王雪梅
摘 要:現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面板的開裂,是目前建筑中較為常見的一個質(zhì)量問題。鑒于此,為確保現(xiàn)澆樓面板的質(zhì)量,本文結(jié)合筆者日常工作經(jīng)驗,從溫度、材料、設(shè)計、施工等四個方面的影響分析了現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面板開裂的原因,并針對這些原因提出了可行、有效的防治策略。
關(guān)鍵詞:樓面板開裂 原因 防治
前言
伴隨我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展,人們生活水平得到顯著提高,因而對居住環(huán)境提出了更高、更新的要求。近幾年來,為了保障建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能與整體穩(wěn)定性,現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面板在各類建筑中運用愈加廣泛。但在普遍使用的過程中,現(xiàn)澆樓面板開裂的問題也較多。混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因,主要是溫度和濕度的變化,混凝土的脆性和不均勻性,以及結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,原材料不合格(如堿骨料反應(yīng)),模板變形,基礎(chǔ)不均勻沉降等。本地區(qū)曾因為現(xiàn)澆板開裂的問題引起了大量的投訴、糾紛、索賠甚至出現(xiàn)集訪和群訪事件,監(jiān)管部門專業(yè)技術(shù)人員本來就不夠,卻還要無奈忙于處理投訴。建筑結(jié)構(gòu)中普通混凝土構(gòu)件本身是允許混凝土帶裂縫工作,但是裂縫寬度超出規(guī)范范圍,比如現(xiàn)澆樓面板規(guī)定為0.3mm(屋面板或者有要求的房間為0.2mm)就會影響到建筑物的正常使用與美觀,影響結(jié)構(gòu)的耐久性能,也對結(jié)構(gòu)構(gòu)件整體穩(wěn)定性與剛度形成負面影響。本人不得不開始思考現(xiàn)澆板開裂的原因及如何防治等問題。
一、現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面板開裂的原因分析
(一)溫度方面的問題
混凝土凝結(jié)硬化期間水泥放出大量的水化熱,內(nèi)部溫度不斷上升,在表面引起拉應(yīng)力,后期在降溫過程中,由于受到外界不同條件約束,又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力,氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗拉強度時,就會出現(xiàn)裂縫?;炷恋膬?nèi)部濕度變化很小或變化較慢,但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化,如養(yǎng)護不到位,表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束,也會引起裂縫。混凝土是一種脆性材料,抗拉強度是抗壓強度的1/10左右。在鋼筋混凝土中,拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān),混凝土主要是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝土的邊緣部位,如果出現(xiàn)了拉應(yīng)力,則須依靠混凝土自身承擔(dān),一般設(shè)計中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到穩(wěn)定溫度,往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力,有時溫度應(yīng)力可超過其它外荷載所引起的應(yīng)力,也會產(chǎn)生裂縫。
