汪 牧
[摘要]主要闡述鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中質(zhì)量控制措施,并且針對(duì)這個(gè)問題查找裂縫產(chǎn)生的原因,并提出一些具體的防治措施
[關(guān)鍵詞]鋼筋焊接接頭搭接柱箍筋拉結(jié)筋處理鋼筋混凝土板裂縫原因防治
中圖分類號(hào):TU3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671—7597(2009)0620081—01
建筑的多層和高層的大量增加,促使框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用技術(shù)更加廣泛。如果認(rèn)真同現(xiàn)行的各類結(jié)構(gòu)和施工規(guī)范對(duì)照核檢,可以發(fā)現(xiàn)框架柱的鋼筋接頭和箍筋的設(shè)計(jì)施工以及填充墻工程中不被重視的一些質(zhì)量問題,在一定程度上給工程留下隱患。
近年來(lái),傳統(tǒng)的預(yù)制板逐漸被現(xiàn)澆板所取代,由于使用了現(xiàn)澆樓板,房屋的整體性、抗不均勻沉降性和結(jié)構(gòu)安全性均有很大提高,但也伴隨產(chǎn)生了一些樓板裂縫的情況,不少住戶擔(dān)心這些裂縫起因房屋的基礎(chǔ)沉降而向有關(guān)部門投訴。
一、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制措施
(一)鋼筋焊接。對(duì)于多層建筑的框架柱縱向鋼筋長(zhǎng)度不夠的連接較多,目前多采用焊接手段來(lái)完成。鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程(JGJ3-91)第5,2.14條現(xiàn)澆框架柱縱向筋的接頭明確規(guī)定:“柱縱向受力鋼筋應(yīng)在兩個(gè)水平面上搭接,搭接位置應(yīng)在受力較小區(qū)域”,“以相鄰接頭間距,焊接不得<500mm,搭接不得<600mm。接頭最低點(diǎn)距柱端不宣小于柱截面長(zhǎng)邊尺寸,且宜在樓板面以上750m處”。施工人員較少注意到這一要求,而是較習(xí)慣地把混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(GB50204—92)和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJIO-89)中對(duì)一般鋼筋混凝土柱受壓鋼筋接頭焊接可在同一截面的規(guī)定,不加分析的搬到多層框架柱中。這樣連接直接影響框架柱的抗剪承載和抗震性,存在著潛在的危險(xiǎn)性。
(二)鋼筋接頭搭接。施工規(guī)程(JGJ3—9t)第5.2.14條同時(shí)規(guī)定:“鋼筋直徑>22衄的宜采用焊接接頭”。施工人員因無(wú)法焊接時(shí),不得采用搭接形式的情況不少,當(dāng)然對(duì)于一級(jí)框架柱、二、三級(jí)框架底層柱除外,一般也是允許的。關(guān)鍵在于施工中較多重視了搭接長(zhǎng)度,而對(duì)搭接位置的接頭長(zhǎng)度范圍內(nèi)箍筋的間距要求多被忽視。
(三)柱箍筋。設(shè)計(jì)和施工人員不應(yīng)把框架柱箍筋的應(yīng)用隨便混用于一般鋼筋混凝土構(gòu)造柱,忽略了兩者之間的受力差異。在框架柱塑性鉸區(qū)范圍內(nèi),箍筋應(yīng)按需要進(jìn)行加密,合理配置箍筋對(duì)柱截面核心區(qū)混凝土能起到約束作用,可顯著地提高混凝土極限壓應(yīng)變區(qū),從而改善柱的變形能力,防止受壓區(qū)鋼筋屈服,提高抗剪的整體能力。
