陶俊杰

（上海绿色都市建设监理咨询有限公司 上海市 200120）

1 工程概况

本仓库为钢框架结构，建筑面积5万多平方米。楼板采用压型钢板-混凝土组合楼板。一层地面采用钢纤维混凝土非金属骨料硬化剂地坪，二层楼面采用压型钢板-混凝土组合楼板。

本工程楼地面施工半年后，二层混凝土楼板出现了沿钢结构主梁方向的裂缝，而一层地坪则产生沿钢结构柱角方向的斜向45°裂缝。

2 裂缝产生的原因分析

本仓库工程一层地面做法：非金属骨料硬化剂；200厚C30混凝土，内掺冷拉钢丝切断型钢纤维；塑料薄膜两层；细砂找平；250厚级配碎石垫层；900厚夹石垫层，压实系数不小于0.94。

本仓库工程二层楼面做法：非金属骨料硬化剂；150厚钢-混凝土组合楼板；钢结构梁。

本仓库一层地面裂缝位置主要分布于柱子周围，呈放射状，为通透裂缝，且柱子周围地坪标高高于柱间地坪标高。建筑地面裂缝产生的原因比较复杂，结合本工程的实际情况加以分析：柱下独立桩基与柱间土层不均匀沉降是本工程一层地面裂缝的主要原因。地基不均匀沉降主要是以下几方面所致：

2.1 地基土扰动

本仓库工程地基土原为农田，属于软弱地基。施工前期采取土加石换填以及预压堆载的措施对地基土进行加固。本工程钢结构柱下采用柱下独立基础，通过ø400的预应力混凝土管桩将建筑荷载传递至有较大地基承载力的砂质粉土层。地基土在上部地层压力和本身自重的作用下，经过长期固结作用使得土体内部结构变得非常致密。紧密的土体内部结构形成了土体内聚力从而使地基土具备良好的承载力。然而在后续开挖独立基础基坑的过程中对原先经过预压堆载的基土造成一定程度的扰动。基土经过扰动势必会破坏土体内部结构而失去内聚力，从而大大降低了土体的承载能力。因此，地基土扰动造成地基承载力降低是本工程一层地面产生不均匀沉降的原因之一。

2.2 天气因素导致基土含水量变化

本工程基础施工时正逢雨季，曾有基坑积水的现象。前期虽然已对基土进行预压堆载提高了基土承载力，然而基土经过雨季的雨水浸泡后，基土含水率上升，基土密实度降低，使得预压堆载后提升的基土承载力有一定的损失。同时，在进行仓库二层钢结构吊装施工过程中，重型起吊机在经过雨水浸泡的基土表面来回碾压，造成基土进一步扰动。基土扰动后，施工单位按建设单位要求对表层500mm的基土进行重新翻挖回填夯实。由于工程进度紧迫，未能待基土沉降稳定便进行一层地坪混凝土浇筑。基土虽然经过夯实，但仍有一段沉降稳定期。后期土体沉降变形造成一层混凝土地坪产生变形裂缝。

2.3 分仓缝切割不科学

本仓库工程一层地坪因建设单位对外观质量要求较高，一层地坪分仓缝设置为了追求美观，其分仓缝并未切割在应力较大处。同时，分仓缝切割的深度较浅，未能较好地起到诱导和限制地面裂缝发展的作用，从而引起地面裂缝的产生。

本仓库二层楼面裂缝主要沿框架梁分布，洞口边缘及部分楼板跨中亦存在裂缝。本工程二层楼面裂缝的原因分析如下：

（1）楼板负弯矩钢筋处混凝土保护层过大，以致负弯矩钢筋、抗裂钢筋网不能充分发挥作用。本工程二层楼板设计要求设ø8@150单层双向板面抗裂钢筋，钢筋保护层厚度为15mm。二层楼板施工过程中，虽然配备了相当数量的塑料垫块，但部分并未与钢筋网片绑扎牢固。在混凝土浇筑时，钢筋网片下的塑料垫块产生滑移。同时，大面积混凝土浇筑的过程中，各工种交叉作业，施工人员及设备频繁移动、踩踏，造成钢筋产生弯曲、变形、下沉，使得钢筋保护层厚度超出设计要求，其抗弯、抗拉的作用无法突显，从而导致楼板裂缝产生。

（2）钢结构梁和混凝土板的变形能力不一致。本工程二层楼板上部采用混凝土和压型钢板的组合楼板，组合楼板下部由钢结构梁柱所形成的框架结构作为支撑体系。钢结构与混凝土属于两种力学性能相差较大的建筑材料。在上部相同荷载的作用下，钢结构梁与混凝土楼板会产生不同的挠度变形。不同的挠度变形使得在梁端会产生较大的角位移致使梁端位置混凝土易出现裂缝。同时，采用混凝土和压型钢板的组合楼板会使楼板较轻较薄，当有活荷载在楼板上移动时，楼板会产生较大的振动。如果振动的幅度和频率不能控制在合理的范围内，在主梁与次梁之间的板跨中部会产生放射状裂缝。

