現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫的成因和防治

胡秋炎

摘 要:本文從施工操作方面來剖析現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的成因,探討施工中具體的防治措施。

關(guān)鍵詞:樓板裂縫;住宅;水灰比;塌落度

1 前言

目前,我國大中型城市的高層住宅普遍采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),樓板施工后由于受設(shè)計(jì)、施工、溫度變化及混凝土材料本身等原因的影響,出現(xiàn)裂縫的機(jī)率非常高,既影響建筑的美觀,又影響結(jié)構(gòu)的使用壽命,因此,越來越受到人們的重視。

2 現(xiàn)澆樓板常見裂縫原因分析

2.1 樓板面不規(guī)則的表層裂縫

裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土澆筑后約4h,混凝土本身還處在塑性狀態(tài),現(xiàn)澆板表面如果沒有及時(shí)覆蓋,受風(fēng)吹日曬,水分蒸發(fā)過快,高溫干燥情況下凝結(jié),產(chǎn)生急劇的收縮,而此時(shí)混凝土早期強(qiáng)度低,不能低抗這種變形應(yīng)力而導(dǎo)致開裂。當(dāng)混凝土成形后,內(nèi)外溫差較大,因此混凝土內(nèi)外干縮量也不同,表面變形受到混凝土內(nèi)部的約束產(chǎn)生拉應(yīng)力,也會(huì)產(chǎn)生裂縫。

2.2 與受力方向垂直的跨中裂縫

這種裂縫主要是由于結(jié)構(gòu)承載力不足而引起的,是破壞開始的先兆,潛藏著結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)性,在不同荷載作用下構(gòu)件會(huì)出現(xiàn)不同形狀的裂縫。構(gòu)件在集中或均布荷載作用下,當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),會(huì)出現(xiàn)垂直于構(gòu)件縱向的裂縫。這種裂縫的產(chǎn)生多在板受彎抗拉處,裂縫的大小與長短視荷載的大小而變化,多呈單條而較規(guī)則。施工中常是現(xiàn)澆板早期受振,施工荷載增加,現(xiàn)澆鋼筋混凝土的強(qiáng)度尚未達(dá)到一定強(qiáng)度(1.2N/mm2)時(shí),就在上面進(jìn)行施工活動(dòng),尤其是上料口及運(yùn)料通道部位容易產(chǎn)生裂縫;其次是過早拆模(板尚不能承擔(dān)自重),以及支模與拆模不按規(guī)程操作,立柱下不設(shè)插手楔,當(dāng)板被荷載壓緊,拆模時(shí)只得將立柱強(qiáng)行砸倒,將板向上頂起而產(chǎn)生裂縫,也有因施工不當(dāng)導(dǎo)致現(xiàn)澆板厚度減小,澆筑混凝土?xí)r立筋下未安墊塊,而是將鋼筋網(wǎng)向上提,導(dǎo)致保護(hù)層過大,板受力時(shí)剛度不夠,撓度超過設(shè)計(jì)要求,板下跨處即產(chǎn)生裂縫。

2.3 沿支座邊上皮產(chǎn)生的裂縫

當(dāng)構(gòu)件在荷載作用下產(chǎn)生較大剪應(yīng)力時(shí),與縱向450的夾角處主拉應(yīng)力值最大,容易出現(xiàn)斜向裂縫并向下延伸擴(kuò)展。在實(shí)際施工中,利用其掃描儀對有裂縫的部位進(jìn)行掃描,發(fā)現(xiàn)有些支座負(fù)筋沒按圖施工,負(fù)筋長度不夠、綁扎間距超寬等,甚至有些負(fù)筋幾乎都與板的主筋粘在一起。澆筑混凝土?xí)r,由于板負(fù)筋被踐踏與砸碰變形,致使其沒有起到應(yīng)有的作用,也有的負(fù)彎矩筋墊起高度不夠,造成保護(hù)層過大,則樓板截面的有效高度減小,使板的承載能力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,從而導(dǎo)致板裂縫的產(chǎn)生。

