荊利娜,鄧雅琳
(1. 深圳市合創建設工程顧問有限公司,廣東 深圳 518000;2. 深圳市菱亞機電工程設備有限公司,廣東 深圳 518000)
近年來,隨著現代工程技術的發展,現澆鋼筋混凝土結構在建筑工程中得到了廣泛的應用。在現代工程建設中,利用鋼筋砼現澆板不僅可解決以往工程中預應力空心板拼縫、縱裂縫的質量通病,還能加強結構抗震性能。但是,隨著現澆鋼筋混凝土樓板的大量推廣和應用,它的裂縫也成為較常見且難以解決的質量問題之一,因此,如何解決現澆鋼筋混凝土板裂縫的質量問題已成為當前迫切需要解決的問題。下面筆者結合工作實際,從原材料、施工質量及設計等方面分析裂縫產生的原因,并提出對應的防治措施,以供探討。
由于混凝土是一種非勻質材料,在硬化過程中,各種材料變形不一致,造成骨料與水泥石粘接面之間或水泥石本身出現肉眼看不見的微裂縫,具體可以分為以下幾種類型:①橫向裂縫:在跨中1/3范圍內,沿建筑物橫向方向的裂縫,出現在板下皮居多,個別上下貫通,當建筑物總長超過40 cm時,通常在建筑物端部第一或第二開間板跨中出現上下貫通裂縫;②縱向裂縫:沿建筑物縱向方向的裂縫,出現在板下皮居多,個別上下貫通;③角部裂縫:在房間的四角出現的斜裂縫,板上皮居多;④不規則裂縫:分布及走向均無規則的裂縫;⑤樓板根部的橫向裂縫:距支座在30 cm內產生的裂縫,位于板上皮;⑥順著預埋管線方向產生的裂縫。
近年來,通過工作實際,筆者認為鋼筋混凝土現澆樓板裂縫問題主要是由混凝土的原材料質量、混凝土的溫度和濕度的變化、施工質量及設計等方面的原因引起的。
在建筑工程建設中,有一部分的鋼筋混凝土現澆樓板出現裂縫是由于使用了不合格的原材料造成的,具體表現在以下3個方面:
(1)使用了不合格的水泥。水泥是混凝土的主要材料,其質量直接影響到混凝土的質量,如果使用了性能不穩定的水泥,或者使用了含有生石灰或氧化鎂的水泥,會使混凝土產生體積膨脹,從而產生裂縫。
(2)使用含泥量大的骨料。在生產中,如果混凝土的骨料中含泥量過多,則其在混凝土的凝結過程中會因混凝土的抗拉強度低而產生裂縫。
(3)由商品混凝土坍落度、添加劑等方面原因造成的裂縫。目前最常用的商品混凝土坍落度大、流動性好,便于施工,但容易產生局部粗骨料少、砂漿多的現象。
混凝土在硬化期間,水泥產生大量水化熱,使內部溫度不斷上升,在混凝土表面引起拉應力。后期在降溫過程中,由于受到基礎或老混凝土的約束,又會在混凝土內部出現拉應力。
在建設中,有相當部分鋼筋混凝土現澆樓板的裂縫是由于施工方面的原因造成的,具體包括以下4個方面:
(1)施工過程中混凝土過分振搗,或者模板、墊層不澆水濕潤,致使模板、墊層過于干燥,也容易使混凝土產生裂縫。混凝土過分振搗后,粗骨料會沉落擠出水分、空氣,在表面呈現泌水而形成豎向體積縮小沉落,造成表面砂漿層,待水分蒸發后,易形成凝縮裂縫。模板、墊層過于干燥,則吸水量大,容易引起混凝土的塑性收縮,產生裂縫。
(2)施工過程中施工工藝不當,也很容易使混凝土產生裂縫。為趕工期、搶進度,混凝土未達到終凝時間就任意踩踏,搬運材料,集中堆放磚塊、砂漿、模板等;混凝土未達到規定強度時就過早拆模,導致樓板產生內傷或斷裂。
(3)電線套管、暗裝水管等的鋪設不當也是使混凝土產生裂縫的原因之一。電線套管、暗裝水管等的鋪設不夠牢靠或集中鋪設、上下交疊鋪設,致使電線套管、水管上皮在保護層厚度1/3以內,保護層厚度不足,很容易使混凝土產生裂縫。