(二)材料方面的問題
結(jié)合本人多年的實際工作經(jīng)驗來看,這一問題主要體現(xiàn)為如下三點:
1、水泥質(zhì)量較差?;炷恋闹饕牧暇褪撬?,其質(zhì)量是否過關(guān)將會給混凝土的質(zhì)量形成巨大影響。若是采用的水泥質(zhì)量性能較差,或是水泥中含有氧化鎂、生石灰,則可能會導(dǎo)致混凝土體積出現(xiàn)膨脹,進而開裂。
2、粗細骨料含泥量過大。若是采用了含泥量較大的骨料,則會降低混凝土的抗拉強度,進而出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象[2]。
3、混凝土外加劑、坍落度等方面因素。如今所采用的混凝土,都有著較大的坍落度,便于施工,流動性較好,但是也較易出現(xiàn)局部砂漿多、粗骨料少的情況。并且,為了提高混凝土的和易性,部分泵送混凝土加入了許多外加劑,如粉煤灰等,也會降低混凝土的抗拉強度,進而導(dǎo)致表面開裂。目前已普遍采用泵送商品砼澆筑,但受激烈的市場競爭,導(dǎo)致各商品砼廠商以采用大粉煤灰摻量,低價位、低性能的外加劑及細度模數(shù)低、含泥量較高的中細砂作為降低價格和成本的主要競爭手段。
(三)設(shè)計方面的問題
1、樓板設(shè)計的時候,整個樓面結(jié)構(gòu)為一個大的空間體系,相互之間存在著不可忽視的聯(lián)系,但部分設(shè)計人員在著手設(shè)計計算的時候,僅考慮到一小塊計算單元,未能對整體的影響進行全面考慮,這就會導(dǎo)致最終板的受力與理論計算出現(xiàn)不一致的情況。從住宅工程現(xiàn)澆樓板裂縫發(fā)生的部位分析,最普遍的是房屋四周、房間在離開陽角1m左右的四大角,即在樓板配筋的負彎矩鋼筋以及角部放射鋼筋末端或外側(cè)發(fā)生45°左右的樓面斜角裂縫,這在現(xiàn)澆樓板的建筑中都普遍存在。主要是砼的收縮特性和溫差、沉降等作用所引起,并且越靠近屋面處的樓層裂縫往往越大。設(shè)計人員習(xí)慣側(cè)重于強度,對溫差和混凝土收縮特性等多種因素綜合考慮不足,構(gòu)造配筋量達不到要求。而房屋的四周陰陽角由于受到剛度相對較大的樓面梁、剪力墻等的約束,限制了樓面板的自由變形,因此在溫差和砼收縮變化時,板面在配筋薄弱處首先開裂,產(chǎn)生45°左右的斜裂縫。雖然樓地面斜角裂縫對結(jié)構(gòu)安全使用沒有影響,但在有水源等情況下會產(chǎn)生滲漏缺陷,會影響正常使用,容易引起住戶投訴,這也是裂縫防治的重點。
2、基礎(chǔ)設(shè)計處理不合理,導(dǎo)致房屋沉降不均勻。
3、設(shè)計結(jié)構(gòu)的時候,梁板截面偏小、配筋不足,安全儲備不高,導(dǎo)致梁板成型之后,整體撓度偏大,剛度不理想,更可能導(dǎo)致現(xiàn)澆板四角翹起,從而出現(xiàn)裂縫。
4、設(shè)計人員沒有合理設(shè)置伸縮縫,只關(guān)注于承載力而不注重變形,這就可能會因為溫度變化,混凝土的收縮過大,而出現(xiàn)樓面板開裂。
(四)施工方面的問題
1、施工過程中墊層、模板不澆水濕潤,導(dǎo)致墊層與模板偏干燥,或是過分振搗混凝土,都可能出現(xiàn)開裂的情況。過分振搗混凝土之后,粗骨料的沉落會將空氣、水分擠出,進而在表面出現(xiàn)泌水,造成表面形成砂漿層,在蒸發(fā)完水分之后,就可能因為凝縮而出現(xiàn)裂縫。