而對(duì)有抗震要求的框架結(jié)構(gòu),施工規(guī)程要求柱子的加密區(qū)箍筋“每隔一根縱向鋼筋都應(yīng)有兩個(gè)方向的約束”。對(duì)于此條規(guī)定設(shè)計(jì)人員也多有忽視。多數(shù)施工圖無(wú)明確表示和要求,也無(wú)文字說明,而施工時(shí)不可能考慮到這一要求,按常規(guī)照?qǐng)D施工。根據(jù)許多工程施工實(shí)際,必需考慮當(dāng)柱的縱向鋼筋每邊布4根或更多時(shí),為保持更好的拉結(jié)效果,無(wú)論有無(wú)抗震設(shè)防要求,柱的縱向鋼筋還應(yīng)每隔一根采用箍筋或增加拉結(jié)筋較好。拉筋應(yīng)在兩端彎成135。鉤,平直部分大于10d,這對(duì)提高柱的變形和混凝土的約束效果更好。
框架結(jié)構(gòu)柱也有采用每邊3根或大于3根縱向筋情況,多數(shù)未考慮設(shè)置復(fù)合箍筋。某辦公樓為六層框架結(jié)構(gòu)但框架柱每邊縱向筋為4根,仍為“口”型箍筋,顯然未按設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ3—91)第7 3.4規(guī)定“當(dāng)柱子每邊縱向鋼筋多于3根時(shí),應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋”的要求,而施工規(guī)程對(duì)此也有要求。
(四)箍筋彎鈞。施工規(guī)程(JGJ3—91)第3.3.4條規(guī)定箍筋的“彎鉤平直部分的長(zhǎng)度,對(duì)一般結(jié)構(gòu)不宜小于箍筋直徑的5d-對(duì)于有抗震要求的結(jié)構(gòu),不應(yīng)小于箍筋的10d”。同時(shí)要求箍筋未端應(yīng)彎成135。鉤,而抗震設(shè)計(jì)規(guī)范也作了同樣要求。施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)箍筋的加工有相當(dāng)部分達(dá)不到5d的直徑,彎鉤角度也控制不嚴(yán),達(dá)不到箍筋的構(gòu)造作用,必須引起重視。
(五)關(guān)于鋼筋代換。辦公樓規(guī)定使用鋼筋設(shè)計(jì)為II級(jí),因供貨短缺部分用Ⅲ級(jí)筋按等強(qiáng)比較后進(jìn)行代換,這種簡(jiǎn)單代換從強(qiáng)度上達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,更重要的是都忽視了抗拉強(qiáng)度(a b)同屈服強(qiáng)度(0 s)兩者比值的相關(guān)規(guī)定。施工規(guī)范(GBJ50204—92)第3.1.5條對(duì)此的具體要求是“對(duì)有抗震要求的框架,不宜以強(qiáng)度等級(jí)較高的鋼筋代替原設(shè)計(jì)中的鋼筋:當(dāng)必需代換時(shí),其代換的鋼筋檢驗(yàn)所得的實(shí)際強(qiáng)度尚應(yīng)符合第3.1.3條的要求”,也就是“對(duì)有抗震要求的框架結(jié)構(gòu)縱向受力筋抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的比值不應(yīng)小于1.25”。這樣作出規(guī)定是適宜的,并同設(shè)計(jì)規(guī)范,抗震規(guī)范的要求相似或一致,對(duì)鋼筋代換需作計(jì)算和檢驗(yàn)謹(jǐn)慎處理是安全的。
