地暖地坪填充层混凝土裂缝成因分析及控制措施

城市建筑Ｉ建筑论坛Ｉ　ＵＲＢＡＮＩＳＭ　ＡＮＤ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｉ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＡＬ　ＦＯＲＵＭ　地暖地坪填充层混凝土裂缝成因分析及控制措施　Ｃａｕｓｅ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｃｒａｃｋｓ　ｏｆ　Ｆｌｏｏｒ　Ｈｅａｔｉｎｇ　Ｈｉｌｌ　Ｌａｙｅｒ　■夏玲罗红亮●Ｘｉａ　Ｌｉｎｇ　Ｌｕｏ　Ｈｏｎｇｌｉａｎｇ　ｆ摘要】本文通过工程实例对地暖地坪填充层混凝土裂缝　成因进行了详细分析，从设计、材料、施工等方面提出了　相应的预防措施。对施工中减少填充层混凝土裂缝，保证　地暖地面的外观及使用功能有一定指导实践意义。　（１）ａ裂缝主要分布在客厅、卧室的四角，对　会造成聚苯板凹凸翘曲或接缝脱离，破坏保温层的　整体性，使下部形成空鼓：踩踏或混凝土浇筑时对　比设计图，裂缝方向沿加热管扩展，裂缝出现时间　主要在混凝土初凝阶段。　（２）ｂ裂缝主要分布在客厅靠阳台处，呈较密　集龟裂状。　（３）ｃ、ｄ裂缝呈不规则分布。部分ｅ裂缝会　铺设好管道的冲击也会使己安排的管道固定卡退　出、损坏。对混凝土开裂留下很大的隐患。　（３）填充层上需做砂浆找平层，填充层表面处　理一般要求做拉毛处理。在实际施工中，仅是对地　坪进行一次抹平，保证了表面的平整度，往往未进　【关键词１地暖混凝土裂缝成因分析控制　随后续施工使裂缝宽度和长度进一步发展。　【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｅｘａｍｐｌｅｓ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｎｄ　ｆｌｏｏｒ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｌａｙｅｒ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｒａｃｋ　ｃａｕｓｅｓ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ，　三、裂缝成因分析　行二次抹压，降低了混凝土表面的密实性。形成如　图１ｄ裂缝。　（４）保温层混凝土浇筑完毕后，未及时采取养　护措施，或者养护措施不当，造成混凝土失水收缩　而引起拉应力，导致早期开裂出现干缩裂缝。形成　如图１ｂ裂缝。　四、解决思路及控制措施　１．设计方面　１．设计分析　地暖地坪设计大多采用挤塑聚苯板作为复合保　ｐｕｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ｍｅｎｕ．ｓ　ｆｉ－ｏｍ　ｄｅｓｉｇｎ，　ｍａｔｅｒｉａｌ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ａｓｐｅｃｔｓ　Ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｌａｙｅｒ　ｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｒａｃｋｓ　ｉｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ　ｈａｓ　ａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｐｒ．　