三角形鋼筋網(wǎng)片抗裂技術(shù)的研究與應(yīng)用

王小東

上海建工房產(chǎn)有限公司 上海 200080

1 現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的成因

從對(duì)現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓地面出現(xiàn)裂縫的各種起因進(jìn)行分析可知，引起樓地面開裂的因素主要有主觀和客觀兩方面。

1.1 主觀因素

1）模板系統(tǒng)：支撐體系中立桿間距過(guò)大，掃地桿、斜桿缺失，致使模板支撐剛度不夠；未到混凝土齡期強(qiáng)度過(guò)早拆模，易造成鋼筋混凝土樓地面的開裂。

2）管線預(yù)埋：一般毛坯交付的住宅樓，其強(qiáng)弱電管線需在樓板中預(yù)埋，管線設(shè)置的密集、重疊布置，易造成鋼筋混凝土樓地面的開裂。

3）混凝土：混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于C30、水灰比過(guò)大、緩凝劑過(guò)量、砂石含泥量超標(biāo)、級(jí)配不合理等因素，也會(huì)造成鋼筋混凝土樓地面板的開裂。

4）施工管理：預(yù)拌混凝土加水不當(dāng)、布料不連續(xù)、振搗不實(shí)、終凝不及時(shí)收光和混凝土不養(yǎng)護(hù)及施工材料的過(guò)量集中堆放等，都會(huì)造成鋼筋混凝土樓地面板的開裂。

1.2 客觀因素

上海位于長(zhǎng)江入海口東南前緣，屬三角洲沖積平原。其地基土質(zhì)特征屬軟土地基，一般表現(xiàn)為地下水位高、土質(zhì)濕度較飽和、壓縮性較高，容易造成上海地區(qū)客觀存在房屋自然沉降的通病問(wèn)題。而房屋的不均勻沉降致使房屋發(fā)生傾斜，更容易造成現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓地面的開裂；如若沉降值與傾斜率過(guò)大則將造成房屋嚴(yán)重開裂甚至破壞的后果[1,2]。

2 外墻陽(yáng)角現(xiàn)澆混凝土樓地面裂縫的防治

無(wú)約束外墻陽(yáng)角處的現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓地面，在房屋施工及竣工后的使用過(guò)程中，由于房屋的不均勻沉降，致使板面產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，最終造成板面相對(duì)強(qiáng)度較薄弱的無(wú)約束部位混凝土出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。針對(duì)這一現(xiàn)象，傳統(tǒng)的技術(shù)措施是在無(wú)約束（外墻陽(yáng)角）處的現(xiàn)澆鋼筋混凝土板面上增加放射狀鋼筋，以增強(qiáng)板面的抗拉強(qiáng)度，防止板面裂縫的產(chǎn)生，詳見(jiàn)圖1。

圖1 放射狀鋼筋構(gòu)造

三角形抗裂鋼筋網(wǎng)片專利技術(shù)（圖2，實(shí)用新型專利號(hào)ZL2014205680524）是針對(duì)放射鋼筋傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行改良后推出的一種新產(chǎn)品，它可以解決傳統(tǒng)放射狀鋼筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度較低、可塑性較大、不能很好防止現(xiàn)澆混凝土樓板陽(yáng)角開裂等不足之處，提高混凝土樓地面的抗應(yīng)變能力，有效防治混凝土樓地面的開裂問(wèn)題。該專利技術(shù)采用冷拔鋼絲焊接網(wǎng)片，平面形狀為等腰三角形，抗裂鋼筋網(wǎng)片的直角邊長(zhǎng)a與所對(duì)應(yīng)混凝土樓板板跨L之間的關(guān)系一般為1/4L＜a＜1/2L。鋼絲焊接網(wǎng)片可置放在樓板面上排鋼筋處，并與樓板面上排鋼筋綁扎固定。

圖2 三角形抗裂鋼筋網(wǎng)片構(gòu)造

3 三角形抗裂鋼筋網(wǎng)片的技術(shù)分析

3.1 鋼筋的強(qiáng)度與變形

放射狀鋼筋通常采用普通熱軋Ⅰ級(jí)鋼筋。而三角形抗裂鋼筋網(wǎng)片采用的是冷拔鋼絲。Ⅰ級(jí)鋼筋的伸長(zhǎng)率較大，強(qiáng)度較低，可塑性較大。冷拔鋼絲是對(duì)熱軋鋼筋進(jìn)行冷加工制成，其鋼筋強(qiáng)度得到提升的同時(shí)，伸長(zhǎng)率減少，塑性應(yīng)變也隨之減少。正由于這種鋼筋的強(qiáng)度提高、變形值減少，可以更有效地提高鋼筋混凝土樓板面的抗裂性能[3]。

3.2 鋼筋的受力形態(tài)分析

放射狀鋼筋呈現(xiàn)的是單根鋼筋獨(dú)立受力特性，分布鋼筋相互之間沒(méi)有關(guān)聯(lián)性。而三角形抗裂鋼筋網(wǎng)片是由冷拔鋼絲通過(guò)點(diǎn)焊制作而成，呈現(xiàn)的是鋼筋網(wǎng)片的整體受力工況，與放射狀鋼筋相比，大大提高了鋼筋混凝土樓地面的抗裂性能。

