)查結(jié)果，首先采用排除法分析各種原因。
　　1.排除地震力作用，因?yàn)閺墓こ探ㄔ斓绞褂谜麄€過程未發(fā)生過地震。
　　2.排除荷載作用，因?yàn)樵S多發(fā)生裂縫的空置房間在竣工驗(yàn)收時未產(chǎn)生裂縫，在大半年后才陸續(xù)出現(xiàn)上述裂縫，房間空置期間未有堆積荷載，只有結(jié)構(gòu)自重。
　　3.排除設(shè)計(jì)承載力不足，因?yàn)榻?jīng)復(fù)核設(shè)計(jì)圖符合國家現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范要求。
　　4.排除地基不均勻沉降影響，因?yàn)橥ㄟ^現(xiàn)場觀察，建筑物與排水明溝處未出現(xiàn)由沉降產(chǎn)生的開裂現(xiàn)象，墻體未出現(xiàn)斜裂縫，通過沉降觀測，到目前建筑物未發(fā)現(xiàn)不均勻沉降。
　　5.排除材料不合格因素，因?yàn)樗捎玫牟牧暇泻细褡C，且材料經(jīng)過測試合格。
　　經(jīng)過深入調(diào)查及分析，設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、建設(shè)、材料等各方專家認(rèn)為混凝土收縮及溫度應(yīng)力的輔助作用是引起現(xiàn)澆樓板出現(xiàn)上述典型裂縫的主要原因。
　　出現(xiàn)的主要裂縫成因分析
　　1、穿線管位置裂縫原因。當(dāng)前，在混凝土板中預(yù)埋電線導(dǎo)管大多采用PVC管。由干PVC管直徑較大，管徑多在20～30mm，彈性較太，表面光滑，與混凝土結(jié)合較差，使得板內(nèi)存在薄弱環(huán)節(jié)。當(dāng)混凝土樓板較薄時，很容易因混凝土收縮而產(chǎn)生裂縫。本工程混凝土板厚100mm，穿線管直徑約占板厚的1／3，加之混凝土收縮變形較大，若在該部位布管和澆搗混凝土不善，極易形成沿線管布設(shè)走向的裂縫。
　　2、板角斜裂縫原因。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在不同的時間季節(jié)和環(huán)境中，其周邊大氣溫度發(fā)生變化，在混凝土結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生熱脹冷縮的“溫度變形”。對于現(xiàn)澆混凝土樓板，由于日夜溫差及季節(jié)溫差的影響，將會產(chǎn)生截面均勻溫差應(yīng)力。
　　本工程中，樓板與圈梁整體澆注，墻體及圈梁對現(xiàn)澆樓板支承邊具有較強(qiáng)的約束作用，由子混凝上的收縮應(yīng)力，加上反復(fù)溫差應(yīng)力的輔助作用，在樓板中產(chǎn)生雙向拉應(yīng)力，混凝上的抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度低的多，當(dāng)某一處最大主拉應(yīng)力達(dá)到混凝土的抗裂強(qiáng)度時，混凝土沿與最太主拉應(yīng)力垂直的方向受拉劈裂，在實(shí)際中混凝土的抗裂強(qiáng)度的取值離散性較大，隨著雙向應(yīng)力比的不同，樓板裂縫出現(xiàn)的形式也不同，即有房間角部出現(xiàn)45度斜裂縫。
　　3、樓板平行于長邊和短邊的裂縫原因。該工程施工段長45m，樓板混凝上連續(xù)澆筑，形成整體連續(xù)板。按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下混凝土收縮變形εy0=3.24×10-4計(jì)，該板東西向絕對變形達(dá)15mm。而本工程樓板與圈梁整體澆筑，樓板變形受到圈梁約束而在板內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力。下面采用公式進(jìn)行估算該工程混凝土的干縮值以及在板內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力。
　　εy (t) =εy0·M1·M2…M10（l－e-0.01t）
　　式中εy (t)--任意時間的收縮（mm／mm）；
　　t--由澆灌時至計(jì)算時，以天為單位的時問值，本工程取t=120天：
　　εy 0=εy（∞）--最終收縮值（mm／mm）；
　　M1·M2…M10--考慮各種非標(biāo)準(zhǔn)條件的修正系數(shù)；
　　M1———水泥品種，普通水泥取1.0
　　M2———425＃水泥細(xì)度4000，取1.13
M3———骨料，取1.0；
　　M4———水灰比0.64，取 1.5：
　　M5———水泥漿量為0.35，取1.75；
　　M6———自然養(yǎng)護(hù)三天，取1.09；
　　M7———因秋季施工，氣候比較干燥，環(huán)境相對濕度30％，取1.18；
　　M8———水力半徑倒數(shù)，圈梁 r=0.165cm-l，取0.916；板 r=0.23 cm-l，取1.01；
　　M9———機(jī)械振搗，取1.0；
　　M10———配筋率（包括不同模量比），圈梁為0.06，取0.84；板為0.02，取 0.944
　　計(jì)算得
　　εy(120t)板=9.86×10-4, εy(120t)圈梁=7.95×10-4
　　εy’=εy(120t)板-εy(120t)圈梁=1.91×10-4
　　因其垂直裂縫的主應(yīng)力最大值在板的中部，公式為：
　　бmax=-Eεy’(1-1/ch(βL/2))H(t), β=√(2Cx/ H’E)
　　這里，H(t)--考慮徐變引起的內(nèi)力松馳系數(shù)，平均取0.5；
　　Cx———水平阻力系數(shù)，混凝土板與混凝土圈梁,Cx=1.0N／mm3；
　　L———板長，以2＃樓一層樓板（7）－（8）軸間裂縫為例，取L=32400mm;
　　E———混凝土彈性模量，按樓扳測試強(qiáng)度C20計(jì)算，取E=2．55×104Mpa；
　　H’———混凝上換算寬度，考慮兩側(cè)對稱約束，
　　當(dāng)H’≤2×0.2L，H’=H
　　當(dāng)H’＞2×0.2L，H’=0.4 L
　　本工程H＝6000 mm﹤0.4 L=12960，取H’=6000mm，代入以上數(shù)值計(jì)算得樓板中部最大拉應(yīng)力為: бmax =2.16Mpa，大于C20混凝土的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk＝l.54MPa。可見，本工程在實(shí)際施工條件下樓板中部（南北向裂縫、東西向裂縫）產(chǎn)生裂縫確實(shí)是由于混凝土收縮變形過大引起的（上述計(jì)算還未考慮降溫差的影響，若考慮降溫差－10℃，бmax =3.48Mpa）。
　　
　　四、建議

　　通過以上的原因分析，認(rèn)為本工程現(xiàn)澆樓板中的裂縫主要是由于混凝土的收縮而引起的，因此對混凝土的收縮特性應(yīng)特別重視。為更有效的減小混凝土收縮，防止裂縫發(fā)生，建議從材料、施工、設(shè)計(jì)三個方面著手控制，采取適當(dāng)措施。
　　
　　五、結(jié)語

　　綜上所述，混凝土裂縫問題一直嚴(yán)重困擾著混凝土的施工質(zhì)量，在混凝土生產(chǎn)以及施工過程中有針對性地采取預(yù)防措施，盡可能采取有效的技術(shù)措施控制裂縫，使結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫，或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度，特別是避免有害裂縫的出現(xiàn)，以確保工程質(zhì)量，使建筑物具備良好的耐久性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。