ａｃｔｉｃｅ　ｇｕｉｄｉｎｇ　ｓｉｇｎｉｉｃａｆｎｃｅ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ａｐｐｅａｒａｎｃｅ　ａｎｄ　ｆｕｎ—　ｃｔｉｏｎ　ｏｆｇｒｏｕｎｄ　ｆｌｏｏｒ　ｈｅａｔｉｎｇ　温层，尺寸规格控制在长度１　０００　ｌ　５００　ｍｍ、宽度　ｌ　０（】Ｏ～１２００ｍｍ。铺设时保温层由数张挤塑聚苯板拼　接而成，较易引起上部填充层混凝土的开裂　（１）铺设厚度不均匀　铺设保温层时，基层地面整理不平整，会使铺　设的聚苯板保厚度不均，平整性差　混凝土厚度相　差大，收缩量也就不一样，容易产生裂缝。　（２）部分挤塑聚苯板需在现场切割加工，存在　边线不直，毛边粗糙等问题。从而造成边槎不齐整，　接缝处产生较大缝隙。　（Ｋｅｙｗｏｒｄｓｌ　ｆｌｏｏｒ　ｈｅａｔｉｎｇ，ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｃｒａｃｋ　ｃａｍｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ＣＯ—　ｎｔｒｏ１　（ｉ）为解决采用挤塑聚苯板作为复合保温层造　成的保温层铺设不平整，接缝容易出现空鼓、．ｉ二翘　等问题，本文提出采用现浇泡沫混凝土替代挤塑聚　苯板的施工工艺。　地暖地坪由于具有热稳定性能好，节能高效，　安全可靠等性能优点，在我国住宅建筑中逐步得到　普及与推广。以热水作为热源的埋管式地暖，通过　在地面下埋设热水进出循环的盘管，由热水加热地　板，进而达到取暖的目的。在埋管上铺设一层现浇　细石混凝土填充层，再在填充层上部做找平层及装　泡沫混凝土是一种新型保温隔热材料，具有重　量轻、保温性能好、不易开裂等特点，它作为保温　隔热材料与聚苯板相比，性能相当（见表１）。现浇　泡沫混凝土能在现场一次浇筑成型，与基层混凝土　的粘结效果好，具有良好的整体性，平整度易控制，　可以避免因保温层不平整、空鼓造成的开裂。　表１泡沫混凝土与挤塑聚苯板主要性能对比表　性能　材料　品种　导热系数　（ｗ／ｍ・ｋ）　干体积密　度　（ｋｇ／ｍ　）　（３）聚苯板接缝处采用胶带粘接，施工人员的　踩压、混凝土的堆积会造成接缝处的粘接。使接缝　处上翘，空鼓，形成如图１ｃ裂缝。　２．材料分析　饰层，这是目前常用的热水地板供热做法　但混凝　土填充层开裂的问题在施工过程中频频发生，且裂　缝出现的原因较多，对地面的外观及使用功能造成　较大影响。　填充层混凝土一般控制在５０ｌｌｌｉｎ，且加热管分布　较多，常采用细石混凝土进行浇筑。细石混凝土的　粗集料最大粒径、水泥用量等因素给裂缝控制有以　下几方面不利影响。　（１）填充层混凝土的粗集料最大粒径控制在　１２ｍｍ，粗集料粒径越小，其比表面积相应增大，所　本文结合工程实例，对地暖地坪填充层混凝土　裂缝成因从设计、材料、施工等方面进行原因分析，　并提出相应的预防措施。　一强度　（ＭＰａ）　吸水率　（％）　需的水泥浆量相应增加，增加了水化热和因收缩而　产生的体积变形；同时，最大粒径越小，集料对水　泡沫　混凝　土　０．０７～０．２７　≤１６０　≥０．５　≥　０２５　．≤１．Ｏ　、工程概况　山东某正在施工的商品住宅楼，室内采用热水　系统地板辐射供热，具体做法为：（１）现浇钢筋混　凝土楼板；（２）２０厚挤塑聚苯板隔热层；（３）铺真　空镀铝聚脂薄膜面层；（４）５０厚Ｃ１５细石混凝土填　充层，中间配加热管：（５）刷素水泥浆一道：（６）　２Ｏ厚１：２水泥砂浆找平、拉毛。　泥石收缩的抑制作用越小，混凝土的产生自收缩越　大，从而使开裂风险增大。　挤塑　聚苯　板　≤０．０２８　≤３０　≤１．０　２．材料控制　（１）填充层不宣采用大粒径粗集料的混凝土浇　筑　采用在混凝土中掺入一定掺量的聚丙烯抗裂纤　维，在混凝土内部构成一种均匀的乱向支撑体系，　（２）细石混凝土采用的瓜米石（豆石）由于生　产、储存等多方面原因影响，往往有着较大的含泥　量。含泥量较高的粗集料弱化了与水泥石之间的粘　结面，降低了界面的粘结强度，同时使混凝土的收　缩性就越大，容易导致混凝土早期裂缝的出现。　