生态谷6+1住宅楼楼板裂缝
原因分析及处理
技
术
研
究
报
告
编制：
审核：
审批：
编制日期：
生态谷6+1住宅楼楼板裂缝
原因分析及处理技术研究报告
生态谷6+1住宅楼工程共计有住宅楼42栋，总建筑面积约16万平方米。建筑结构形式为砖混结构，现浇混凝土楼板，楼板厚110mm。楼板浇筑完成后经工地检查发现部分楼板存在裂缝，且部分裂缝贯通楼板上下表面，形成渗水现象。现对楼板裂缝成因组织人员进行分析，并制定相应处理措施。
1、楼板裂缝的形式
1.1楼板四角与墙交界处，其走向与板的对角线垂直；
1.2楼板跨中部平行于梁的直裂缝；
1.3楼板板底中部，呈放射状向四周散开；
1.4楼板板面规则短裂缝；
1.5管线位置附近，沿管线方向延伸；
这些裂缝一般都出现在楼板浇筑完不久，工程未投入使用前，属于非荷载引起的裂缝，一般不会影响结构的承载能力，主要影响到美观和耐久性，如果形成通缝就会引起楼板漏水，造成使用上的不便，必须加以处理，同时，更重要的是要认识裂缝产生的原因。从设计、材料选择、施工等方面入手，尽可能防止裂缝的出现。
2、楼板裂缝成因分析
混凝土收缩裂缝产生的机理是：混凝土在结硬过程中，体积会发生变化，水泥石会产生水化热，由于构件内部和表面升温和降温速度不同，混凝土的收缩变形就不同，混凝土的收缩变形受到外界的约束时，就会产生较大的收缩应力，当收缩应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝。经研究分析，本工程现浇混凝土楼板收缩开裂主要是由材料和施工方面的原因引起的，大概有以下几点：
2． 1材料方面
混凝土配合比、水灰比
商品混凝土本身质量问题：粉煤灰掺量过大等，为便于泵送添加泵送剂过量。在商品混凝土运输过程中运输时间过长等原因致使混凝土产生离析。
2． 2施工原因
2.2.1混凝土强度的影响
混凝土强度未达到设计要求，同时混凝土的抗拉强度低，从而引起楼板开裂。在加固施工过程中发现，某房间楼板在打磨掉表层水泥浮浆后，所暴露的结构面只显露砂、石，而没有粘结剂水泥，经回弹的混凝土实测强度仅为20Mpa，远远达不到设计要求的25Mpa。
2.2.2配筋和钢筋保护层厚度达不到设计要求
施工中，由于钢筋配置不符合要求、钢筋间距偏大不符合设计要求，均会导致楼板开裂。严重时，由于施工擅自减小配筋量，则会引起构件的安全问题，同时，由于施工浇注混凝土时未铺设架板，施工人员在钢筋上踩踏，致使上层钢筋保护层厚度偏大，引起板面开裂。某房间在使用钢筋探测仪探测后发现，楼板上表面保护层厚度达到50mm（本房间为板底、板顶双层布筋），而设计保护层厚度仅为20mm；钢筋间距350mm，而设计间距为上表面200mm，下表面150mm。
2.2.3施工中人为的偷工减料
在施工过程中，出现工程问题，施工人员为了图方便，偷工减料。例如，某房间在浇注过程中出现了露筋情况，工程人员没有采取相应的措施，而是仅仅是用水泥砂浆抹面。施工人员为方便施工私自向商品混凝土中添加水，改变混凝土水灰比。施工人员的不规范施工是楼板开裂的重要原因。
3、加固方案
3．1加固类型的分类
为了便于加固，进行规范化施工，需要对开裂楼板的裂缝进行分类。根据裂缝的位置不同，可以将裂缝分为结构性裂缝和非结构性裂缝。其中，结构性裂缝的重要特征为垂直于受力方向，贯穿或者虽未形成贯穿但是长度超过1m，此种裂缝缝宽一般在0.3mm以上;结构性裂缝之外的统称为非结构性裂缝。在非结构性裂缝中，又根据裂缝数量的多少，可以将开裂区分为四个等级；没有裂缝或者裂缝只有1条且极短（长度小于100mm），为I类区；1条裂缝（长度大于100mm）以上，3条裂缝以下，为Ⅱ类区；3条裂缝以上，6条裂缝以下，为Ⅲ类区；多