2、施工工藝不規(guī)范,這也是誘發(fā)混凝土裂縫的主要原因之一。部分施工企業(yè)為了縮短工期,還沒到混凝土終凝時間,就隨意搬運材料、踩踏,集中堆放磚塊、模板等。同時,一些施工人員操作不規(guī)范,對鋼筋任意踩踏,進而導(dǎo)致上部負筋下陷,并且無法及時在澆筑前或是澆筑中展開恢復(fù),使板截面的有效高度被減少,從而板的承載力無法與設(shè)計要求相符合,容易出現(xiàn)樓板面開裂。
3、樓面墊層鋪設(shè)的水電預(yù)埋管線不合理,出現(xiàn)集中鋪設(shè)、鋪設(shè)間距不夠不牢固、上下重疊層數(shù)超過三層鋪設(shè)的情況,這些容易導(dǎo)致樓面板保護層厚度不足,混凝土不能到位不密實而造成板面沿管線長度方向出現(xiàn)開裂[3]。
4、養(yǎng)護不到位。若是混凝土的養(yǎng)護不到位,樓面板也容易出現(xiàn)開裂。特別是對于混凝土養(yǎng)護時間的把控,若是養(yǎng)護過晚,混凝土表面的水分就會過快蒸發(fā),導(dǎo)致水泥會因為水化水缺乏,而出現(xiàn)體積急劇收縮,這時候的混凝土早期強度也不夠,會因在面對此種收縮拉應(yīng)力的時候無法抵抗,而出現(xiàn)開裂。而養(yǎng)護過早,也會給混凝土的膠結(jié)能力形成影響。
二、有效防治
(一)原材料方面的防治策略
首先,在原材料進入施工現(xiàn)場的時候,要把好質(zhì)量關(guān),認真檢驗各類材料,并且有序開展相關(guān)的材料檢驗試驗,一旦發(fā)現(xiàn)有材料出現(xiàn)不合格的情況,就必須堅決清除出場,嚴禁再次使用。
其次,水泥的選擇一定要嚴謹,注重水灰比不得>0.4,并且可適當(dāng)添加優(yōu)質(zhì)的高效減水劑與粉煤灰,來提高混凝土的可泵性,使混凝土拌合物的流動性得以保障。
再次,骨料要選擇級配良好的,這會給混凝土的質(zhì)量帶來極大影響。在混凝土總體積中粗細骨料的用量應(yīng)約占到65%-75%。并且,所使用的石子最大粒徑不得超過20mm,最小則不低于15mm,應(yīng)是連續(xù)級配的碎石,注重砂石的質(zhì)量。
最后,為了防止混凝土拌合物出現(xiàn)離析、分層,應(yīng)對運輸路線做精心設(shè)計,縮短運輸時間并確保道路平整。并且,應(yīng)對運輸工具做經(jīng)常性的檢查,最大限度地避免運輸過程中的混凝土拌合物流失水泥漿。監(jiān)管部門要加強對商品砼廠商統(tǒng)一且健全的行業(yè)管理,促使廠商轉(zhuǎn)變觀念,加強質(zhì)量管理,控制好原材料質(zhì)量,選用高效優(yōu)質(zhì)外加劑改善和減小混凝土的收縮值。建立好控制體系 ,嚴格控制砼的用水量(不大于180kg/m3),施工過程中不允許隨意對商品砼加水,加水會大大降低混凝土的強度;嚴格控制摻和料的用量,對粉煤灰摻量不得超過水泥用量的15%,礦粉摻量不超過水泥用量的20%;有條件時,在砼中加入纖維等抗裂材料。另一方面,承包商在訂購商品砼時,應(yīng)根據(jù)工程的不同部位和性質(zhì),提出對商品砼的質(zhì)量要求,不能片面壓價,追求低價格、低成本而忽視了商品砼質(zhì)量。同時現(xiàn)場應(yīng)逐車控制好商品砼坍落度檢測,以保證砼的成品質(zhì)量。為保證混凝土工程質(zhì)量,防止開裂,提高混凝土的耐久性,正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。
(二)設(shè)計方面的防治策略
首先,采用科學(xué)理論展開設(shè)計。應(yīng)依據(jù)實際情況選用計算方法,進而讓理論假定能更為貼近實際情況,使計算誤差進一步縮小,使設(shè)計具有更高的精準(zhǔn)性。并且,應(yīng)將減少樓板雙向受力的計算假定問題,或是構(gòu)件內(nèi)外約束方面作為設(shè)計重點。
其次,對構(gòu)造要求進行嚴格控制。在板的四角位置對構(gòu)造鋼筋做適當(dāng)控制,在四分之一的短跨范圍,間距按100對構(gòu)造筋加強布置,進而使構(gòu)造筋與混凝土、主筋一同受力,發(fā)揮出分散內(nèi)部應(yīng)力的功能,從而使其抗裂能力進一步增強。
