建筑工程楼地面裂缝的预防措施和处理技术

2023-10-24关圣锡

中国建筑装饰装修 2023年17期

关键词：金刚砂墙柱空鼓

王亮程杨巩志王迪关圣锡

建筑工程楼地面施工工艺的选择，是根据其所处的场景决定的。由于工业厂房地面使用频繁、载荷形式多样、平整度要求高，当前首选金刚砂地面工艺。

这种地面材料以耐磨性强、抗冲击性好、使用寿命长著称，但由于厂房面积较大、环境温度存在差异、施工工艺较复杂，往往容易在施工养护阶段、投入使用阶段产生裂纹。这不仅会给业主单位造成较大的经济损失，还阻碍了行业技术的发展。

为此，本文以金刚砂地面为研究对象，针对其裂纹等常见问题进行研究，优化其施工工艺技术，这对经济的发展和技术的进步具有十分重大的意义。

1 项目及工艺

1.1 项目概况

苏州时代新安能源一期工程项目，位于江苏省苏州市吴中经济开发区郭巷街道吴淞二路以北、纵二路以西。项目总建筑面积约为164854 m2，规划总用地面积为85047.8 m2，其中生产车间（车间1）5 层，建筑面积为83833 m2；研发车间（车间3）5 层，建筑面积为42738 m2；办公楼7 层，建筑面积为37984 m2。

1.2 施工工艺

楼地面选用6 cm 厚的金刚砂抛光地面，以保证平整度、耐磨性和抗冲击性，进而减少扬尘。金刚砂地面的内部结构从下至上依次为基础层、找平层、耐磨层和养护层。其中：基础层是混凝土结构体，是楼地面施工工艺实施前的状态；找平层是为了解决基础结构体表面坑洼、不平整的情况，避免后道工序出现应力不均匀的问题，其厚薄应根据基础层的不平整度进行调整；耐磨层和养护层作为金刚砂混凝土地面的核心，需要采取多道工艺措施[1]。

1.3 工艺实施

车间地坪底层施工完毕并经过养护后，综合考虑施工进度，采取分区分块交叉作业的方式。地面清理打磨、双层钢筋网片布设并按双铁丝绑扎、管线槽盒预埋以及模板支设可并列进行，其中模板支设环节应用槽钢、角钢等设置后道工序中的浇筑厚度控制基准，分块设置的模板之间要严密。

混凝土面层浇筑前，与商用混凝土拌合站做好材料配比、运送时间、运送量等方面的协商。现场浇筑分块分区低段一次性浇筑完成，到达指定高度后立即使用平板捣振器进行捣振。捣振过程中使用水平仪控制平整度，并调整高差。

混凝土初凝阶段，需要进行金刚砂的第1 次布设，按5 kg/m2均匀抛洒的方式进行。布设后使用圆盘磨光机抹平，使金刚砂与混凝土层充分混合，并多次收光。混凝土终凝前，进行金刚砂第2 次布设，并按照第1 次的方式处理表面。2 次金刚砂布设结束后，开始分区分块进行处理，包括切缝、边框齐整等。

混凝土养护阶段，前7 d 每日洒水养护，并注意成品保护。养护结束后，开始研磨地面。研磨操作应连续均衡进行，力度一致，确保整体和局部的平整度。磨光片按照从50 至3000 的规格依次使用，并且研磨次数不少于2次。在研磨过程中及时进行地面清理，以便后续进行固化处理。地面清理后，均匀连续涂抹光亮剂，待干燥后，继续用磨光机打磨平整，最终形成成品地面。

2 金刚砂地面裂纹成因分析

在施工过程中，通过不断地监测控制质量，并对比不同车间、不同楼层的施工质量，发现车间1 的3 层和4 层地面在交工后出现开裂，处于养护期的车间3 各层均出现局部少量裂纹。裂纹形式和部位存在差异，包括重载路线裂纹、柱边长条状裂纹和切缝边缘裂纹等。为此，需要认真分析施工工艺过程，找出技术因素，以便总结提高。

2.1 重载裂纹

对重载路线部位采取取芯检查，发现其内部变形较为严重，存在空鼓现象，且分层接线不明显，相互混合交叉。经分析认为，造成地面重载下裂纹的表面原因是地面承载力不足，深层原因则是底层面的处理不到位。一方面，楼板混凝土层未认真处理，平整度不足，使得垫层浇筑时存在局部不均匀的问题，导致后期出现空鼓或承载力不均匀现象，一旦地面有重载情况，则容易出现裂纹。另一方面，基层水处理时存在问题，一些基层混凝土浸泡时间不足，底层干燥，在后续浇筑过程中，水分吸收过快，混凝土失水，进而造成强度不足，重载下发生裂纹。