于6条裂缝的情况，统称为Ⅳ类区。此外，还有一种有一条主裂缝，然后数条微裂缝与主裂缝成一定角度放射状开裂的情况。此种情况介于结构性裂缝和非结构性裂缝之间，其危害程度与主裂缝和微裂缝的长度和宽带密切相关，可以根据危害程度将其归于结构性裂缝或者Ⅲ、Ⅳ类区，这要根据工程人员的实际经验来判别。为了便于裂缝的观察，将楼板进行了灌水实验，以此使裂缝显现鲜明。
3.2 加固方案的选取
本小区工程加固要求如下：
3.2.1由于部分栋号楼即将开盘销售，施工工期只有20余天；
3.2.2 加固过程不能过多减小楼层高度，同时不能过多增加楼层荷载；
3.2.3 加工质量必须要满足安全要求以及耐久性要求。
为了满足上述要求，本工程采用碳纤维布加固混凝土技术，这是一种新型混凝土结构加固修补技术，它利用浸渍树脂将碳纤维布粘贴于混凝土表面，共同工作，达到对混凝土结构构件的加固补强。
碳纤维加固技术最明显的优点主要有以下几点：
（1） 高强高效，适用面广，质量易保证，对于目前普遍采用的碳纤维材料，其抗拉强度为3550mpa，比二级钢高出十倍多。
（2） 施工方便，工效高，没用湿作业，不需现场固定设施，施工占地少。
（3） 碳纤维材料具有良好的抗腐性和耐久性，加固修补后，基本不增加原结构自重及原构件尺寸，也无须对其进行维护，外装修不受影响。
3.3 不同等级开裂区域的具体方案
本工程加固采用的碳纤维布都是100mm,根据楼板开裂情况不同，实施不同的加固方式。
3.3.1 对于存在结构性裂缝的房间，开间在3.6m以上（含3.6m）的房间，采用100mm宽的300g/㎡的碳纤维布进行双向加固，纤维布间距根据承载力计算确定,并且在结构缝处沿缝贴一道200mm宽300g/㎡的碳纤维布，；开间在3.6m以下的房间，采用100mm宽300g/㎡的碳纤维布垂直于结构性裂缝进行单向加固，碳纤维布间距根据承载力计算确定，并且在结构缝处沿缝贴一道200mm宽300g/㎡的碳纤维布；
3.3.2 对于非结构性裂缝的楼板，对于Ⅰ，Ⅱ类区，一般情况不需要进行
加固处理；
3.3.3 对于Ⅲ，Ⅳ类区域，对于存在结构性裂缝的房间，开间在3.6m以上（含3.6m）的房间，采用100mm宽200 g/㎡的碳纤维布进行双向加固，纤维布间距根据承载力计算确定；开间在3.6m以下的房间，采用100mm宽200 g/㎡的碳纤维布垂直于结构性裂缝进行单向加固，纤维布间距根据承载力计算确定；
4 加固步骤及施工组织
碳纤维加固施工方法严格按照《碳纤维片材加固混凝土结构技术规范》及《混凝土结构加固技术规范》中的相应规范施工，具体施工工序如下：
4.1 定位放线
确定裂缝位置，用记号笔进行标记。标记要准确清晰。对于贯通缝要在楼板上下表面都做好标记。
4.2 表面处理
混凝土表层出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以凿除，对于较大面积的劣质层在凿除后应用环氧砂浆进行修复。混凝土角磨机、砂纸等机具除去混凝土表面的浮浆、油污等杂质，直至完全露出结构新面，将被粘贴混凝土表面打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨圆弧状（R≧20mm）。用吹风机清除混凝土表面灰尘，然后用丙酮擦洗，待混凝土表面清洁干燥后再进行下一步施工。
4．3材料粘贴
（1）涂刷底层树脂
将主剂与固化剂先后置于容器中，用弹簧秤计量，按主剂：固化剂=3：1的配合比配置底层树脂，均匀搅拌。根据现场实际气温决定用量并严格控制使用时间，一般情况下20—50min内用完。用滚筒刷将底层树脂均匀涂刷于混凝土表面，指触干燥后进行下一步工序施工，一般固化时间为6—24h。
