丁云華 馮文燕
摘要:根據(jù)多年來的工作經(jīng)驗,結合工程中的現(xiàn)實問題,分析了鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫形成的原因,介紹了一些裂縫的控制和解決的方法,提出貫徹“防、放、抗”相結合的治理原則,樹立全面質量管理的思想。供廣大建筑工程技術人員參考。
關鍵詞:樓板裂縫控制
1 工程情況簡介
為提高建筑結構的整體性及抗震性能,近年來在建筑中普遍設計應用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。但由于施工工藝、材料等方面的原因,現(xiàn)澆樓板裂縫已經(jīng)成為一個較普遍的質量問題。由于裂縫的存在,對建筑結構的耐久性影響較大,使建筑工程存在較大的質量隱患。
值得指出的是當前由于普遍使用早強、高強商品混凝土,混凝土結構的開裂問題越來越嚴重。這個問題不是我國獨有的,而是世界性的。從近幾年工程建設單位反饋的信息來看,我國的房屋建筑中現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板和地下工程連續(xù)墻的開裂現(xiàn)象十分嚴重,其后果不容忽視。另外,當前城市污染日甚,大氣、雨水中均會有浸蝕性介質。這些有害介質的浸入,均會加速鋼筋的銹蝕,破壞混凝土內部結構,使混凝土開裂時間提早,如不采取有效防范措施,勢必影響結構的耐久性。因此混凝土結構裂縫常常是控制建筑物使用壽命的主要因素。
通過大量工程實踐和理論分析,鋼筋混凝土結構(含采用各種新型膨脹劑、防水劑和復合型的補償收縮混凝土)出現(xiàn)寬度在0.2~0.3 mm以下的裂縫(一般認為是無害的)是不可避免的,并應視為可以接受的。但由此引起的鋼筋銹蝕、混凝土剝落、降低結構承載能力和耐久性等問題不可低估。因此在實際施工中仍有必要采取有效措施對其進
行控制,特別是避免有害裂縫的產(chǎn)生。
2 裂縫的形態(tài)特征
從多年的工程實踐中發(fā)現(xiàn),澆混凝土樓板的裂縫位置、形態(tài)特征大致有以下幾種:①裂縫在現(xiàn)澆板角部,并與現(xiàn)澆板邊緣約成45°斜向發(fā)展;②在現(xiàn)澆板的跨中,近似直線型發(fā)展;③在現(xiàn)澆板的邊緣,近似直線發(fā)展;④版面不規(guī)則裂縫;⑤預留洞口邊緣出現(xiàn)裂縫;⑥與施工井架位置相接的樓板出現(xiàn)裂縫。
3 裂縫形成原因分析
混凝土收縮裂縫產(chǎn)生的機理是:混凝土在結硬過程中,體積會發(fā)生變化,水泥石會產(chǎn)生水化熱,由于構件內部和表面升溫和降溫速度不同,混凝土的收縮變形就不同,混凝土的收縮變形受到外界的約束時,就會產(chǎn)生較大的收縮應力,當收縮應力超過混凝土的抗拉強度時,混凝土就會產(chǎn)生裂縫。引起現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的原因大概有以下幾點:
3.1 混凝土材料因素引起的裂縫 混凝土強度值對水灰比的變化十分敏感,基本上是水和水泥計量變動對強度影響的疊加。因此,水、水泥、外摻混合材料、外加劑溶液的計量偏差,將直接影響混凝土的強度。而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收縮性大,抗拉強度低,容易因塑性收縮而產(chǎn)生裂縫。泵送混凝土為了滿足泵送條件,需采用較大的坍落度,易產(chǎn)生局部粗骨料少、砂漿多的現(xiàn)象,此時,混凝土脫水干縮時,就會產(chǎn)生表面裂縫。
3.2 混凝土施工工藝因素引起的裂縫
3.2.1 混凝土施工中過分振搗,模板、墊層過于干燥 混凝土澆筑振搗后,粗骨料沉落擠出水分、空氣,表面呈現(xiàn)滲水而形成表面砂漿層,比下層混凝土有較大的干縮性能,待水分蒸發(fā)后,易形成凝縮裂縫。而模板、墊層在澆筑混凝土之前灑水不夠,過于干燥,則模板吸水量大,引起混凝土的塑性收縮,產(chǎn)生裂縫。
