潘 施
(福建工程建設(shè)監(jiān)理有限公司,福建 福州 350000)
建筑工程的建設(shè)規(guī)模隨著社會發(fā)展在不斷擴(kuò)大。雖然新技術(shù)和新工藝的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)建筑方法,但是仍然存在著諸多質(zhì)量問題,其中較為普遍的是樓板裂縫問題。盡管可以利用控制手段降低其產(chǎn)生概率,卻無法徹底消除。一般來說,內(nèi)力低于30%極限荷載時(shí),普通鋼筋混凝土構(gòu)件會出現(xiàn)裂縫問題[1],寬度通常在0.2 mm 以下,情況較為嚴(yán)重時(shí)會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性裂縫,對建筑的安全性與穩(wěn)定性造成不利影響。因此,需要綜合分析裂縫的成因、分布和結(jié)構(gòu)受力等情況,加以區(qū)分并及時(shí)進(jìn)行處理。
以位于某市行政規(guī)劃區(qū)的一小區(qū)為例,A01#樓在該小區(qū)的東南角,建筑面積約為14 486.4 m2,管樁整板基礎(chǔ),上部結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。在澆筑混凝土樓板后發(fā)現(xiàn)較多不規(guī)則裂縫,且裂縫情況隨施工進(jìn)度逐漸變得更加嚴(yán)重。待施工至第5 層時(shí),局部裂縫已經(jīng)發(fā)展為貫通性裂縫,呈龜裂狀態(tài),分布在鋼筋附近、PVC 電線管附近等區(qū)域,具有較強(qiáng)的不均勻性特征。該項(xiàng)目中的裂縫長度大部分在8~11 cm,最長的裂縫在1.8 m左右,為局部荷載裂縫。
建筑工程中如果在施工期間出現(xiàn)問題,會導(dǎo)致混凝土樓板出現(xiàn)裂縫。
(1)在混凝土沒有徹底凝固前就移動模板,或使模板變形,塑性混凝土隨之出現(xiàn)變形一致的裂縫。如果模板的平整性不達(dá)標(biāo),澆筑混凝土后的有效截面高度會產(chǎn)生差異性,導(dǎo)致裂縫在外部荷載影響下擴(kuò)大并加深。
(2)混凝土的養(yǎng)護(hù)措施沒有徹底落實(shí),保溫、澆水等環(huán)節(jié)存在疏漏,導(dǎo)致混凝土的水分大量散失,質(zhì)量與體積都有所降低,早期樓板混凝土強(qiáng)度不足以抵抗其產(chǎn)生的變形應(yīng)力,進(jìn)而引發(fā)開裂問題;鋼筋保護(hù)層的問題,施工時(shí)墊塊間距超出1.5 m 后,鋼筋網(wǎng)的合理保護(hù)層厚度就會失效,對混凝土抗拉受力產(chǎn)生負(fù)面作用,最終引發(fā)裂縫問題[2]。
施工時(shí)使用的預(yù)拌泵送混凝土屬于大流態(tài)混凝土,坍落度與砂率較大,水泥用量多,因此,其收縮值也大幅增加,產(chǎn)生塑性和干燥收縮等多種混凝土收縮問題,增加了裂縫的產(chǎn)生概率?;炷林兴喑浞炙枰?.38 水灰比的用水量,而大量施工時(shí)可能會超出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值,導(dǎo)致漿體收縮,而且混凝土彈性模量高、抗拉強(qiáng)度低,共同作用下促進(jìn)了裂縫的產(chǎn)生?;炷恋母稍锸湛s值受其體積穩(wěn)定性和環(huán)境相對濕度的影響,粗骨料的穩(wěn)定性大于砂子,降低砂率和用水量能夠有效減少干燥收縮性裂縫[3]。
鋼筋直徑與裂縫寬度成正相關(guān)的關(guān)系。因此,在設(shè)計(jì)時(shí)要盡量選取小直徑高密鋼筋。一般來說,產(chǎn)生裂縫的混凝土板厚度約為100 mm,工程跨度為3.0~3.6 m,而跨度超過3.9 m,厚度在120 mm以上的混凝土板中裂縫較少。設(shè)計(jì)時(shí)要盡量增加樓板截面的有效高度,達(dá)到減小裂縫寬度的目的。建筑工程中通常會在樓板內(nèi)埋設(shè)電線管。如果設(shè)計(jì)中的多根電線管布置方式是交錯(cuò)或疊放,會削弱板內(nèi)的有效截面,鄰近房建樓板厚度小,負(fù)彎矩鋼筋較差,PVC 管線與混凝土握裹黏結(jié)力低、剛度差、彈性大,在混凝土板中的位置不易固定。這些因素的共同作用導(dǎo)致應(yīng)力集中,進(jìn)而出現(xiàn)裂縫[4]。