（3）温度变化及混凝土收缩。大面积混凝土在浇筑后，水化热量大且积聚在内部不易散发，形成较大的内外温差，混凝土内部产生压应力，而表面产生拉应力，则混凝土表面会产生裂缝。混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，产生缩水收缩。混凝土收缩会在表面形成纵横交错、呈龟裂状的收缩裂缝。

3 裂缝的预防措施

本工程一层地坪裂缝主要是由柱下独立桩基础与柱间土层的不均匀沉降所致。针对不均匀沉降所导致的裂缝，可以考虑以下几种防治措施：

3.1 分仓缝应科学化切割

本仓库工程一层地坪出现大量不规则发展的通透裂缝，与地坪分仓缝切割刻意追求美观，未切割在结构受力最大处、分仓缝设置较为稀疏、切割深度不足有关。一层钢结构柱脚处的分仓缝应沿柱下承台基础方向切割，且一层地坪应在柱脚分仓缝处断开，将一层大面积地坪分隔成几十个相互独立的部分，则可以将地基不均匀沉降引起的裂缝诱导至分仓缝处，从而避免裂缝的不规则发展。同时，还能规避因混凝土收缩及温差产生裂缝。

3.2 柱脚部位的混凝土后浇

由于柱下独立基础和周围基土的沉降量不同，如果一层地坪同时浇筑，过一段时间后会因为地基不均匀沉降而产生裂缝。因此，在施工条件允许的前提下，建议先浇筑有柱下独立基础的钢结构柱脚以外区域的混凝土，待该部分基土沉降稳定后，再进行柱脚部位的混凝土浇筑。这样则可以减少一部分沉降差，有利于将不均匀沉降控制在允许的范围内。

本工程二层楼板裂缝主要由楼板负弯矩钢筋保护层过大，负弯矩钢筋，抗裂钢筋网不能充分发挥作用引起。同时，钢结构与混凝土变形能力不一致以及混凝土收缩及温度变化也是二层楼板裂缝的原因。因此，二层楼板裂缝的防治措施有以下几条：

（1）控制钢筋保护层厚度。为了更好地控制钢筋保护层厚度，应当采用混凝土预制垫块，并增加垫块的设置密度。同时，也应采取措施固定混凝土垫块，避免垫块在混凝土浇筑过程中产生滑移，从而避免混凝土楼板产生裂缝。

（2）增加变形缝的设置数量。混凝土楼板抗拉、抗裂等变形性能较差，无法承受负弯矩是二层楼板开裂的原因之一。为了防止混凝土楼板因负弯矩而开裂，除了控制负弯矩钢筋保护层厚度以外，还可以沿钢结构主梁方向及应力较大处设置一定数量的伸缩变形缝，诱导裂缝产生在变形缝处，从而限制裂缝的不规则发展。

（3）合理设置后浇带并注意混凝土养护。大面积楼板通过设置后浇带，施工过程中混凝土可以自由收缩，从而大量释放了混凝土结构中产生的收缩应力。后浇带应按照设计要求保留一段时间后（当设计无要求时，则至少保留60d）再行浇筑。填充后浇带，可采用微膨胀混凝土、强度等级比原结构强度提高一级，并至少保持15d的湿润养护。

4 裂缝的整治措施

分拣大楼一层地坪裂缝位于钢结构柱的周围，呈放射状分布；二层楼板裂缝主要沿框架梁分布，洞口边缘及部分楼板跨中也存在裂缝。裂缝的修补方法如下：

（1）直接灌浆法。裂缝宽度在1mm以上的静态裂缝采用直接灌浆法修补。灌缝使用材料为甲乙组份环氧结构灌注胶、AB组份固缝修补剂。施工前对裂缝处应清理干净；然后按要求配置灌浆料；灌浆料配置完毕后即进行灌浆处理。灌浆后使用机械切割、打磨多余浆料。

（2）全开槽灌浆法。对于裂缝宽度在0.3mm以上的静态裂缝适合采用全开槽灌浆法处理。采用环氧结构灌注胶、固缝修补剂作为灌缝材料。首先对裂缝进行开槽处理并进行缝隙清理；配置灌注浆液；进行灌浆处理；切割余料并打磨复原。

（3）高压注浆法。首先将裂缝清理干净；其次沿裂缝方向布置注浆孔并埋设注浆嘴；设置完毕后采用封缝胶封缝并高压注浆；注浆完毕后拆除注浆嘴并打磨封缝胶，复原基层。结构胶经高压填充所有细微裂缝中，提高断裂面抗裂强度。因此，高压注浆法特别适合受温度等环境因素影响会不断变化的动态裂缝修补。