李海洋
河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司(450014)
當(dāng)前,現(xiàn)澆混凝土樓板出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象比較普遍。筆者回顧了近年來的工程實(shí)踐,試對(duì)現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的現(xiàn)狀、成因進(jìn)行分析。
僅就我公司參加鑒定的近40棟有裂縫的住宅樓統(tǒng)計(jì),裂縫一般都發(fā)生在施工后期及使用后;裂縫主要發(fā)生在以下部位:1)現(xiàn)澆樓板跨中,沿進(jìn)深通長方向;2)沿負(fù)彎矩筋邊緣,進(jìn)深方向;3)模板四角 45°折角處;4)沿電線管預(yù)埋方向;5)施工縫處。
裂縫深度多為貫通裂縫和縱深裂縫,少部分為表面裂縫和淺層裂縫。 (當(dāng) h<0.1·H 時(shí)為表面裂縫;當(dāng) 0.1·H<h<0.5·H時(shí)為淺層裂縫;當(dāng) 0.5·H<h<1.0·H 時(shí)為縱深裂縫;當(dāng) h=H 時(shí)為貫通裂縫。H:板厚,h:縫深。)按裂縫出現(xiàn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)多為中期裂縫。(早期裂縫一般出現(xiàn)在3個(gè)月之內(nèi),中期裂縫均在6個(gè)月之內(nèi),其后1~2年或更長,屬后期裂縫。)裂縫寬度在0.1 mm~0.5mm居多。個(gè)別的大于0.5mm,或只有0.05mm。裂縫形態(tài)呈上寬下窄形式,或肉眼只觀察到上部裂縫,下部沒有縫,但澆水試驗(yàn),滲水軌跡清晰。裂縫呈現(xiàn)一定的規(guī)律性,即大開間多、小開間少;南向房間多、北向房間少;底層多、上層逐漸減少;進(jìn)深方向多、開間方向少;條形樓中間單元多,邊單元少。
由于裂縫具有較明顯的規(guī)律性和普遍性,排除了偶然因素的影響(如設(shè)計(jì)失誤、施工事故等),它反映了目前在國內(nèi)外工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中一個(gè)相當(dāng)普遍的問題,就是建筑物裂縫問題。大量的調(diào)查與實(shí)測研究證明,砼裂縫原因有兩類:第一類,由外荷載直接應(yīng)力引起的裂縫和次應(yīng)力引起的裂縫;第二類,由變形作用引起的裂縫,變形作用包括溫度變形、收縮變形和地基不均勻沉降變形。
我市現(xiàn)澆樓板大量裂縫的出現(xiàn)并非與荷載有直接關(guān)系,通過對(duì)現(xiàn)澆樓板裂縫現(xiàn)狀的調(diào)研、分析可以認(rèn)定,90%以上的裂縫是由變形作用引起的;在變形作用中,由地基不均勻沉降變形引起的裂縫發(fā)生的很少,主要是溫度變形和收縮變形引起的。由于這兩種變形受到約束超過砼的抗拉強(qiáng)度,導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。
干燥收縮主要是砼在硬化后較長時(shí)間產(chǎn)生的水分蒸發(fā)引起的。砼中由于集料的干燥收縮很小,主要是水泥石干燥收縮造成的。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)裂縫的時(shí)間大多在主體工程完工后3~10個(gè)月之間。而且條形樓砼板收縮裂縫的薄弱部位在中間,裂縫方向與條樓垂直,這一力學(xué)特征與前述裂縫的規(guī)律性是一致的。
目前磚混結(jié)構(gòu)中的現(xiàn)澆板,由于抗震要求,不僅有墻體的約束,而且有圈梁、構(gòu)造柱的約束,可以說約束非?!皬?qiáng)大”,前述裂縫下層多、上層少,呈規(guī)律性。所以說,只要砼的溫差應(yīng)力和收縮變形這一固有本性不變,只要有約束存在,現(xiàn)澆砼板的裂縫就是不可避免的。
除了內(nèi)因條件外,還有外因條件的作用,外因通過內(nèi)因起作用。外因條件中首先是季節(jié)溫差對(duì)樓板的影響。在我市住宅工程施工工期主要有兩種情況:1)當(dāng)年開工當(dāng)年竣工;2)入冬前完成主體。越冬后,裝修竣工。其主體工程不是在炎夏就是在嚴(yán)冬,砼現(xiàn)澆板一年內(nèi)季節(jié)溫差40~60℃,尤其是越冬的建筑物,主體完工后即停止養(yǎng)護(hù)。有的住宅入冬前交驗(yàn),但多數(shù)用戶并不入住,室內(nèi)在封閉狀態(tài)下采暖,處于完全干燥狀態(tài)?,F(xiàn)澆板在這種反復(fù)溫差作用下,砼內(nèi)部產(chǎn)生溫差應(yīng)力,必然引起變形,但其變形卻受到圈梁構(gòu)造柱和墻體的約束,造成現(xiàn)澆樓板在四角折角處和房間中部受拉產(chǎn)生裂縫。
此外,除季節(jié)溫差影響外,裂縫與施工質(zhì)量控制水平有著密切的關(guān)系。
干燥的環(huán)境對(duì)早期砼的抗裂能力有嚴(yán)重影響,國內(nèi)有關(guān)試驗(yàn)表明,濕潤養(yǎng)護(hù)的砼其極限拉伸值比干燥養(yǎng)護(hù)的要大20%~50%。裂縫一旦產(chǎn)生,開始的微裂縫和楔形裂縫的尖端起到毛細(xì)管的吸水作用和楔劈作用,收縮應(yīng)力集中,裂縫向下延伸,此種裂縫一般發(fā)生較早,當(dāng)砼再次經(jīng)歷溫差變化及干縮變形時(shí),應(yīng)力集中于原有裂縫處,致使原有的部分裂縫裂透。
1)施工縫處,多是接搓處理不細(xì),致使新舊砼銜接不緊密,砼凝固過程中收縮變形引發(fā)裂縫。
2)預(yù)埋線管部位。在線管預(yù)埋時(shí)不按規(guī)程嚴(yán)格操作,致使線管位置的保護(hù)層厚度失控,有的多管交叉,如不仔細(xì)處理會(huì)使局部截面削弱,抵抗砼變形能力減小,在砼產(chǎn)生溫差應(yīng)力或干縮時(shí),在此位置引發(fā)裂縫。
3)早期塑性裂縫,中后期產(chǎn)生的裂縫,有許多是早期裂縫的發(fā)展,這種裂縫一般發(fā)生較早,在砼澆筑完數(shù)小時(shí)內(nèi)便出現(xiàn),有的干縮裂縫是早期塑性裂縫的延伸。