混凝土變形對現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫有直接影響。環(huán)境溫度變化、基礎(chǔ)不均勻沉降是導(dǎo)致混凝土變形的重要因素。因此,為了規(guī)避變形引發(fā)的裂縫風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)當(dāng)通過強(qiáng)化混凝土抗拉性能的方式進(jìn)行處理,以提高結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度。需要注意的是,如果混凝土抗拉性能在設(shè)計(jì)強(qiáng)度以上,施工時(shí)要重點(diǎn)把握裂縫間隔。
振搗混凝土?xí)r盡量采用二次抹壓技術(shù),主要是指在表面刮平1 ~2 次后,初凝前再進(jìn)行二次抹壓,保證搓平壓實(shí)、混凝土不再下沉,振搗時(shí)必須除去浮漿,禁止用振搗棒趕料。用鋁合金刮杠刮平時(shí),在鋼筋上方的50 cm 處拉白線設(shè)置區(qū)域方格。澆筑完畢后要進(jìn)行區(qū)域封閉,直至混凝土強(qiáng)度超過1.2 MPa?;炷琉B(yǎng)護(hù)期間需要使用塑料薄膜進(jìn)行覆蓋,要求彈線工作只能在放線部位撳開薄膜處進(jìn)行。強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后使用澆水等方法養(yǎng)護(hù)一個(gè)星期,澆水量和次數(shù)隨氣溫變化進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
針對鋼筋保護(hù)層的問題,應(yīng)當(dāng)從設(shè)置小馬撐等方面進(jìn)行處理。要求將小馬撐的間距控制在70 cm 以內(nèi),Φ8 鋼筋則需要控制在60 cm 以內(nèi)。流量大的通行處必須設(shè)置臨時(shí)通道,并在較為脆弱的部位鋪設(shè)即時(shí)性活動跳板,防止混凝土因踩踏產(chǎn)生變形問題。在材料吊卸堆放區(qū)搭設(shè)模板支撐架前,應(yīng)當(dāng)使用間距小于800 mm的加密立桿與擱柵,新澆筑混凝土表面要鋪設(shè)舊模板。這些操作能夠增強(qiáng)支撐架剛度,減少沖擊振動荷載,擴(kuò)散應(yīng)力,降低裂縫產(chǎn)生概率。施工期間要合理安排作業(yè)計(jì)劃,保證工程質(zhì)量。例如,主體結(jié)構(gòu)每層的施工速度應(yīng)當(dāng)控制在10 d左右,預(yù)留出充足的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。
嚴(yán)格選用材料能夠從源頭上控制樓板裂縫問題。要求把握好混凝土中原材料的質(zhì)量與用量,使其性能處于穩(wěn)定狀態(tài)。為了增強(qiáng)混凝土的流動性,需要摻入二級粉煤灰,其用量不得超過水泥量的20%。砂泥含量要低于3%,石泥含量要低于2%,砂率控制在42%以內(nèi)。粗骨料最好選擇5~25 mm 的連續(xù)級配石子,用量要高于1 000 kg/m3。砂子最好選擇細(xì)度模數(shù)μf超過2.3 的天然砂。使用前要經(jīng)過水洗處理。澆搗混凝土的坍落度控制為12~16 cm,冬季測溫時(shí)保證入模溫度高于5 ℃。上述的材料控制方法都能有效改善混凝土的性能,增強(qiáng)其抗裂性。