二、裂缝特征分析　在地暖现浇混凝土填充层施工过程中，对填充　层地坪的裂缝情况进行了观测，其主要情况如图１　所示。　使裂缝在发展过程中受到多条不同向的纤维约束，　可减少混凝土早期裂缝的产生。　（２）严格控制粗集料的含泥量和泥块含量。粗　集料含泥量控制在≤ｉ．５，泥块含量控制在≤Ｏ．５。　对于含量过大的粗集料，应使用前进行人工冲洗，　保证含泥量不超过规定。　（３）控制好混凝土坍落度：浇筑地暖地坪的混　（３）为便于施工摊铺和高层泵送作业，地暖地　坪的混凝土坍落度往往较大。坍落度太大，导致混　凝土收缩量加大。混凝土也易沉降离析引起沿管道　裂缝。　３．施工过程分析　（１）地暖地坪中埋有大量加热管，减少了地坪　的截面面积；在门洞、走道等管道汇集较多的部位，　凝土坍落度应控制在１４０～１６０ｍｉｌｌ，入泵坍落度不宜　超过１８０　ｍｍ，使混凝土能较易进入加热管管径下弧　更是易引起地面龟裂；管道的铺设过程中管道布置　方式不当，使管道处于非正常受力状态，产生较大　反弹：或者固定不到位，使管道产生位移，都易使　ｃ　ｄ　隙内。当现场具备条件时，可采用上下分层浇筑，　上、下层混凝土坍落度控制在１４０～１６０ｍｉｌｌ和１００～　１２０　ｍｍ。　混凝土空鼓开裂。形成如图ｌａ裂缝。　（２）交叉作业施工时，对聚苯板保温层的踩踏，　图１填充层裂缝分布情况　（下转第２４０页）　２３５　放缓（最大道路沉降增加１２　ｍｉｌ１）。桩成孔的速率与　周边道路及建筑物沉降发展间存在一定关系：成孔　速率越商，沉降发展越快。　表２桩施工速率表　月份　ｔ１月　ｌ　２月　１月　２月　建筑施工等引起的地基振动，大多是以表面波的形　形式。必要时应考虑对老旧建筑物的加固。　２．施工阶段　应进一步加强对周边老旧建筑、道路的持续监　式向远处扩散。实践证明，沿振动的传播路径设置　明沟、充填沟和排桩等屏障，则其后方区域的地基　振动就有可能得到降低。本项目受场地，设置　沟体屏障的可操作性不久。原设计基坑边缘以　３２４　×６．３　Ｉｌｌｌｌｌ钢管微型灌注桩做围堰，其工序是安排在　桩基施工完成，　｝：方开挖开始前。若能在桩基施：Ｉ：　前施工挡土围堰，应可有效阻隔成孔振动危害，同　时有效降低周边建筑的沉降风险。为避免采用ＯＤＥＸ　工艺施工围堰桩本身带来的振动及沉降威胁，建议　参照国内成功经验，采用单排钻孔灌注桩和水泥搅　拌桩组合的形式（见图３）做隔断屏障。对比上述钢　控；适当增加在不同条件下的实验桩，加强数据收　集与分析；严格控制现场材料堆放数量与方式；根　据监测数据，调整桩施工顺序与成孔速率，尽早封　孔等。　五、结语　当月雌数　ｔ支）　９　Ｉ　３　０．３８　３０　ｌ　２７　４月　２３　３０　Ｏ　７７　５月　４０　２９　１　３８　６月　１月施【：天数　Ｈ均桩数　（支／天）　月份　６９　３月　澳门当地人口密度达每平方公里５万多人，高居　世界第一位。人多地少，土地成为澳门十分紧缺而　又宝贵的资源。１９９３年后，澳门半岛基本上已无现　当月桩数　（支）　当月施工天数　Ｈ均桩数　（支／天）　３４　３ｌ　１．２０　３０　Ｏ．６７　２３　３０　Ｏ　７７　７　８　Ｏ　８８　成的土地供应，新的土地来源只能依靠填海造地和　收购旧住宅区进行重建。旧城区见缝插针起新建筑，　将是澳门建筑界的一个必然趋势：结合澳门地区的　地质特点，桩基础的应用也必将越来越广泛。在这　样的背景下，如何降低桩基施工对周边老旧建筑物　的影响，确实是摆在众多工程建设者面前的一个重　要课题，值得深入探究。　参考文献　［Ｉ］陈柏泉．桩基施　对邻近建筑物的影响分析［－Ｊ］．　福建建设科技，２０１　０（０４）．　１　管微型灌注桩围堰，优点是既可以降低围堰桩施工　本身的振动、沉降成胁，又可有效阻隔桩基施工的　＿不利影响。　４．其他因素　除了上述道路及老旧建筑物自身结构稳定性　差、成－Ｅ７：艺存往缺陷，以及成孔速率的影响外，　以下因素带来的影响也不可忽视　　ｌｌＩ　　ｌｌ　ｌＩ　ｌＩ　Ｉ】Ｉ　Ｉ　　Ｉｌ　Ｉ　ｌ　ｌ　Ｉ叫Ｉ　　ｌ　ｌｌ　ｏ％（１）地质条件。