2.2 柱边裂纹

经观察，柱边裂纹靠近墙角、柱边等处，且呈长条形闭合状，具有较为明显的特征。结合裂纹出现部位，分析其产生的原因，采用排除法进行分析。

首先，裂纹的产生必然是内部或外部作用力导致。由于墙柱边角部位很少受到外力作用，基本可以排除外力影响，考虑裂纹的产生是材料内力作用所致。

其次，分析各施工步骤的差异性。相比较其他位置的地面情况，该部位在地基处理、垫层、浇筑、捣振、金刚砂布设及养护环节均无差异，因此可以排除这些工艺环节的问题。

再次，考虑钢筋网布设和表面磨光的差异。由于墙柱边角处磨光机使用不够便利，往往需要配合手工打磨，但手工打磨仅影响其光洁和平整程度，与裂纹的产生关系不大，因此排除了表面磨光这一因素，只剩下钢筋网布设问题。

最后，经认真研究后发现，环形钢筋网离墙柱边角距离越远，裂纹产生越多，距离越近则裂纹较少。这主要是由于在浇筑后期养护期间，边角部位容易发生应力反馈作用，如果缺少钢筋网的支撑作用，加上混凝土韧性不足，则容易发生裂纹[2]。

2.3 切缝裂纹

切割缝具有划分不同区域、释放温度应力的作用，在本项目中出现的切缝裂纹，形状为垂直于切缝的轻微上下形变裂纹和较长的裂纹。在分析分隔缝切割工艺、测量深度以及调查有关施工人员后，发现分隔缝切割时也存在裂纹倾向。对比在养护期间不同时间的切割，发现切割时间大于7 d或温度较高情况下的切割发生了轻微裂纹，其原因是混凝土层硬化过快，在未及时开设分隔缝的情况下发生了温度变形[3]。

而对于较长的裂纹，通过对比各分隔缝的形状、面积等，发现不规则区域下的分隔缝及较大面积的分隔缝容易引发较长的裂纹。其发生机理是分隔缝区域过大，使得温度形变应力得不到及时释放而引发裂纹。

3 金刚砂地面裂纹的预防措施

3.1 基层处理工艺控制

基层处理工序中，首先要检查基层混凝土结构板的平整度，不得出现裂纹、空鼓、鼓包及突出尖锐的石子等情况。其次对裂纹要用纯水泥浆填补灌缝，空鼓缺陷则需敲破后灌浆处理，保证其承载力。对表面尖锐部分，需均匀凿除。最后，使用混凝土铣刨机整体清理，去除表面附着物和浮浆。通过这套工序，在保证整体平整度的同时，形成最终的干燥粗糙表面。

基层湿水处理时，首先喷洒湿水，确保整体润湿。其次，将水管置于地面，持续放水，让水流漫开，逐步浸透。对于较大的面积要移动浇水，确保整体湿度。为防止后道工序混凝土面层出现空鼓，一般要浸泡24 h，以确保基层浸透。最后，由专人使用素水泥浆扫平地面，可用钢丝刷扫匀，确保结构板表面混凝土相对松软且平整，有利于下一道工序中混凝土粘结牢固，强度保持连续性。

3.2 钢筋网布设工艺控制

混凝土垫层浇筑完毕，进入钢筋网敷设阶段。首先，划分区域。区域的划分虽然不直接决定后期的分隔缝，但同样与切割缝密切相关，其分割区域的面积对一次性浇筑完成具有很大影响。其次，按照区域面积铺设钢筋网，钢筋网的铺设以边长10 cm 的方格为宜，选用6 mm 钢筋绑扎。上下层钢筋网的纵横向布置要有相对面，按照“横—纵—横—纵”的顺序进行布置。边缘部位钢筋的处理极为重要，特别是边角柱位置，应以垂直方向钢筋抵靠边缘部位、横向钢筋平行间距不大于5 cm 为宜。钢筋网的布设应达到使墙柱边缘与其他大面积部位承载坚韧度一致的效果，以减少墙柱边缘部位后期的裂纹。最后，工人绑扎时要采用倒退绑扎法，脚踩时不易对钢筋边缘部位用力。不得出现塑性硬弯，绑扎时要先调校后绑扎，绑扎要一次完成，不可反复踩踏绑扎位置。