為了降低建筑屋面的導(dǎo)熱系數(shù),限制其熱量流動,應(yīng)當(dāng)在建筑外層加設(shè)保溫隔熱層,要求盡量使用顏色不深的施工材料,提高隔熱層的反射能力,控制熱量的吸收。此外,還要根據(jù)施工情況設(shè)置尺寸適應(yīng)的伸縮縫,減少溫度裂縫。為了實(shí)現(xiàn)預(yù)防目標(biāo),設(shè)計(jì)方案時(shí)需要注意3 點(diǎn)。
(1)增加適宜的局部樓板厚度,從而提高樓板的抗彎剛度,滿足被削弱的樓板截面的需求,避免電線管交叉布置較多帶來的不利影響。
(2)改變負(fù)彎矩鋼筋直徑,以等強(qiáng)代換法將光圓鋼筋的規(guī)格從Φ8~Φ12 換至Φ6~Φ10,提高負(fù)彎矩鋼筋密度,從而加強(qiáng)樓板的抗裂性。
(3)改變電線觀察布線方式。線管重疊處采用線盒連接法,集散處采用放射分布法,平行排列時(shí)不得過于緊密,預(yù)埋線管處增設(shè)的鋼筋規(guī)格為Φ6~Φ8,間距不超過150 mm,兩端錨固長度大于300 mm。
裂縫的加固方法有表面修補(bǔ)法、結(jié)構(gòu)加固法、內(nèi)部修補(bǔ)法?;谠摴こ烫卣鳎饕紤]內(nèi)部修補(bǔ)法,其中化學(xué)灌漿法的使用率較高,其具有黏結(jié)強(qiáng)度高、可灌性強(qiáng)、收縮小等優(yōu)勢,可有效恢復(fù)建筑結(jié)構(gòu)的整體性能。所用的填充材料種類豐富,其中性價(jià)比較高、使用性能更好、應(yīng)用度最高的是環(huán)氧樹脂漿液[5]。同時(shí),對操作人員的技術(shù)要求也較低。在采用化學(xué)灌漿法時(shí)應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況,通過檢測裂縫性質(zhì),確認(rèn)裂縫寬度等方式整體判斷并進(jìn)行合理選擇。通常采用騎縫直接施灌化學(xué)漿液。要求用適宜的黏貼材料將施灌設(shè)備固定在裂縫上方,以免出現(xiàn)位移等問題,影響處理效果。灌漿嘴間距保持為40~50 cm,環(huán)氧漿液的硬化條件是溫度20~25℃、時(shí)間15~24 h。對于較寬的平面或立面裂縫、缺少灌漿設(shè)備時(shí),可以手動壓泵進(jìn)行施工。
該工程裂縫寬度大多不超過0.5 mm,深度為5~10 mm,結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。綜合考慮后,決定使用灌漿樹脂進(jìn)行裂縫的封閉處理。施工過程中要運(yùn)用到的設(shè)備是YJ-自動壓力灌漿器。該機(jī)具可用肉眼確認(rèn)注入情況。施工前先利用放大鏡觀察裂縫情況,清理表面灰塵和油污,然后確定注入口并貼上膠帶,間距控制為20~30 cm,用YJ-快干型封縫膠涂刮裂縫表面。揭下膠帶后在注入口粘上底座,安裝灌漿器,進(jìn)行灌漿操作。施工結(jié)束后將各類設(shè)備工具拆除,并清理表面多余膠體。處理裂縫使用的灌漿料是AB 型樹脂,選擇溶劑型的產(chǎn)品,其主劑為環(huán)氧樹脂、高聚物乳液等[6]。配劑包括各類活性助劑和添加劑,在干燥和潮濕環(huán)境下都能順利固化,具有韌性好、強(qiáng)度高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢,使用時(shí)一次配合量不宜超過500 g,該樹脂的具體性能可參考表1。
表1 AB 型樹脂性能
綜上所述,混凝土是建筑工程經(jīng)常使用的材料,在硬結(jié)過程中就已存在微觀裂縫和微孔,在外荷載的直接應(yīng)力、結(jié)構(gòu)變形等因素的影響下,最終會產(chǎn)生宏觀裂縫問題,從而降低工程質(zhì)量和實(shí)際使用性能。因此,需要重點(diǎn)把控相關(guān)環(huán)節(jié),分析裂縫成因和特征,結(jié)合實(shí)際情況制定針對性較強(qiáng)的處理方案,關(guān)注施工過程中的薄弱區(qū)間,對裂縫問題加以預(yù)防和治理,進(jìn)而增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,保證建筑整體的安全性和耐久性。