2.4 板角處的斜向裂縫

此類裂縫大多出現(xiàn)在建筑物的板角部位,其走向與板的對角線相垂直,多為上貫通的裂縫。此類裂縫多屬于設(shè)計(jì)時(shí)沒有按規(guī)范要求配置足夠的板角輻射筋,也有的屬于施工時(shí)遺漏制作與綁扎工序,或者將其踏倒以及墊置高度不夠所致;還有當(dāng)板跨較大,而設(shè)計(jì)板厚不足,產(chǎn)生較大的撓度,致使板角處發(fā)生斜向裂縫。另外,當(dāng)構(gòu)件澆筑后,混凝土在凝結(jié)硬化時(shí)產(chǎn)生收縮,體積變化受到限制約束時(shí),如板角處受支座的約束,不能自由伸縮,所以當(dāng)混凝土的收縮所引起現(xiàn)澆板的約束應(yīng)力超過一定限度時(shí),勢必引發(fā)現(xiàn)澆板開裂,產(chǎn)生通縫。這種由干縮引起的裂縫多發(fā)生在應(yīng)力比較集中的板角處。通過長期的積累分析,發(fā)現(xiàn)這種板角裂縫大多是在竣工驗(yàn)收后0.5d的時(shí)間內(nèi)發(fā)生的。原因是有的房間長期緊閉,其相對濕度在70%～80%,混凝土長期處干燥的環(huán)境中而引起混凝土收縮狀態(tài),這種收縮狀態(tài)自其澆筑完成后可持續(xù)2d左右。當(dāng)混凝土所處環(huán)境的相對溫度有較大變化時(shí),混凝土內(nèi)部的自由水(非化學(xué)結(jié)合水)蒸發(fā)加速,從而加劇混凝土的收縮。若這一過程持續(xù)時(shí)間長,微裂縫就會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展,進(jìn)而形成通縫。

3 裂縫的預(yù)防措施

3.1 鋼筋工程

板的四周支座處鋼筋、板的四角放射形鋼筋或陽臺(tái)板鋼筋均應(yīng)按負(fù)彎矩鋼筋設(shè)置在板的上部,但有些工程上述鋼筋的綁扎位置不正確;或綁扎位置正確而未設(shè)置足夠的小支架將其牢固固定;或前兩者均符合要求,但在混凝土澆搗時(shí),操作人員隨意踩踏鋼筋,使這些鋼筋落到下面了,混凝土澆搗后此處保護(hù)層變大,板的計(jì)算厚度減小,樓板受力后出現(xiàn)裂縫。針對上述鋼筋設(shè)計(jì)與施工中的裂縫成因,相應(yīng)采取措施,未雨綢繆,是可以防患于未然的。首先在結(jié)構(gòu)上與設(shè)計(jì)聯(lián)系,建議樓板的分布鋼筋與構(gòu)造鋼筋宜采用變形鋼筋來增強(qiáng)鋼筋與混凝土的握固力,特別是小直徑的分布筋以熱軋鋼筋代替光圓鋼筋,對控制樓板裂縫的效果明顯好轉(zhuǎn);施工中,認(rèn)真檢查板支座處的負(fù)彎矩鋼筋、板四角的放射形鋼筋和陽臺(tái)板鋼筋綁扎位置是否正確,并在鋼筋網(wǎng)下設(shè)置間距不大于lm的鋼筋馬凳,將上述鋼筋牢固架設(shè);在板底筋與模板之間設(shè)置砂漿墊塊,墊塊用鐵絲將主筋固定在恰當(dāng)位置上;加強(qiáng)鋼筋班組對施工現(xiàn)場的巡查,選派責(zé)任心過硬的專人護(hù)筋,同時(shí)為預(yù)防人為踩踏板筋,并多設(shè)供工人行走的操作跳板,盡量減少人為或機(jī)械損壞、踏壞鋼筋;建筑物東西山墻處450裂縫是樓板裂縫較為集中的,因建筑物內(nèi)外溫差較大,鋼筋混凝土干縮特性,形成裂縫比較常見,施工中應(yīng)會(huì)同設(shè)計(jì)、監(jiān)理一起協(xié)調(diào)在裂縫較為集中的墻轉(zhuǎn)角處設(shè)置?覬8@100、長度大于1/3跨(且不少于1.5～2.0m)的放射筋,同時(shí)分布筋適當(dāng)加密,可以有效減少裂縫。

3.2 模板工程

由于建設(shè)工期短,加之建筑企業(yè)為了謀求經(jīng)濟(jì)效益取最大化,樓板模板配備的數(shù)量不足,而因拆模過早,砼強(qiáng)度未達(dá)到規(guī)范要求或因模板水平、豎向連系桿設(shè)置不合理,造成支撐系統(tǒng)剛度不夠,樓面荷載影響造成樓板超值撓曲,可能造成樓板裂縫。一般工程應(yīng)根據(jù)工期要求,配備足夠數(shù)量的模板,砼應(yīng)達(dá)到拆模強(qiáng)度要求才允許拆模,考慮到安裝現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的上層模板及其支架、混凝土澆搗時(shí),下層模板應(yīng)具有承受上層施工動(dòng)荷載的承載能力,因此,必須在施工層砼澆筑完畢,下一套模板在已達(dá)到可拆模要求時(shí)方可拆除;此外,模板支撐的選用必須經(jīng)過計(jì)算,除滿足強(qiáng)度外,還必須有足夠的剛度和穩(wěn)定性,因此模板支撐中豎向連系桿應(yīng)設(shè)置合理,支撐立桿應(yīng)采用 48,壁厚不小于3.5的鋼管,其間距一般不大于900mm,模板拆除過程中,隨意扔鋼管沖擊樓板,也可能造成不可恢復(fù)的裂縫和變形,應(yīng)盡量避免。

