林彥文
(福建聯(lián)美建設(shè)集團(tuán)有限公司)
現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的控制措施
林彥文
(福建聯(lián)美建設(shè)集團(tuán)有限公司)
本文首先對(duì)現(xiàn)澆混凝土裂縫的種類進(jìn)行分析,然后對(duì)現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析,分別從設(shè)計(jì)、施工、材料等方面提出了控制裂縫產(chǎn)生的措施,進(jìn)而為提高我國(guó)建筑工程施工質(zhì)量提供依據(jù)。
樓板裂縫;成因;措施
1.1現(xiàn)澆混凝土樓板是各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件中最容易發(fā)生建筑質(zhì)量問題的部位
大量資料顯示,絕大部分現(xiàn)澆樓板存在裂縫的問題,有的還相當(dāng)嚴(yán)重,影響到結(jié)構(gòu)的承載力,有的還必須進(jìn)行加固之后才能使用;有的即使不影響樓板的承載力,但卻使得樓板漏水滲水,(進(jìn)而導(dǎo)致鋼筋銹蝕,降低了結(jié)構(gòu)的耐久性,)影響居民正常的生活。有些樓板收縮裂縫,雖然對(duì)人的生命安全不造成危害,但是對(duì)房屋裝飾面層造成嚴(yán)重?fù)p壞,影響居室外觀。
1.2混凝土裂縫種類及形態(tài)
(1)收縮裂縫:其表現(xiàn)形態(tài)通常為樓板切角45°和板中的橫向裂縫;
(2)結(jié)構(gòu)裂縫:裂紋平行鋼筋方向或沿墻邊或梁邊方向;
(3)溫差裂縫:平裂縫、斜向裂縫、豎向裂縫;從裂縫的深度上又可劃分為淺表裂縫、縱深裂縫、貫穿裂縫。
(1)收縮裂縫是由于板角底面橫縱兩向收縮受到外圈墻約束,產(chǎn)生橫縱兩向剪應(yīng)力,其合力為板角45°方向垂直的主拉應(yīng)力,主拉應(yīng)力的大小沿板角45°。垂直方向是積累漸變的,當(dāng)其大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)即將產(chǎn)生切角度裂縫;樓板中部的橫向收縮裂縫,是由于樓板混凝土收縮受到橫縱圈梁約束產(chǎn)生的拉應(yīng)力方向樓板中心不變點(diǎn)積累的結(jié)果,突出表現(xiàn)為樓板橫向裂縫多在樓板中部及界面最小的部位。
(2)結(jié)構(gòu)裂縫是由于結(jié)構(gòu)發(fā)生變形,當(dāng)變形量超過了規(guī)范允許值后才引起裂縫,應(yīng)力通常和結(jié)構(gòu)的剛度有一定的關(guān)系,裂縫出現(xiàn)后變形得到滿足或部分滿足,同時(shí)結(jié)構(gòu)剛度下降。在一些結(jié)構(gòu)中,雖然材料的強(qiáng)度不夠,但該材料具有良好的韌性,也能夠適應(yīng)過大的變形,具有很強(qiáng)的抗裂性能。
(3)溫度裂縫是由于外界溫度的變化使房屋建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生脹縮變形,當(dāng)這種變形受到其他構(gòu)件的約束時(shí),就會(huì)在構(gòu)件內(nèi)部或相互約束的不同材料構(gòu)件之間產(chǎn)生應(yīng)力(主要為拉應(yīng)力和剪應(yīng)力),當(dāng)應(yīng)力超過構(gòu)件材料的強(qiáng)度極限時(shí),就產(chǎn)生了溫度裂縫。
3.1設(shè)計(jì)原因
(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,由于要滿足業(yè)主的經(jīng)濟(jì)要求,現(xiàn)澆板的厚度設(shè)計(jì)偏薄,板內(nèi)的配筋量相對(duì)偏少,這種情況產(chǎn)生的板縫會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的安全造成影響。
(2)設(shè)計(jì)中忽略了屋面板的溫度應(yīng)力,特別是對(duì)于無可靠保溫隔熱層的屋面板來說,溫度應(yīng)力對(duì)板的受力影響很大,由于溫度應(yīng)力造成屋面板出現(xiàn)大量裂縫。
3.2控制措施
在設(shè)計(jì)方面上,建筑企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的教育培訓(xùn),強(qiáng)化綜合素質(zhì)。促使設(shè)計(jì)人員能夠多方位考慮各種因素,根據(jù)建筑實(shí)際中的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),采取不同對(duì)應(yīng)的鋼筋配套和分縫手段。同時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格按照工程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范化方案制定。實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)整體的合理性和降低樓板的裂縫。