3.2.2 混凝土澆搗后過分抹干壓光 過度的抹平壓光會使混凝土的細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,導致混凝土板表面龜裂。
3.2.3 后澆帶處理不慎而造成的板面裂縫 為了解決鋼筋混凝土收縮變形和溫度應力,可按規(guī)范要求設置后澆帶,但有些后澆帶不完全按設計要求施工,例如施工未留企口縫,板的后澆帶不支模板,造成斜坡槎,疏松混凝土未徹底鑿除等都可能造成板面的裂縫。
3.3 混凝土樓板結構設計因素引起的裂縫 現(xiàn)代建筑因其智能化及消費者要求的提高,管線的暗埋比較常見。但由于管線過多,使鋼筋與混凝土的粘結度降低,從而造成現(xiàn)澆樓板在混凝土成型后應力不均,呈現(xiàn)一些細小的不規(guī)則裂縫。
3.4 混凝土施工人員因素引起的裂縫 ①鋼筋工程施工的影響 板的上層鋼筋一般較細,鋼筋小馬撐設置間距過大,甚至不設(僅依靠樓面梁上部鋼筋擱置和分離式配筋的拐腳支撐)。在施工過程中,各工種交叉作業(yè),造成施工人員眾多、行走十分頻繁,難免被大量踩踏,受到施工人員踩踏后易彎曲、變形、下沉,鋼筋受力點發(fā)生較大變化,不滿足設計要求,使混凝土結構受力破壞,出現(xiàn)現(xiàn)澆板邊緣和角部的裂縫。②模板工程施工的影響 在市場經(jīng)濟條件下,有的施工單位片面追求高利潤和降低成本,配備的模板的套數(shù)不足而造成過早拆模,導致混凝土強度未達到拆模要求或因模板支撐系統(tǒng)不牢,樓面荷載影響造成樓板超值撓曲,也可能造成板中通長裂縫。③養(yǎng)護工作不到位 在養(yǎng)護期內,混凝土強度未達到1.2MPa,即進行下道工序的施工,尤其是重物沖撞,也容易使板面出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。而養(yǎng)護不當也是造成現(xiàn)澆混凝土板裂縫的主要原因。過早養(yǎng)護會影響混凝土的膠結能力。過遲養(yǎng)護,由于受風吹日曬,混凝土板表面游離水分蒸發(fā)過快,水泥缺乏必要的水化水,而產(chǎn)生急劇的體積收縮,此時混凝土早期強度低,不能抵抗這種應力而產(chǎn)生開裂。特別是夏、冬兩季,因晝夜溫度大,養(yǎng)護不當最易產(chǎn)生溫差裂縫。
4 裂縫處理辦法
裂縫處理方法很多,根據(jù)現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫一般都比較小的特點,現(xiàn)介紹一種既經(jīng)濟又操作方便的處理方法。對裂縫小于0.2mm,但考慮到結構耐久性要求,對全部裂縫采用壓力灌注結構膠進行封閉處理。對于大于0.2mm的裂縫除封閉處理外,于裂縫垂直方向粘貼碳纖維,間距100mm,并將兩端封死。碳纖維粘貼完畢后,應在碳布表面涂抹浸漬樹脂并用水泥砂漿粉刷。
5 裂縫的控制
雖然裂縫的處理日趨成熟,畢竟是一種被動的補救措施??刂屏芽p應該防患于未然,對裂縫及其引起鋼筋混土結構損害的控制,需貫徹“防、放、抗”相結合治理的原則,從設計、材料、配合比及施工等各方面綜合考慮,有效地控制裂縫的產(chǎn)生。
5.1 嚴格控制混凝土施工配合比。根據(jù)混凝土強度等級和質量檢驗以及混凝土和易性的要求確定配合比,嚴格控制水和水泥用量,選擇級配良好的石子,減小空隙率和砂率以減少收縮量,提高混凝土抗裂強度。或者在混凝土中加鋼纖維,雖然造價會增加,但是效果非常明顯。
5.2 在混凝土澆筑前,應先將基層和模板澆水濕透,避免過多吸收水分,在振搗過程中應盡量做到既充分又避免過度。
5.3 混凝土樓板澆筑完畢后,表面刮抹應限制到最小程度,尤其需要防止在混凝土表面撒干水泥刮抹。并加強混凝土早期養(yǎng)護。樓板澆筑后,對板面應及時用材料覆蓋、保溫,認真養(yǎng)護,防止強風和烈日曝曬。
