駱仲鋒
(蘭州軍區(qū)總醫(yī)院工程建設(shè)指揮部,甘肅 蘭州 730050)
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談現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的危害及成因分析
駱仲鋒
(蘭州軍區(qū)總醫(yī)院工程建設(shè)指揮部,甘肅蘭州730050)
摘要:在鋼筋混凝土的施工作業(yè)中,裂縫的產(chǎn)生是一種帶有普遍性的常見現(xiàn)象,其根本原因是由于應(yīng)力釋放的效應(yīng)所產(chǎn)生的結(jié)果。因此在建筑領(lǐng)域,鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)性裂縫也是一個較難克服的世界性難題。對于建筑物來講,混凝土裂縫的危害輕則會影響業(yè)主對房屋的正常使用,重則會危及建筑物的結(jié)構(gòu)安全,并大大降低其正常的使用壽命。本論述從不同角度對鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)性裂縫所造成的危害進(jìn)行了闡述,分析了混凝土裂縫的一些誘因,并透過誘因?qū)κ┕し椒ㄟM(jìn)行了更進(jìn)一步的探討,對在施工期如何有效規(guī)避和合理控制混凝土裂縫具有一定的借鑒意義。
關(guān)鍵詞:混凝土;澆筑構(gòu)件;結(jié)構(gòu)裂縫;成因分析
DOI 10.3969/j.issn.1672-6375.2016.05.020
施工裂縫對于建筑物而言,僅僅影響美觀還是次要的,長期暴露的裂縫由于滲漏或雨水侵蝕將會引起鋼筋銹蝕,破壞建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性,降低其剛度和耐用度,從而大大降低整體結(jié)構(gòu)的耐久性,影響建筑物的正常功能發(fā)揮和使用壽命。因此,解決混凝土的施工裂縫,是建筑企業(yè)在生產(chǎn)實(shí)踐中不容忽視的一個重要環(huán)節(jié)。
業(yè)界公認(rèn),鋼筋混凝土裂縫是影響建筑工程質(zhì)量的一大通病,同時隨著公眾維權(quán)意識的逐步增強(qiáng),由該問題引發(fā)的質(zhì)量投訴案件呈現(xiàn)逐年增加趨勢。眾所周知,在澆灌鋼筋混凝土構(gòu)件時所生成的裂縫,是國際建筑行業(yè)公認(rèn)的比較難以從根本上解決的困局之一。這些裂縫可能會出現(xiàn)在梁柱、墻體、樓板、檐口、門窗和預(yù)埋管線的接縫處,有些表現(xiàn)為淺表性,有些則是貫通傷,對于超大構(gòu)件甚至還會產(chǎn)生隱藏在內(nèi)部深處的暗紋,只有通過超聲探傷設(shè)備才能查出問題。
筆者結(jié)合多年從事建筑施工管理工作的經(jīng)驗(yàn),根據(jù)工程中經(jīng)常出現(xiàn)的實(shí)際問題,分析了鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生裂縫的危害和形成原因,并提出了相應(yīng)的注意事項(xiàng)和預(yù)防措施。
混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他混合填料為基料,經(jīng)過充分地混合、攪拌、成型、振搗而形成的非均勻并且具有脆性特質(zhì)的材料集合體。由于眾多材料本身獨(dú)特的物理和化學(xué)特性,混凝土在凝結(jié)成型的過程中,自然而然就會形成大量的孔隙、氣穴和微小裂縫,正是因?yàn)榇嬖谥@些無法回避的原始性缺陷,所以,裂縫問題才被建筑行業(yè)視為會直接造成混凝土施工質(zhì)量問題的一個必須高度重視的極為重要的環(huán)節(jié)。