3.3 鋼筋與混凝土的黏結(jié)力分析

Ⅰ級(jí)鋼筋和冷拔鋼絲的外表面都是光圓面，放射狀鋼筋與混凝土的黏結(jié)力，取決于鋼筋的握裹力。而三角形抗裂鋼筋網(wǎng)片中鋼絲與混凝土的黏結(jié)力，除了鋼絲的握裹力，還取決于焊接鋼絲網(wǎng)與混凝土的剪切力，這就更有效地提高了鋼筋混凝土樓板面的抗裂能力。

4 應(yīng)用實(shí)例

上海市大型居住社區(qū)新選址航頭基地27-01、26-02、21-05三個(gè)地塊項(xiàng)目，總建筑面積265 000 m2，其中住宅建筑面積239 000 m2，共有29棟（18～27層）高層住宅樓組成。3地塊住宅結(jié)構(gòu)類型均采用鋼筋混凝土-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，地下均為1層地下停車庫(kù)，民防工程為核六級(jí)、常六級(jí)。樁基為PHC管樁，樁基安全等級(jí)設(shè)計(jì)為二級(jí)，厚400 mm鋼筋混凝土帶梁筏板基礎(chǔ)。項(xiàng)目于2011年9月開工建設(shè)，現(xiàn)已陸續(xù)竣工交付使用。

為了防止混凝土樓地面開裂等結(jié)構(gòu)質(zhì)量通病問(wèn)題的發(fā)生，針對(duì)樓板挑檐板轉(zhuǎn)角、外墻陽(yáng)角、大跨度板的外角等最容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，造成混凝土開裂的位置，航頭基地3個(gè)地塊項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)在施工前對(duì)原設(shè)計(jì)在無(wú)約束外墻陽(yáng)角處現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板面增設(shè)的φ8 mm@100 mm放射鋼筋進(jìn)行了修改，設(shè)計(jì)修改均采用三角形抗裂鋼筋網(wǎng)片專利技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工中根據(jù)各房型開間的尺寸，選用φ4 mm@75 mm的冷拔鋼絲鋼筋焊接成的三角形網(wǎng)片（1 500 mm×1 500 mm）取代原設(shè)計(jì)的放射狀鋼筋。

由現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)看，航頭基地3個(gè)地塊共計(jì)使用三角形抗裂鋼筋網(wǎng)片6 158片。根據(jù)抗裂鋼筋網(wǎng)片的直角邊長(zhǎng)a與混凝土樓板板跨L之間的關(guān)系要求，在上述3個(gè)地塊中三角形鋼筋網(wǎng)片的a取值均為1 500 mm，三角形鋼筋網(wǎng)片在工廠集中加工、按量定制，成品運(yùn)輸至工地現(xiàn)場(chǎng)使用。由于成型的三角形網(wǎng)片整塊施工，工期相應(yīng)縮短，這種節(jié)省成本、便捷安裝、收效可靠的技術(shù)改進(jìn)型施工工藝，受到業(yè)主和施工單位的認(rèn)可和歡迎[4,5]。

從經(jīng)濟(jì)成本核算看，經(jīng)造價(jià)部門測(cè)算，φ4 mm@75 mm的1 500 mm×1 500 mm三角形抗裂鋼筋焊接網(wǎng)片的質(zhì)量為2.90 kg/片，原設(shè)計(jì)要求φ8 mm@100 mm放射狀鋼筋的質(zhì)量為4.20 kg/片，從數(shù)據(jù)對(duì)比可見(jiàn)，三角形抗裂鋼筋焊接網(wǎng)片比原設(shè)計(jì)放射狀鋼筋用鋼量降低30%，工程造價(jià)相應(yīng)降低5%～15%。

再?gòu)氖┕べ|(zhì)量控制方面看，針對(duì)用三角形抗裂鋼筋網(wǎng)片代替原設(shè)計(jì)放射狀鋼筋做法，在房屋施工過(guò)程中和竣工交付使用后，分別對(duì)房屋的沉降值進(jìn)行系統(tǒng)的觀測(cè)，各棟樓的沉降值雖有一定差異，但各樓層的樓地面均未發(fā)現(xiàn)由于應(yīng)力集中或溫度變化等原因造成混凝土表面的開裂現(xiàn)象。房屋交付至今保持零投訴的良好紀(jì)錄。

5 結(jié)語(yǔ)

三角形鋼筋焊接網(wǎng)片專利技術(shù)是一項(xiàng)適用性較廣的技術(shù)改進(jìn)專利。從鋼筋的材性、網(wǎng)片的形狀和網(wǎng)片焊接的整體性為提高現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓地面的抗拉性能提供了技術(shù)支撐，能有效防治住宅建筑、特別是高層住宅現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓地面的開裂問(wèn)題。相信三角形鋼筋焊接網(wǎng)片專利技術(shù)會(huì)在上海乃至全國(guó)的住宅開發(fā)建設(shè)中得到更為廣泛的推廣和應(yīng)用。