（2）找平处理
混凝土表面凹陷部位应用找平材料填平，模板接头等出现高度差的部位应用找平材料填补，尽量减小高度差。转角处也应用找平材料修补成光滑的圆弧，半径不小于20mm。待找平材料表面指触干燥后方可进行下一步工序。
（3）粘贴碳纤维布
按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布，将调配好的浸渍树脂（使用方法与底胶相同）均匀涂抹于所要粘粘的部位，在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些。涂刷厚度要比底胶稍厚。严禁出现漏刷现象，特别注意要粘贴碳纤维的边缘部位。准确粘贴碳纤维布后，用滚筒刷反复沿纤维方向滚压，去除气泡，并使浸渍树脂充分浸透碳纤维布，并使浸渍树脂充分浸透碳纤维布，并用刮板刮涂均匀碳纤维布表面的浸渍树脂，刮涂过程中不得损伤碳纤维布。待碳纤维布表面指触干燥方可进行下一步施工。多层粘贴重复以上步骤。在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂，并撒上细砂作表面的粗糙处理。需要搭接时，沿纤维方向的搭接长度不得小于200mm。
（4）对于贯通缝在楼板上表面确定裂缝位置，将基层清理后沿裂缝粘贴高分子防水卷材一道，宽度不小于200mm。
5施工注意事项
5．1施工质量保措施
为了保证工程加固质量，在整个施工过程中需要严格招待下列要求：
（1）、碳纤维片材配套树脂的原料应检验合格且未过使用期，储存过程需要密封，远离火源，避免阳光直接照射，以防材料变性。
（2）、施工过程中应避免碳纤维片材弯折，刮涂浸渍树脂时防止刮伤碳纤维。
（3）、施工现场的环境温度必须符合粘结材料的使用温度，如果不能满足，必须采取措施使其满足要求后再进行粘结。施工宜在环境温度为5℃以上的条件进行，并应符合配套树脂要求的施工使用温度。当环境温度低于5℃时，应采用适用于低温环境的配套树脂或采取升温措施。
（4）、当环境湿度不超过70%时，可以不考虑环境湿度对树脂固化的不利影响，否则需要严加注意。
（5）、配制底层树脂，找平材料、浸渍树脂时均应满足一般施工要求，还应根据施工进度和环境温度控制每次的拌和量，以保证在粘结材料规定的使用时间内有效的使用拌和好的粘结材料。
5．2施工安全措施
本次加固工程工期要求紧，工作面又有其他施工班组作业，而加固的各工序间需要有一定时间的养护和固化过程，所以各工种之间必须穿插进行，为此要确
保施工安全和成品保护，除施工现场的辅助工作（电源、照明、脚手架），及时到位外，并采取了如下措施：
（1）、打磨前，检查打磨机，接线板导线的完好，防止漏电触电。
（2）、表面处理过程中，由于现场粉尘过多，施工打磨人员必须戴好防尘口罩以及防尘镜。同时，要确保打磨机前方无人。
（3）、由于碳纤维片材为导电材料，施工碳纤维片材时应远离电气设备的电源，并采取可靠的防护措施。
（4）、树脂的配制和使用场所应保持通风良好，并且严禁烟火，远离电源，防止电火花。现场粘贴人员要戴好橡胶劳保手套，防止树脂的蚀伤。
6碳纤维布粘贴，质量检验
（1） 碳纤维布实际粘贴面积不应少于设计面积，粘贴部位及层数应符合设计要求，位置偏差不大于10mm。
(2)碳纤维布与混凝土间的粘贴质量，可用小锤轻轻敲击或手压碳纤维布片材表面的方法检查，总有效粘贴面积不应低于95%。当碳纤维布空鼓面积不大于10% 时，可采用针管注胶的方式进行修补。当碳纤维布空鼓面积大于10% 时，宜将空鼓部位的碳纤维片材切除，重新搭接上等量的碳纤维片材，搭接长度不应小于100mm。