從理論上來講,微裂縫通常并無太大的危害,對混凝土構(gòu)件在承重、防滲及其正常使用功能上也不會產(chǎn)生很大危害。但是當(dāng)混凝土構(gòu)件在受到承重荷載或遭受環(huán)境溫差變化等作用后,微裂縫就會不斷地發(fā)生擴(kuò)展、延伸,并且逐步連通直至成片,最終轉(zhuǎn)化成為肉眼能看得見的較大裂縫,當(dāng)這些裂縫得不到及時修復(fù)的時候,空氣中的二氧化碳、二氧化硫等有害氣體、酸性媒介以及雨水、施工污水等雜質(zhì)成分,都會沿著這些縫隙滲入混凝土內(nèi)部,加快鋼筋骨架的銹蝕,與堿集料發(fā)生化學(xué)反應(yīng),并加快碳化速度的發(fā)生,從而引發(fā)混凝土構(gòu)件耐久性的下降,縮短建筑物的使用壽命。
事實(shí)上,混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因是多方面的,而且也很復(fù)雜,客觀上有材料因素、施工環(huán)境及溫度變化等因素,同時也會有設(shè)計、施工、監(jiān)理、安全使用等方面的主觀因素??傊?,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因和變化種類很繁雜,要想從根本上解決混凝土施工中的裂縫問題,還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手,正確判斷、合理配料、按規(guī)程施工,并在業(yè)主后期的使用過程中,注意科學(xué)合理地安排裝修,經(jīng)常檢查并盡早發(fā)現(xiàn)問題,及時通知專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行維修處理。
2.1影響結(jié)構(gòu)承載力和使用安全性
對于承受著一定彎曲重量的構(gòu)件(比如結(jié)構(gòu)梁、過梁和樓板),雖然規(guī)范里要求在受彎區(qū)的合理范圍內(nèi),允許存在一定寬度的裂縫(不允許貫通裂縫和超長裂縫),但是裂縫對結(jié)構(gòu)承載力所造成的影響依然不可小覷。因?yàn)?,建筑設(shè)計的本身,并未考慮后期在交付業(yè)主之后,由于裝修而帶來的設(shè)計之外的其他負(fù)重因素,主要是指一些使用者在裝修時給過梁和樓面額外增加的載荷(比如結(jié)構(gòu)鋼架、裝飾面磚、開槽布線、水泥砂石和一些輔助材料),以及業(yè)主在后期使用時所必須添置的一些家裝設(shè)備(比如家具、電器設(shè)備、采暖設(shè)施等),這些額外因素均會加重建筑裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)展,并最終影響到業(yè)主的正常使用。
2.2建筑結(jié)構(gòu)的防水性能將大打折扣
墻面裂縫和樓板裂縫是近年來業(yè)主反映問題最為集中的地方之一,而裂縫給用戶帶來的最大危害就是滲漏問題,尤其是在設(shè)計中沒有防水要求的部位表現(xiàn)會尤為突出。在實(shí)際監(jiān)管中發(fā)現(xiàn),對于在設(shè)計上沒有防水要求的生活起居室,如果裂縫在施工階段沒有一次性處理好,一旦交到用戶手里轉(zhuǎn)變成為陳舊性裂縫,即使反復(fù)多次的維修均無濟(jì)于事。這個問題不但關(guān)乎建筑物的結(jié)構(gòu)安全、使用壽命和產(chǎn)品質(zhì)量,更是對建筑企業(yè)施工能力和水平的一個評判,也是企業(yè)誠信和信譽(yù)的集中體現(xiàn)。
2.3降低建筑物的耐久性和使用壽命
對于一些長期不做維修處理或暴露在自然環(huán)境中的裂縫,其對氣候環(huán)境所造成的化學(xué)侵蝕(局部酸雨、雨霧、露珠)、季節(jié)變換帶來的循環(huán)凍融、材料在接近使用年限時的碳化現(xiàn)象以及鋼筋的自然銹蝕、建筑集料的堿性反應(yīng)等等,都會表現(xiàn)得更為敏感,而這些都會成為裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大的因素,最終使裂縫的破壞因素由量變發(fā)生質(zhì)變,對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生極大的破壞效果。撇開專業(yè)術(shù)語也可以換句話說,往往對建筑物使用壽命的判斷和衡量,除了受混凝土自身材料性質(zhì)的影響外,另外一個很重要的影響因素,就是查驗(yàn)施工階段對構(gòu)件裂縫的驗(yàn)收和處理清單。