3.3 混凝土工程

樓板混凝土澆搗時(shí),既無控制板厚的工具,也未做有效的標(biāo)高標(biāo)記,而是憑操作人員的經(jīng)驗(yàn)和感覺,經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致板的澆筑厚度小于設(shè)計(jì)和規(guī)范要求;混凝土水灰比、塌落度過大,或使用過量粉砂;在混凝土終凝前,未壓抹或壓抹不及時(shí);混凝土澆搗后,沒有及時(shí)澆水養(yǎng)護(hù)或養(yǎng)護(hù)期不足;在混凝土強(qiáng)度小于1.2MPa時(shí)進(jìn)行后續(xù)工序施工,或在混凝土強(qiáng)度小于1OMPa時(shí)在樓板上吊運(yùn)堆放重物,尤其是工人在施工時(shí)不注意隨意用重物沖撞樓板面而使樓板混凝土出現(xiàn)內(nèi)傷,這些現(xiàn)象都容易使板面出現(xiàn)裂縫。為此,在混凝土施工的工序及工藝中首先需要做到的是保證樓板澆筑厚度,澆搗混凝土前設(shè)置標(biāo)示板厚的三腳標(biāo)架,并要求操作人員嚴(yán)格依據(jù)三腳標(biāo)架控制板厚;其次是嚴(yán)格控制混凝土用水量,嚴(yán)禁貪圖方便,任意加水的現(xiàn)象;指定專人負(fù)責(zé)澆水養(yǎng)護(hù),當(dāng)不能澆水養(yǎng)護(hù)時(shí),可在混凝土表面覆蓋塑料薄膜;合理安排工期,在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)混凝土強(qiáng)度小于1.2MPa時(shí)不得進(jìn)行后續(xù)工序施工,混凝土強(qiáng)度小于10MPa時(shí)(特別是對那些開間跨度較大的)樓板上不得吊運(yùn)堆放重物。實(shí)踐證明,混凝土澆搗后,在其終凝前進(jìn)行二次壓抹處理,能消除混凝土在塑性收縮階段由于收縮變形引起的表面裂縫,壓抹階段項(xiàng)目部派專人監(jiān)督實(shí)施。施工中要嚴(yán)格控制混凝土原材料的質(zhì)量和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。配制混凝土?xí)r,要分析混凝土集料的配合比,當(dāng)強(qiáng)度等級、水化熱及收縮有矛盾時(shí),應(yīng)根據(jù)工程所處各種條件進(jìn)行最優(yōu)方案選擇,嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量。選擇級配良好的石子,減少空隙和砂率,控制石子、河砂的含泥量同時(shí)要提高澆灌、振搗混凝土的施工技術(shù),采用最適宜的振搗時(shí)間,從而提高混凝土的密實(shí)度,以減少收縮量,提高混凝土抗裂強(qiáng)度,防止樓板裂縫的產(chǎn)生。

4 裂縫的處理方法

對于一般混凝土樓板表面的龜裂,可先將裂縫清洗干凈,待干燥后用環(huán)氧漿液灌縫或表面涂刷封閉。施工中若在終凝前發(fā)現(xiàn)龜裂時(shí),可用抹壓一遍處理。其它一般裂縫處理,其施工順序?yàn)?清洗板縫后用1:2或l:1水泥砂漿抹縫,壓平養(yǎng)護(hù)。當(dāng)裂縫較大時(shí),應(yīng)沿裂縫鑿八字形凹槽,沖洗干凈后,用1:2水泥砂漿抹平,也可以采用環(huán)氧膠泥嵌補(bǔ)。當(dāng)樓板出現(xiàn)裂縫面積較大時(shí),應(yīng)對樓板進(jìn)行靜載試驗(yàn),檢驗(yàn)其結(jié)構(gòu)安全性,必要時(shí)可在樓板上增做一層鋼筋網(wǎng)片,以提高板的整體性。通長、貫通的危險(xiǎn)結(jié)構(gòu)裂縫,裂縫寬度大于0.3mm的,采用結(jié)構(gòu)膠粘扁鋼加固補(bǔ)強(qiáng)。板縫用灌縫膠高壓灌膠。

結(jié)束語

綜合分析,引起鋼筋混凝土樓板裂縫綜合因素很多,影響的原因也是多方面的,定要貫徹預(yù)防為主的原則,加強(qiáng)設(shè)計(jì)及施工方面的管理,確保結(jié)構(gòu)安全和避免不必要的損失。