(六)拉結(jié)筋處理。拉結(jié)筋的設(shè)置不論有無(wú)抗震設(shè)計(jì)要求或?qū)μ畛潴w的抗側(cè)力,框架柱范圍的填充墻或隔墻均需與框架牢固較安全。使用要求框架柱與填充墻的交接處,從底部開始每隔500衄高設(shè)置26~8mm經(jīng)加工的拉結(jié)筋砌在填充墻體中。多年的要求和返工使這一規(guī)定在施工企業(yè)基本上執(zhí)行了,但仍存在的是加工的鋼筋不規(guī)范和長(zhǎng)度偏短,習(xí)慣為5D0叫長(zhǎng)度左右,低于一、二級(jí)框架要求“宜沿墻全長(zhǎng)設(shè)置”,三、四級(jí)框架“不應(yīng)小于墻長(zhǎng)的1/5或700mm”的較低要求。對(duì)無(wú)抗震設(shè)防要求與未作抗測(cè)要求的框架填充墻,一般只簡(jiǎn)單作與框架柱有不完全的拉結(jié),墻頂與粱底實(shí)際上是完全分離開的,設(shè)計(jì)中沒有作出規(guī)定和構(gòu)造要求,欲達(dá)到連接牢固結(jié)合較安全是不現(xiàn)實(shí)的,還需對(duì)各類規(guī)范熟悉掌握。重視這些構(gòu)造中容易忽視的一些問題。
二、鋼筋混凝土板裂縫的原因及防治
(一)現(xiàn)澆鋼筋混凝土扳出現(xiàn)裂縫產(chǎn)生的原因分析。目前,建筑工程中現(xiàn)澆鋼筋混凝土板出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象相當(dāng)普遍,原因較多,可以從施工和設(shè)計(jì)二個(gè)方面進(jìn)行分析。
1施工方面導(dǎo)致現(xiàn)澆板出現(xiàn)裂縫的主要原因
(1)板中正負(fù)受力鋼筋之間有效高度不夠,使受力鋼筋的抗拉強(qiáng)度不能有效發(fā)揮,反而加重了板上層混凝土的受壓應(yīng)力。該原因產(chǎn)生的裂縫往往是穿透性的,主要出現(xiàn)在板邊及板中受力比較集中的位置,這類裂縫嚴(yán)重者將影響結(jié)構(gòu)的使用安全,應(yīng)采取穩(wěn)妥的補(bǔ)救措施。
(2)施工單位為趕進(jìn)度,在現(xiàn)澆混凝土未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)即拆模,或板上施工堆載過重,也導(dǎo)致板開裂,出現(xiàn)穿透性裂縫。
(3)澆搗混凝土前,板底鋼筋無(wú)保護(hù)層墊塊或保護(hù)層墊塊分布太稀,也易使板出現(xiàn)裂縫、裂縫性質(zhì)同(2)條。
(4)混凝土實(shí)際強(qiáng)度等級(jí)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí),導(dǎo)致混凝土受壓強(qiáng)度不夠而開裂。
2設(shè)計(jì)方面引起現(xiàn)澆板出現(xiàn)裂縫的主要原因
(1)由于結(jié)構(gòu)計(jì)算的疏忽,設(shè)計(jì)板件偏薄,配筋偏少,該原因產(chǎn)生的板縫影響到結(jié)構(gòu)安全。
(2)設(shè)計(jì)中未充分估足裝修荷載、使用荷載(即設(shè)計(jì)活荷載偏小),以致設(shè)計(jì)受力小于實(shí)際受力,板因此開裂。
(3)屋面板的溫度應(yīng)力不可忽視,尤其是無(wú)可靠保溫隔熱層的屋面板受溫度影響較大,若設(shè)計(jì)中未加以考慮,板往往開裂。
(二)現(xiàn)澆鋼筋混凝土板出現(xiàn)裂縫的防治措施。上述裂縫雖屬非結(jié)構(gòu)
受力因素所引起的,但現(xiàn)澆板裂縫既影響美觀,又容易使住戶產(chǎn)生心理上的不安,而且裂縫不僅會(huì)影響抗?jié)B效果,也易造成水分侵蝕鋼筋,影響使用耐久性。因此,針對(duì)上述裂縫產(chǎn)生的原因,提出了一些防治措施。