4.1施工原因
(1)樓板上層鋼筋網(wǎng)沒有進(jìn)行有效的保護(hù),又有不同工種的交叉作業(yè),施工人員多,行走十分頻繁,樓板上層鋼筋受到工人踩踏后發(fā)生彎曲、變形、偏位、下墜等,導(dǎo)致上層鋼筋的混凝土保護(hù)層過大,甚至根本缺失樓板的上層鋼筋。
(2)樓板拆模過早,使樓板產(chǎn)生彈性變形,在支座處產(chǎn)生負(fù)彎矩。施工過程中,混凝土的強(qiáng)度沒有達(dá)到規(guī)定要求,拆模過早或者在混凝土強(qiáng)度未達(dá)到規(guī)定要求時(shí)就施加外荷載等。這些因素都直接造成混凝土樓板產(chǎn)生彈性變形,致使混凝土早期強(qiáng)度過低,在彎、拉、壓應(yīng)力的作用下,樓板產(chǎn)生過大的裂縫。
(3)預(yù)埋線管處的裂縫。當(dāng)前在現(xiàn)澆樓板中大多采用PVC管作為預(yù)埋穿線管,這種材料表面光滑,彈性較大,直徑較大,與混凝土結(jié)合差,在樓板中形成薄弱層。混凝土澆搗時(shí),容易引起PVC管上移或下沉,使得板頂或板底保護(hù)層變薄,使混凝土截面受到較多削弱,從而引起應(yīng)力集中,使樓板容易出現(xiàn)沿穿線管走向的裂縫的發(fā)生。并且線管的敷設(shè)走向又垂直于混凝土的收縮和受拉力向時(shí),就更容易發(fā)生樓面裂縫。
(4)由于外界溫度的驟變,會(huì)引起現(xiàn)澆樓板體積脹縮,由于這種脹縮受到板內(nèi)鋼筋的約束,而使混凝土樓板產(chǎn)生收縮裂縫。
4.2控制措施
(1)過分抹平壓光,過度地抹平壓光會(huì)使混凝土的細(xì)骨料過多地浮到表面,形成含水量很大的水泥漿層,水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣,引起表面體積碳水化收縮,導(dǎo)致混凝土樓板表面出現(xiàn)裂縫。因此,混凝土樓板澆筑完畢后,表面刮抹應(yīng)限制到最小程度,防止在混凝土表面撒干水泥刮抹。
(2)設(shè)置后澆帶,后澆帶部位通常設(shè)置獨(dú)立的模板支撐系統(tǒng),后澆帶混凝土澆筑完成后,并保證后澆帶混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,才能夠?qū)⒛0搴椭尾鸪?/p>
(3)加強(qiáng)對(duì)樓面混凝土的養(yǎng)護(hù)工作,及時(shí)對(duì)現(xiàn)澆樓板進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù),防止水分過快的蒸發(fā);在樓板混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2MPa前,不得在其上踩踏或進(jìn)行其它工序的施工,保證樓板的養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d。
(4)在樓板薄弱部位采用鋼筋網(wǎng)加強(qiáng),設(shè)置溫度鋼筋,對(duì)于現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板,可通過提高防水等級(jí)、增加保溫隔熱、設(shè)置溫度鋼筋以及設(shè)置伸縮縫等來訪者裂縫的出現(xiàn)。
5.1材料原因
(1)水泥的水化熱過高,硅酸鈣、鋁酸鈣含量過高,增大了混凝土的溫度應(yīng)力,進(jìn)而加快了裂縫的產(chǎn)生。
(2)當(dāng)采用商品混凝土?xí)r,水泥用量多、流動(dòng)性大,水用量較大,導(dǎo)致混凝土樓板發(fā)生過大的收縮而產(chǎn)生裂縫。
(3)水泥標(biāo)號(hào)及混凝土等級(jí)過高,導(dǎo)致收縮、水化熱過大。
(4)粗細(xì)骨料中含泥量過大,顆粒級(jí)配不良而導(dǎo)致收縮增大。
(5)配合比設(shè)計(jì)時(shí)沒有選擇合適的砂率、水灰比,造成混凝土和易性差,導(dǎo)致混凝土發(fā)生離析、泌水,保水性不良,增加收縮量。
5.2控制措施
(1)按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)混凝土原材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制,水泥選用時(shí)應(yīng)考慮其水化熱,嚴(yán)格控制粗細(xì)骨料的含泥量,選用級(jí)配良好的砂石,提高混凝土的抗裂強(qiáng)度。
(2)合理摻入減水劑和塑化劑。
(3)控制水灰比,盡量減少混凝土的單位用水量,必要時(shí),可摻加適量的高效減水劑,提高混凝土的和易性和耐久性。