生态谷6+1住宅楼楼板裂缝
原因分析及处理
技
术
研
究
报
告
编制：
审核：
审批：
编制日期：
生态谷6+1住宅楼楼板裂缝
原因分析及处理技术研究报告
生态谷6+1住宅楼工程共计有住宅楼42栋，总建筑面积约16万平方米。建筑结构形式为砖混结构，现浇混凝土楼板，楼板厚110mm。楼板浇筑完成后经工地检查发现部分楼板存在裂缝，且部分裂缝贯通楼板上下表面，形成渗水现象。现对楼板裂缝成因组织人员进行分析，并制定相应处理措施。
1、楼板裂缝的形式
1.1楼板四角与墙交界处，其走向与板的对角线垂直；
1.2楼板跨中部平行于梁的直裂缝；
1.3楼板板底中部，呈放射状向四周散开；
1.4楼板板面规则短裂缝；
1.5管线位置附近，沿管线方向延伸；
这些裂缝一般都出现在楼板浇筑完不久，工程未投入使用前，属于非荷载引起的裂缝，一般不会影响结构的承载能力，主要影响到美观和耐久性，如果形成通缝就会引起楼板漏水，造成使用上的不便，必须加以处理，同时，更重要的是要认识裂缝产生的原因。从设计、材料选择、施工等方面入手，尽可能防止裂缝的出现。
2、楼板裂缝成因分析
混凝土收缩裂缝产生的机理是：混凝土在结硬过程中，体积会发生变化，水泥石会产生水化热，由于构件内部和表面升温和降温速度不同，混凝土的收缩变形就不同，混凝土的收缩变形受到外界的约束时，就会产生较大的收缩应力，当收缩应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝。经研究分析，本工程现浇混凝土楼板收缩开裂主要是由材料和施工方面的原因引起的，大概有以下几点：
2． 1材料方面
混凝土配合比、水灰比
商品混凝土本身质量问题：粉煤灰掺量过大等，为便于泵送添加泵送剂过量。在商品混凝土运输过程中运输时间过长等原因致使混凝土产生离析。
2． 2施工原因
2.2.1混凝土强度的影响
混凝土强度未达到设计要求，同时混凝土的抗拉强度低，从而引起楼板开裂。在加固施工过程中发现，某房间楼板在打磨掉表层水泥浮浆后，所暴露的结构面只显露砂、石，而没有粘结剂水泥，经回弹的混凝土实测强度仅为20Mpa，远远达不到设计要求的25Mpa。
2.2.2配筋和钢筋保护层厚度达不到设计要求
施工中，由于钢筋配置不符合要求、钢筋间距偏大不符合设计要求，均会导致楼板开裂。严重时，由于施工擅自减小配筋量，则会引起构件的安全问题，同时，由于施工浇注混凝土时未铺设架板，施工人员在钢筋上踩踏，致使上层钢筋保护层厚度偏大，引起板面开裂。某房间在使用钢筋探测仪探测后发现，楼板上表面保护层厚度达到50mm（本房间为板底、板顶双层布筋），而设计保护层厚度仅为20mm；钢筋间距350mm，而设计间距为上表面200mm，下表面150mm。
2.2.3施工中人为的偷工减料
在施工过程中，出现工程问题，施工人员为了图方便，偷工减料。例如，某房间在浇注过程中出现了露筋情况，工程人员没有采取相应的措施，而是仅仅是用水泥砂浆抹面。施工人员为方便施工私自向商品混凝土中添加水，改变混凝土水灰比。施工人员的不规范施工是楼板开裂的重要原因。
3、加固方案
3．1加固类型的分类
为了便于加固，进行规范化施工，需要对开裂楼板的裂缝进行分类。根据裂缝的位置不同，可以将裂缝分为结构性裂缝和非结构性裂缝。其中，结构性裂缝的重要特征为垂直于受力方向，贯穿或者虽未形成贯穿但是长度超过1m，此种裂缝缝宽一般在0.3mm以上;结构性裂缝之外的统称为非结构性裂缝。在非结构性裂缝中，又根据裂缝数量的多少，可以将开裂区分为四个等级；没有裂缝或者裂缝只有1条且极短（长度小于100mm），为I类区；1条裂缝（长度大于100mm）以上，3条裂缝以下，为Ⅱ类区；3条裂缝以上，6条裂缝以下，为Ⅲ类区；多