3.3 切缝工艺控制

金刚砂两次布设完毕后，应在其终凝前对磨光面进行切缝处理。为防止切缝部位的裂纹，其工艺要求如下：第1，切缝时机的把握。在二次磨光结束后开始切缝，混凝土终凝前一次完成切缝，每道缝不论多长都要一次性完成。第2，切缝面积的控制。为防止大面积的温度和膨胀应力变化导致裂纹，切缝间距应控制在6 m 以内。同时，为保证美观，需要提前设计机器、走道等位置的划分[4]。对于墙柱边缘切缝，要考虑应力的集中特性，在距离墙柱边1 m 以内的地方切缝，且对于柱边应围柱一周并形成闭合缝隙。第3，切缝处理。要使用环氧树脂进行填充，填充应密实均匀，且一次填补完成。二次检查要与一次填补连续进行，对外淤、凹坑部位应填补到位。

4 金刚砂地面裂纹的处理技术

对于该项目中已经出现的部分裂纹，项目技术组制定了修补处理措施，主要包括对重载裂纹、墙柱角裂纹和切缝裂纹的处理。

4.1 重载部位裂纹的处理

重载部位裂纹的成因，尽管与底层结构板的平整度和湿水情况有关，但考虑到修补的经济性和实用性，需要根据裂纹下部各层的具体情况制定措施。对于形成空鼓、气孔的情况，需要凿除地面，深入空鼓层，以灌注水泥浆的方式进行填充。具体实施时，必须设计修补范围，防止出现色差、切割缝不规则等问题，影响美观性。一般要一侧依靠就近的分隔缝，选取一定面积，使用水泥切割机切缝确定凿除范围，再用风镐或水泥破碎机进行大面积处理。对于靠近边缘的缝隙部位，建议人工辅助凿除，避免影响其他成品板块。凿除层次无须形成平整面层，重点是露出范围内的空鼓及蜂窝气孔。凿除面要清扫干净，然后湿水浸泡，时间不少于12 h，最后扫浆形成软接触层[5]。在扫浆过程中，一些气孔缺陷可即时处理，其他较大空鼓，则需填充水泥浆，形成平整面。处理结束后，需按照金刚砂地面工序重新撒金刚砂磨平、混合固化剂、加光亮剂和养护等工序，完成修补。

对于因表面强度不足形成的重载裂纹，要具体分析其原因，无论是设计强度不足，还是表面工艺处理不到位，均只能对面层进行薄层处理。一般可以通过少量凿除面层的方式形成平整面，经清扫、湿水、浇筑、撒金刚砂，再经过磨平、养护等方式重新处理。在撒金刚砂时注意添加树脂材料，以促进表面韧性。

4.2 墙柱角裂纹的处理

墙柱角裂纹发生的根源来自于切缝设计及钢筋网的布置，但考虑其承受的外力不大，且在养护干燥后裂纹形成已经固定，因此其修补措施一般不再考虑内部情况，而以表面处理为宜。一方面，对墙柱角位置加设分隔缝。加密分隔缝后可在较长的使用周期内减少内部膨胀的发生，避免引发裂纹扩大，设计时需要考虑美观性，并使用树脂填充。另一方面，对表面裂纹进行修补。可考虑使用纯金刚砂骨料灌注，使得裂纹部位与其他部位的色差不明显，有效处理了少量边角部位的裂纹。

4.3 切缝部位裂纹的处理

沿切缝垂直方向产生的较长裂纹，可能处于地坪的任意处，影响美观且长度较大，需要重点修补。在处理过程中，一方面要考虑其产生原因可能与切缝面积有关，因此需要重新布置切缝位置。在后期使用期间出现的裂纹，则可以认为内部应力已得到释放，不再重新切割分隔缝，仅对缝隙进行处理。

另一方面，对裂纹进行修补，可以采取3 种方式：第1，纯金刚砂修补。这种方式具体使用纯净钢砂填2 次缝并打磨，较好地解决了色差问题。但纯金刚砂与混凝土接触不牢靠，在较长时间内容易产生脱落、凹坑或粗糙问题。第2，采用金刚砂掺水泥进行修补。通过混合纯水泥浆和金刚砂，能够将金刚砂与原混凝土层很好地结合，耐久性更好。其缺点是颜色不饱满，会与既有地面形成较大色差，观感质量不佳。第3，采用金刚砂掺黄沙及树脂的方式进行修补。该方式集合了上述2 种方法的优点，且色差大、耐久性差的缺陷不明显。修补时同样要分2 次进行灌注，灌注前要先清理、润湿，灌注后要经过7 d 的养护再进行打磨和抛光。

在实际应用中，3 种方法各有优势。对于有较大面积且裂纹位置明显的地方，可采用纯金刚砂或金刚砂掺黄沙及树脂的修补方式，减少色差，保证美观度；对于边缘部位和不突出部位，可使用金刚砂掺水泥的方式，确保耐久性。