1加強(qiáng)現(xiàn)澆板澆搗后的養(yǎng)護(hù)。混凝土養(yǎng)護(hù)是整個(gè)施工過程中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié),忽視對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù),既會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度,又易使其在硬化過程中失水得不到及時(shí)補(bǔ)償而產(chǎn)生裂縫,尤其在高溫下施工,更應(yīng)經(jīng)常澆水養(yǎng)護(hù),這樣既可減少溫度產(chǎn)生的裂縫,也可降低由于混凝土的收縮而產(chǎn)生的約束應(yīng)力,有效控制裂縫。同時(shí),對(duì)水泥砂漿地面,也要嚴(yán)格按施工順序操作,并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),經(jīng)常使地面處于濕潤(rùn)狀態(tài),也能有效地抑制地面裂縫的產(chǎn)生。
2嚴(yán)格控制砂的粒徑及含泥量。混凝土用砂應(yīng)采用中粗砂,如砂粒過細(xì),砂的含泥量超過標(biāo)準(zhǔn),不僅降低強(qiáng)度,也會(huì)使混凝土產(chǎn)生裂縫,這是因?yàn)槟嗟呐蛎浶源笥谒嗯蛎浶缘木壒省?/p>
3在板角增加輻射筋?,F(xiàn)澆板的四周在設(shè)計(jì)上都已配置負(fù)筋,但針對(duì)絕大多數(shù)裂縫產(chǎn)生于板角這一現(xiàn)象,在板角四周增設(shè)輻射筋,使產(chǎn)生裂縫的應(yīng)力作用方向與輻射筋相一致,能有效地抑制裂縫,此外配筋較多時(shí),相對(duì)來(lái)說也能明顯改善裂縫的產(chǎn)生或擴(kuò)展,根據(jù)裂縫距板角的距離,輻射筋長(zhǎng)度為1.5m左右。
4嚴(yán)格控制材料進(jìn)場(chǎng)情況,材料進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后要及時(shí)取樣檢測(cè),對(duì)于含泥量超標(biāo)的砂子,石粉含量超標(biāo)的石子,安定性不好的水泥等要禁止使用:
5嚴(yán)格控制混凝土施工配合比。根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)和混凝土和易性的要求確定配合比。嚴(yán)格控制好水灰比。選擇級(jí)配良好的石子,減小空隙率和砂率以減少收縮量,提高混凝土抗裂強(qiáng)度。
6模板及其支撐系統(tǒng)要有足夠的剛度。樓板模板支撐的間距要適宜,使樓板模板剛度與梁模板剛度不至于相差太大。施工機(jī)具和材料不要集中堆放在一塊樓板上,避免造成較大的荷載使還未達(dá)到強(qiáng)度的混凝土樓板產(chǎn)生裂縫。
7在混凝土澆搗前,應(yīng)先將基層和模板澆水濕透,避免過多吸收水分,澆搗過程中應(yīng)盡量做到既振搗充分又避免過度。
8在混凝土澆搗過程中要安排鋼筋工對(duì)踩亂的鋼筋及時(shí)調(diào)整,保證板筋的間距及保護(hù)層厚度。
9施工中盡量不要留置施工縫,對(duì)不可避免的施工縫在繼續(xù)施工時(shí)要按施工規(guī)范要求進(jìn)行處理。
10針對(duì)各種預(yù)埋線管處產(chǎn)生的裂縫的防治措施。對(duì)于預(yù)埋較粗的管線或多根線管的集散處,應(yīng)要求重新增設(shè)垂直于線管的短鋼筋網(wǎng)加強(qiáng)。線管在敷設(shè)時(shí)應(yīng)盡量避免立體交叉穿越,交叉布線處可采用線盒進(jìn)行換接,同時(shí)在多根線管的集散處宜采用放射形分布,盡量避免緊密平行排列,以確保線管底部的混凝土灌注順利和振搗密實(shí)。
11施工后澆帶時(shí)應(yīng)制定施工方案,杜絕在后澆帶處出現(xiàn)混凝土不密實(shí)、不按圖紙要求留企口縫,以及施工中鋼筋被踩彎等現(xiàn)象。同時(shí)更要杜絕在未澆注混凝土前就將部分模板,支撐拆除而導(dǎo)致梁板形成懸臂。造成變形。