6.1工程概況
某工程位于福州市楊橋東路19號(hào),地上總建筑面積23337.67m2,地下室面積7604m2。建筑層數(shù)地上21層、地下2層,建筑總高度70.45m,建筑占地面積2015m2。本工程結(jié)構(gòu):雙塔式結(jié)構(gòu),地下二層,大底盤裙房二層,南樓地上二十層,建筑物高度:67.1m;北樓地上二十一層,建筑物高度:70.15m。設(shè)計(jì)標(biāo)高± 0.000相對(duì)于絕對(duì)標(biāo)高(零高程)8.500.建筑等級(jí)為Ⅰ級(jí);主體結(jié)構(gòu)體系為框剪,抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度,合理使用年限50年。
6.2現(xiàn)場(chǎng)勘察和檢測(cè)鑒定情
為了檢測(cè)該項(xiàng)工程結(jié)構(gòu)的安全性,現(xiàn)場(chǎng)對(duì)墻體、樓板裂縫進(jìn)行全面的勘察檢測(cè),并對(duì)砂漿強(qiáng)度、混凝土強(qiáng)度、基礎(chǔ)和鋼筋進(jìn)行抽檢,將全部裂縫進(jìn)行歸納總結(jié)后,按裂縫的形態(tài)主要概況為以下幾種,如表1所示。
表1 裂縫的各種形態(tài)及所在比例
根據(jù)上述檢測(cè)結(jié)果和校核驗(yàn)算,可以確定現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的主要因有以下幾種:混凝土收縮、施工縫處理不當(dāng)、溫度變化、施工質(zhì)量差、混凝土水化熱過大等引起的。
6.3裂縫原因分析
混凝土的收縮變形是混凝土工程的固有特性,影響混凝土收縮的因素主要有混凝土配合比、水泥的種類、骨料質(zhì)量和含泥量、外加劑的種類及摻量、環(huán)境溫度、空氣濕度、和混凝土的養(yǎng)護(hù)條件等。當(dāng)現(xiàn)澆混凝土樓板收縮受到其支承結(jié)構(gòu)的約束時(shí),板內(nèi)的拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),就會(huì)產(chǎn)生裂縫。
本工程現(xiàn)澆混凝土樓板產(chǎn)生裂縫的原因很多,上文筆者已經(jīng)對(duì)樓板裂縫產(chǎn)生的常見因素進(jìn)行了詳細(xì)的分析,在此不在過多的敘述,只要控制好上文幾種樓板裂縫產(chǎn)生的因素,就能夠最大化的降低現(xiàn)澆混凝土樓板的裂縫。
6.4裂縫的應(yīng)對(duì)處理
即使在施工中采取預(yù)防控制措施,但也無法徹底消除現(xiàn)澆混凝土樓板的裂縫,對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫,可以遵守以下原則進(jìn)行處理:
(1)裂縫寬度在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)時(shí),可不對(duì)其進(jìn)行處理。當(dāng)超過規(guī)范范圍時(shí),需要查明裂縫產(chǎn)生原因,待裂縫發(fā)展穩(wěn)定后再進(jìn)行處理。對(duì)于影響結(jié)構(gòu)安全的裂縫,則需要結(jié)合設(shè)計(jì)單位和相關(guān)部門進(jìn)行協(xié)商處理。
(2)對(duì)于對(duì)結(jié)構(gòu)安全不造成影響的裂縫可按下述方法進(jìn)行處理:
化學(xué)灌漿法:適用于樓板貫通裂縫,采用專用壓力設(shè)備,將化學(xué)漿液壓入到板縫內(nèi),常用的化學(xué)漿有聚氨脂、環(huán)氧樹脂等。
開槽嵌縫法:在原有裂縫位置開槽,然后將槽內(nèi)的雜物清理干凈,采用密封材料嵌實(shí),常用的密封材料有密封油膏、環(huán)氧膠泥、聚合物砂漿等。
表面涂抹法:在裂縫表面涂刷防護(hù)砂漿或密封涂料,一般還應(yīng)附加玻纖布作加勁層,防護(hù)砂漿采用聚合物砂漿或氯丁膠乳砂漿;密封涂料常采用聚氨脂或環(huán)氧樹脂。
現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫雖是一種常見的結(jié)構(gòu)質(zhì)量通病,但只要嚴(yán)格控制混凝土樓板原材料的質(zhì)量,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工,嚴(yán)格遵守各種規(guī)范規(guī)定,就能大大地減少混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的可能性,進(jìn)而提高結(jié)構(gòu)的安全性。
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TU755
A
1673-0038(2015)15-0064-02
2015-3-20