于6条裂缝的情况，统称为Ⅳ类区。此外，还有一种有一条主裂缝，然后数条微裂缝与主裂缝成一定角度放射状开裂的情况。此种情况介于结构性裂缝和非结构性裂缝之间，其危害程度与主裂缝和微裂缝的长度和宽带密切相关，可以根据危害程度将其归于结构性裂缝或者Ⅲ、Ⅳ类区，这要根据工程人员的实际经验来判别。为了便于裂缝的观察，将楼板进行了灌水实验，以此使裂缝显现鲜明。
3.2 加固方案的选取
本小区工程加固要求如下：
3.2.1由于部分栋号楼即将开盘销售，施工工期只有20余天；
3.2.2 加固过程不能过多减小楼层高度，同时不能过多增加楼层荷载；
3.2.3 加工质量必须要满足安全要求以及耐久性要求。
为了满足上述要求，本工程采用碳纤维布加固混凝土技术，这是一种新型混凝土结构加固修补技术，它利用浸渍树脂将碳纤维布粘贴于混凝土表面，共同工作，达到对混凝土结构构件的加固补强。
碳纤维加固技术最明显的优点主要有以下几点：
（1） 高强高效，适用面广，质量易保证，对于目前普遍采用的碳纤维材料，其抗拉强度为3550mpa，比二级钢高出十倍多。
（2） 施工方便，工效高，没用湿作业，不需现场固定设施，施工占地少。
（3） 碳纤维材料具有良好的抗腐性和耐久性，加固修补后，基本不增加原结构自重及原构件尺寸，也无须对其进行维护，外装修不受影响。
3.3 不同等级开裂区域的具体方案
本工程加固采用的碳纤维布都是100mm,根据楼板开裂情况不同，实施不同的加固方式。
3.3.1 对于存在结构性裂缝的房间，开间在3.6m以上（含3.6m）的房间，采用100mm宽的300g/㎡的碳纤维布进行双向加固，纤维布间距根据承载力计算确定,并且在结构缝处沿缝贴一道200mm宽300g/㎡的碳纤维布，；开间在3.6m以下的房间，采用100mm宽300g/㎡的碳纤维布垂直于结构性裂缝进行单向加固，碳纤维布间距根据承载力计算确定，并且在结构缝处沿缝贴一道200mm宽300g/㎡的碳纤维布；
3.3.2 对于非结构性裂缝的楼板，对于Ⅰ，Ⅱ类区，一般情况不需要进行
加固处理；
3.3.3 对于Ⅲ，Ⅳ类区域，对于存在结构性裂缝的房间，开间在3.6m以上（含3.6m）的房间，采用100mm宽200 g/㎡的碳纤维布进行双向加固，纤维布间距根据承载力计算确定；开间在3.6m以下的房间，采用100mm宽200 g/㎡的碳纤维布垂直于结构性裂缝进行单向加固，纤维布间距根据承载力计算确定；
4 加固步骤及施工组织
碳纤维加固施工方法严格按照《碳纤维片材加固混凝土结构技术规范》及《混凝土结构加固技术规范》中的相应规范施工，具体施工工序如下：
4.1 定位放线
确定裂缝位置，用记号笔进行标记。标记要准确清晰。对于贯通缝要在楼板上下表面都做好标记。
4.2 表面处理
混凝土表层出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以凿除，对于较大面积的劣质层在凿除后应用环氧砂浆进行修复。混凝土角磨机、砂纸等机具除去混凝土表面的浮浆、油污等杂质，直至完全露出结构新面，将被粘贴混凝土表面打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨圆弧状（R≧20mm）。用吹风机清除混凝土表面灰尘，然后用丙酮擦洗，待混凝土表面清洁干燥后再进行下一步施工。
4．3材料粘贴
（1）涂刷底层树脂
将主剂与固化剂先后置于容器中，用弹簧秤计量，按主剂：固化剂=3：1的配合比配置底层树脂，均匀搅拌。根据现场实际气温决定用量并严格控制使用时间，一般情况下20—50min内用完。用滚筒刷将底层树脂均匀涂刷于混凝土表面，指触干燥后进行下一步工序施工，一般固化时间为6—24h。