再次,加強對重點部位的設(shè)計,特別是應(yīng)力集中部位的設(shè)計。應(yīng)采用在板孔洞四邊進行局部加強處理,避免因為應(yīng)力的集中,而導(dǎo)致混凝土樓面板出現(xiàn)開裂,比如增配護邊角鐵、鋼筋網(wǎng)片、抗裂鋼筋等。
最后,以重慶為例,應(yīng)嚴格按照重慶地方標(biāo)準(zhǔn)《住宅工程質(zhì)量通病控制技術(shù)規(guī)程》中第6章要求進行構(gòu)造加強處理,嚴格控制板的厚度,樓面板配筋宜采用細而密的方法配置,受力鋼筋直徑不宜小于 8間距不宜大于150mm。設(shè)計節(jié)約造價,樓面板采用分離式配筋施工麻煩,按規(guī)范在上部跨中無筋區(qū)域配置的溫度筋直徑過細導(dǎo)致成型質(zhì)量也不好。近幾年本人在監(jiān)督工作中大力推廣現(xiàn)澆板采用雙層雙向配筋,按設(shè)計計算在上部支座處附加鋼筋的方式,鋼筋成型質(zhì)量較好,樓面板開裂情況由此得到了有效的控制,各大開發(fā)樓盤因為現(xiàn)澆板開裂的質(zhì)量投訴降為零投訴。
(三)施工過程的防治策略
首先,在澆搗混凝土之前,須澆水濕潤基層與模板,在澆搗過程中嚴格采用二次振搗工藝,盡力保障振搗充分,同時又不至于過度。
其次,對施工操作程序嚴格管理。嚴格避免出現(xiàn)過早拆模、上荷載的情況,切忌盲目趕工期。并且,在澆搗樓板的時候,為防止出現(xiàn)踩塌負筋的情況,要求采用長鐵馬凳,嚴格控制鐵馬凳的直徑為 10和間距不大于800mm,從而保證了板的厚度,要求派專人負責(zé)維護整修鋼筋到位。為了預(yù)防因沉降不均勻而出現(xiàn)開裂,應(yīng)將通長的鋼筋網(wǎng)片配置在大梁兩側(cè)的面層內(nèi),承受支座負彎矩。
再次,將 6@150鋼筋網(wǎng)片運用到預(yù)埋管線走向500mm寬度范圍內(nèi)進行底部加固,并注意線管粗細不應(yīng)超過板厚的三分之一,運用線盒布線,進而使因布線所引發(fā)的開裂現(xiàn)象得以避免。
最后,重視混凝土的養(yǎng)護工作。樓面混凝土的保溫保濕養(yǎng)護工作,影響到混凝土強度的提升,也關(guān)系到各類性能的增長,尤其是早期養(yǎng)護工作的落實,能夠防止表面脫水,使混凝土早期伸縮裂縫的情況大量減少?;炷翝仓戤吅笠欢ㄒM行妥善的保溫保濕養(yǎng)護,我在本地區(qū)積極要求采用薄膜覆蓋技術(shù)并專人澆水養(yǎng)護7天以上,從而實現(xiàn)了工程效率的提升、成本的有效降低,促使施工有序開展,按期完成。以我監(jiān)督管理的一個橋梁工程為例,結(jié)構(gòu)形式為后張法全預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆結(jié)構(gòu),正是冬季氣溫較低時候,混凝土澆筑后要求現(xiàn)場人員采用了覆蓋兩層薄膜的方式,并配合專人澆水養(yǎng)護,最后橋梁未發(fā)現(xiàn)裂紋,經(jīng)過荷載試驗檢測,滿足設(shè)計和規(guī)范要求,已正式投入運行。
結(jié)語
總之,現(xiàn)澆混凝土樓面板出現(xiàn)開裂,是一個長時間困擾建筑工程技術(shù)人員的技術(shù)難題,是一個較為普遍的現(xiàn)象。而要想有效預(yù)防此種現(xiàn)象的出現(xiàn),確?,F(xiàn)澆結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量,就應(yīng)從溫度、材料、設(shè)計、施工等角度入手,采用有效的針對性技術(shù)措施。
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