施工区域内冲积土层厚度近　：３０　Ｉｌｌ，质地松散，含水丰富，易受成孔影响引致周　边区域地面沉降　（２）封孔时间。成孔过程中，气流可能破坏钢　护筒外侧土体的稳定。成孔后，应及时投放桩芯材　料，进行高压注浆操作，否则受扰动士体易带来周　＼８８　８８８８４８　８８８ｏ８８８８８８８８ｏ８８ｏ８８８８８冒　　图３组合排桩隔振平面示意图　［２］吴小波．振动与冲击埘建筑物的影响的鉴定方法　及工程应用［Ｊ］．福建建设科技．２０１０（Ｏ１）．　边沉降危害。　［３］王霄志．桩基础施：　对周边建筑物的影响［Ｊ］．Ｊ　影响因素还包括材料堆积、成孔组织顺序、操　作人员素质、积水处理、海汐造成的地下水位变动、　天气状况等。　对于减轻ＯＤＥＸ工艺的振动和沉降效应危害，除　了上述设置阻隔屏障外，建议的措施还包括两个阶　段。　东土木与建筑，２０００（０６）．　（作者单位：中国土木工程集团有限公司。北京　１０００３８）　四、防治措施　该桩基施工对周边建筑物的影响，主要体现在　两个方面．一是“振动效应”，…是“沉降效应”。　１．设计阶段　应充分收集地质、周边老旧建筑及道路等资料，　在合理评估和充分论证的基础上，选择适合的基础　（ｔ－接第２３５页）　（２）避免门窗安装等工程与地暖地坪浇筑工程　五、结语　：｛．施工过程控制　（１）加热管的铺设应采用尽量减少弯曲应力的　方式，如双回形铺设等：管道弯曲半径不小于７倍　直径：铺设过程中应使加热管自然释放，避免出现　因扭曲使管道拱起的现象；同时应避免管道相交，　如无法避免与其他管道相交时，应采用过桥弯管，　交叉施工，严禁在加热管铺设后在上面行走或堆放　材料设备。混凝土浇筑时，应在加热管上搭设跳板，　将混凝土泵送至跳板（并应降低泵管出料口至跳板　的高度，减少混凝士的冲击），用平头锹人工铲运至　浇筑部位。　地暖地坪混凝土填充层开裂的原因存任多样性　和复杂性，要减少和控制裂缝也必须采取对应的、　综合性的措施。在地暖地坪填充层施工过程中，对　各控制要点进行有针‘对性的质量控制，可将裂缝控　制在一定范围内，减少裂缝对地暖地面的外观及使　（３）在混凝土浇筑过程中，做好二次抹压Ｊ二作，　使混凝土面层再次充分达到密实，以消除混凝土在　凝结硬化过程中由于收水硬化而产生的表面裂缝。　（４）填充层混凝土在浇筑完毕后６～Ｉ２　ｈ内进　行浇水养护，养护时间应适当延长，不少于１４　ｄ，　浇水次数使混凝土在早期硬化阶段保持湿润状态。　填充层混凝土浇筑尽量在门窗工程完成后进　行，施工时关闭落地玻璃窗和大玻璃移门等，减少　室内外温差；同时避免高楼层空气剧烈对流和阳光　照射，降低混凝士表面水分蒸发速度，避免混凝土　早期失水过快产生裂缝。　用功能的影响。　片将过桥弯管向　埋设，不宜高于聚苯板保温层。　针对门洞、走道等管道汇集较多的部位，使用粗集　料最大粒径不超过１０　ｍｉｌｌ的混凝土进行浇筑，确保　浇筑密实。　参考文献　［１］鱼剑琳，王沣浩．建筑　能应用新技术［Ｍ］．北京：　化学工业出版社，２００６．　［２］中华人民共和国住房和城乡建设部．辐射供暖供　冷技术规程［Ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２０１２．　［３］闫振甲，何艳君．泡沫混凝土实用生产技术［Ｍ］．　北京：化学工业出版社．２００６．　加热管的常用固定方式是用“ｕ”形固定卡固定　在聚笨板上。山于聚苯板表面强度较差，对固定卡　的抓力　：足。为有效阎定加热管，固定卡的间距应　按以卜要求控制：直营段间距≤ｏ．５ｍ　弯曲铺设处　至少采用三点　定，吲定点间距≤０．１５　ｎｌ，圆弧顶　部用双　进行㈣定。　［４］王铁梦．工程结构裂缝控制［Ｍ］．北京：中国建筑　工业出版社，１９９７．　（作者单位：中冶天工上海十三冶建设有限公司）