（2）找平处理
混凝土表面凹陷部位应用找平材料填平，模板接头等出现高度差的部位应用找平材料填补，尽量减小高度差。转角处也应用找平材料修补成光滑的圆弧，半径不小于20mm。待找平材料表面指触干燥后方可进行下一步工序。
（3）粘贴碳纤维布
按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布，将调配好的浸渍树脂（使用方法与底胶相同）均匀涂抹于所要粘粘的部位，在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些。涂刷厚度要比底胶稍厚。严禁出现漏刷现象，特别注意要粘贴碳纤维的边缘部位。准确粘贴碳纤维布后，用滚筒刷反复沿纤维方向滚压，去除气泡，并使浸渍树脂充分浸透碳纤维布，并使浸渍树脂充分浸透碳纤维布，并用刮板刮涂均匀碳纤维布表面的浸渍树脂，刮涂过程中不得损伤碳纤维布。待碳纤维布表面指触干燥方可进行下一步施工。多层粘贴重复以上步骤。在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂，并撒上细砂作表面的粗糙处理。需要搭接时，沿纤维方向的搭接长度不得小于200mm。
（4）对于贯通缝在楼板上表面确定裂缝位置，将基层清理后沿裂缝粘贴高分子防水卷材一道，宽度不小于200mm。
5施工注意事项
5．1施工质量保措施
为了保证工程加固质量，在整个施工过程中需要严格招待下列要求：
（1）、碳纤维片材配套树脂的原料应检验合格且未过使用期，储存过程需要密封，远离火源，避免阳光直接照射，以防材料变性。
（2）、施工过程中应避免碳纤维片材弯折，刮涂浸渍树脂时防止刮伤碳纤维。
（3）、施工现场的环境温度必须符合粘结材料的使用温度，如果不能满足，必须采取措施使其满足要求后再进行粘结。施工宜在环境温度为5℃以上的条件进行，并应符合配套树脂要求的施工使用温度。当环境温度低于5℃时，应采用适用于低温环境的配套树脂或采取升温措施。
（4）、当环境湿度不超过70%时，可以不考虑环境湿度对树脂固化的不利影响，否则需要严加注意。
（5）、配制底层树脂，找平材料、浸渍树脂时均应满足一般施工要求，还应根据施工进度和环境温度控制每次的拌和量，以保证在粘结材料规定的使用时间内有效的使用拌和好的粘结材料。
5．2施工安全措施
本次加固工程工期要求紧，工作面又有其他施工班组作业，而加固的各工序间需要有一定时间的养护和固化过程，所以各工种之间必须穿插进行，为此要确
保施工安全和成品保护，除施工现场的辅助工作（电源、照明、脚手架），及时到位外，并采取了如下措施：
（1）、打磨前，检查打磨机，接线板导线的完好，防止漏电触电。
（2）、表面处理过程中，由于现场粉尘过多，施工打磨人员必须戴好防尘口罩以及防尘镜。同时，要确保打磨机前方无人。
（3）、由于碳纤维片材为导电材料，施工碳纤维片材时应远离电气设备的电源，并采取可靠的防护措施。
（4）、树脂的配制和使用场所应保持通风良好，并且严禁烟火，远离电源，防止电火花。现场粘贴人员要戴好橡胶劳保手套，防止树脂的蚀伤。
6碳纤维布粘贴，质量检验
（1） 碳纤维布实际粘贴面积不应少于设计面积，粘贴部位及层数应符合设计要求，位置偏差不大于10mm。
(2)碳纤维布与混凝土间的粘贴质量，可用小锤轻轻敲击或手压碳纤维布片材表面的方法检查，总有效粘贴面积不应低于95%。当碳纤维布空鼓面积不大于10% 时，可采用针管注胶的方式进行修补。当碳纤维布空鼓面积大于10% 时，宜将空鼓部位的碳纤维片材切除，重新搭接上等量的碳纤维片材，搭接长度不应小于100mm。