5.4 施工后澆帶的施工應認真領會設計意圖,制定施工方案,杜絕在后澆處出現(xiàn)混凝土不密實、不按圖紙要求留企口縫。同時更要杜絕在未澆注混凝土前就將部分模板、支柱拆除而導致梁板形成懸臂,造成變形或造成結構的提前破壞。
5.5 預埋管線過多是不可避免的,但若在管線上下各覆蓋φ4@100寬600的鋼筋網(wǎng)片,控制水電管線間距在40毫米以上,則避免了因管線過多造成的鋼筋與混凝土粘結力下降。對于上層鋼筋網(wǎng)的鋼筋小馬撐設置間距過大的問題,根據(jù)施工實踐表明,樓面的負彎矩短筋的小馬撐縱橫向間距不應大于700毫米(即每平方米不得少于2只),特別是對于中φ8一類細小鋼筋,小馬撐的間距應控制在600毫米以內(即每平方米不得少于3只),才能取得較良好的效果。對于工種交叉作業(yè)問題,可采取下列綜合措施加以解決:①盡可能合理和科學地安排好各工種交叉作業(yè)時間,在板底鋼筋綁扎后,線管予埋和模板封頭應及時穿插并爭取全面完成,做到不留或少留尾巴,以有效減少板面鋼筋綁扎后的作業(yè)人員數(shù)量。②在樓梯、通道等頻繁和必須的通行處應搭設(或鋪設)臨時的簡易通道,以供必要的施工人員通行。加強教育和管理,使全體操作人員充分重視保護板面上層負筋的正確位置,不得隨意踩踏中間架空部位鋼筋。③安排足夠數(shù)量的鋼筋工(一般應不少于3~4人)在混凝土澆筑前及澆筑中及時進行整修,特別是支座端部受力最大處以及樓面裂縫最容易發(fā)生處(四周陰陽角處、預埋線管處以及大跨度房間處)應重點整修。④混凝土工在澆筑時對裂縫的易發(fā)生部位和負彎矩筋受力較大區(qū)域,應鋪設臨時性活動挑板,擴大接觸面,分散應力,盡力避免上層鋼筋受到踩踏變形。
5.6 高層建筑工程應根據(jù)工期要求,配備足夠數(shù)量的模板,混凝土應達到拆模強度要求才允許拆底模。還應考慮安裝現(xiàn)澆結構的上層模板及其支架時,下層模板及支撐系統(tǒng)應分擔承受上層荷載的能力。因此,確保有兩個樓層支撐系統(tǒng)來承受施工荷載。
此外,模板支撐中豎向連系桿應設置合理,支撐立桿應采用φ48mm壁厚不小于3.5mm的鋼管,其間距應通過計算進行設置。模板拆除過程中,必須嚴禁隨意扔鋼管沖擊樓板,避免造成樓板出現(xiàn)裂縫和變形。
5.7 混凝土澆搗后,在其終凝前采用木抹子進行三次壓抹處理,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。木抹子壓抹階段項目部派專人監(jiān)督實施。在氣溫較高(超過300C)時,澆水養(yǎng)護是保證混凝土強度的關鍵。工地應根據(jù)現(xiàn)場實際設置豎向水管,并配有足夠揚程的水泵,在混凝土澆搗12小時內對混凝土覆蓋塑料薄膜養(yǎng)護。薄膜養(yǎng)護應采用一次性材料,保證覆蓋全部樓板,始終保持塑料薄膜內有凝結水,后續(xù)工序應盡量避免對塑料薄膜的破壞。
此外,混凝土養(yǎng)護期間,對于跨度較大的樓板,應避免吊裝堆放重物,以免外力沖擊樓板?;炷翉姸任催_1.2MPa時,不得進行后續(xù)工序施工。
6 結論
鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫已經(jīng)成為一個較普遍的質量問題,是影響混凝土結構使用壽命的主要因素。已引起廣大工程技術人員的高度重視和關注,我們認為:只要材料控制到位,施工工藝先進,設計合理,施工人員高度重視,操作得當,樹立全面質量管理的思想,鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板的裂縫是可以得到有效控制的。并且可推廣到其他現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構施工中。
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