3.1使用商品混凝土引起的收縮裂縫
商品混凝土由于大多采用車輛運(yùn)輸和機(jī)械泵傳送,混凝土的流動性能相對較好,因此一般商品混凝土的坍落度都比較大。正是由于坍落度偏大,經(jīng)過振搗后容易使表層的水泥含量相對偏高。對于收縮性較大的水泥浮漿層及砂漿層,一方面由于砼初凝時表面游離水分蒸發(fā)過快產(chǎn)生急劇的體積收縮,而此時砼早期強(qiáng)度較低(面層為砂漿層強(qiáng)度更低),不能抵抗這種變形應(yīng)力而導(dǎo)致砼表面開裂,另一方面由于面層浮漿或砂漿的收縮值比基層砼大許多,這種無法克服的變形值不同而導(dǎo)致面層開裂。
3.2樓板的彈性變形及支座處的負(fù)彎矩影響
施工中當(dāng)混凝土尚未達(dá)到拆模條件時,為追趕施工進(jìn)度過早拆模,或者在混凝土尚未滿足終凝時間就施加了一定的荷載等,都會造成混凝土發(fā)生彈性變形,致使混凝土構(gòu)件因?yàn)檫^早受力而產(chǎn)生裂縫;還有施工中不注意對已固定鋼筋網(wǎng)架的保護(hù),把負(fù)筋踩彎或踩倒,都會造成支座處負(fù)筋不足,澆筑后導(dǎo)致板面因彎曲出現(xiàn)裂縫。
3.3后澆帶施工不慎而造成的裂縫
施工中為了解決鋼筋混凝土收縮變形和溫度應(yīng)力問題,規(guī)范要求應(yīng)局部采用施工后澆帶法。實(shí)際施工過程中,預(yù)留的后澆帶部分在澆筑時會因?yàn)榛炷亮魈柿粝滦遍?,如果對留下的斜槎未能及時進(jìn)行徹底鑿除,也可能會因?yàn)槭湛s比造成板面產(chǎn)生裂縫。
3.4預(yù)埋管線產(chǎn)生的樓板裂縫
預(yù)埋線管處沿管線方向容易出現(xiàn)表面裂縫,局部也會出現(xiàn)呈發(fā)散狀或龜裂狀的不規(guī)則裂縫。特別是在多根線管的交集處,由于混凝土截面相對較弱,容易引發(fā)應(yīng)力集中,導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。所以,對于預(yù)埋較粗的管線以及在多根線管的交集處,應(yīng)按規(guī)
范要求沿垂直于線管的方向,增設(shè)的短鋼筋網(wǎng)架進(jìn)行加強(qiáng)處理。
3.5施工原因引起混凝土構(gòu)件裂縫
振搗不密實(shí)、不充分,模板拆除過早,澆水養(yǎng)護(hù)不到位,不按規(guī)范對構(gòu)件進(jìn)行覆蓋,工程趕進(jìn)度提前上負(fù)荷,模板支撐系統(tǒng)剛度不夠等等,都是極易造成鋼筋混凝土早期受損的因素,也是直接造成混凝土構(gòu)件產(chǎn)生收縮裂縫的主要原因。
鋼筋混凝土的裂縫是不可避免的,其微觀裂縫是由本身物理力學(xué)特性造成的,但其危害程度是可以控制的,而危害程度的標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)使用條件決定的。目前世界各國的規(guī)定不完全一致,但大致相同。如從結(jié)構(gòu)耐久性要求、承載力要求及正常使用要求,最嚴(yán)格的允許裂縫寬度為0.1 mm。近年來,許多國家已根據(jù)大量試驗(yàn)與泵送混凝土的經(jīng)驗(yàn)將其放寬到0.2 mm。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)件所處的環(huán)境正常,保護(hù)層厚度滿足設(shè)計要求,無侵蝕介質(zhì),鋼筋混凝土裂縫寬度甚至可放寬至0.4 mm,在濕氣及土中為0.3 mm,在海水及干濕交替環(huán)境中為0.15 mm。
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作者簡介:駱仲鋒(1968-),男,漢族,陜西涇陽人,大學(xué)本科,高級工程師,主要從事建筑施工管理工作。
收稿日期:2016- 3- 25
中圖分類號:TU755.7
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A