(4)混凝土養護不當也容易導致樓板產生裂縫。混凝土養護時間應準確把握。過早養護會影響混凝土的膠結能力;過遲養護,混凝土表面游離水分蒸發過快,致使水泥因缺乏必要的水化水而產生急劇的體積收縮,此時混凝土早期強度還很低,因不能抵抗這種收縮應力而開裂。
(1)構件超載產生的裂縫。例如,構件在超出設計的均布荷載或集中荷載作用下產生內力彎矩,出現垂直于構件縱軸的裂縫;構件在較大剪力作用下,產生斜裂縫,并向上、下延伸。
(2)不合理設置必要的伸縮縫同樣是造成混凝土現澆板產生裂縫的重要原因之一。建筑物長度大,而又未合理考慮設置伸縮縫,當建筑物的自由伸縮量過大時,就會產生裂縫。
嚴格檢驗原材料的質量,對進入施工現場的材料進行認真檢驗,同時做好原材料的各項試驗,發現不合格材料進場必須立即停止使用,并堅決清除出場。正確選用水泥,要控制水灰比,使之不大于0.4,為保證混凝土拌合物有一定的流動性,可摻入優質粉煤灰和高效減水劑來確保混凝土的可泵性。而使用減水劑時,一定要做與水泥相容性試驗,選擇與水泥結合后流動性好的減水劑;選用級配良好的骨料,粗細骨料的用量應占混凝土總體積的65%~75%,這是影響混凝土質量的重要因素;要重視砂石的質量,石子應選用連續級配的碎石,最大粒徑控制在15~20 mm;選擇好運輸路線,保證道路平整,縮短運輸時間,避免混凝土拌和物發生分層、離析;同時,要經常檢查運輸工具,盡量減少混凝土拌和物運輸過程中水泥漿的流失。
(1)在結構設計時,對于鋼筋混凝土現澆板應盡量避免過大的跨度,可以通過增加次梁根數來減小現澆板的跨度,以避免現澆板的厚度過大、現澆板的跨中撓度過大、現澆板的跨中裂縫、支座裂縫過大,從而提高現澆板的可靠度與安全性。
(2)在工程設計中,經常會出現梁板下口平齊,此時,為了現澆板下部鋼筋在支座內錨固更加可靠,板底鋼筋在梁處應放在梁下部鋼筋的上面,設計圖還應有大樣圖表示。
(3)對于跨度達200~300 mm的梯板,為了保證梯板負筋的架立,同時為了梯板支座處截面的抗剪,宜采用梁式配筋,加設箍筋,箍筋最少設4肢箍。
(4)在平面布置上應該盡量規則。減少凹凸轉角、體形突變等,因為這些位置往往是薄弱部位,存在著應力集中,在受到混凝土收縮及出現溫差變化時而容易產生裂縫。另外,房屋的長度等于或大于40 m時,可將房屋每隔20 m左右在板的支座上設置10 mm寬的伸縮縫,將長板變為短板,從而使原來配置的鋼筋不會斷開。
(5)在溫度、收縮應力較大的現澆板區域內,鋼筋間距宜取為150~200 mm,并應在現澆板的未配筋表面布置溫度收縮鋼筋。現澆板的上、下表面沿縱、橫兩個方向的配筋率均不宜小于0.1%。另外,為防止在屋面板的四角部位出現45 ° 裂縫可以在陽角、陰角板塊的四周設置輻射鋼筋,如此能有效的抑制裂縫的產生。
(1)在施工過程中,要防止工人在負筋上隨意踩踏而引起負筋變形,并安排人員及時進行糾正,在板底受力筋下一般可用12~15 mm厚砂漿墊塊墊起板底鋼筋網,保證支撐負筋位置的馬凳鋼筋間距不大于l 000 mm,澆筑混凝土之前應設置馬道,為防止預埋線管處出現裂縫,應在較粗的管線或多根線管的集中處,增設垂直于線管的短鋼筋網片來加強該部位,增設的抗裂短鋼筋采用6~8根,間距小于150 mm,兩端的錨固長度應不小于300 mm;在樓板的大體積混凝土施工中,采用切實可行的降溫措施,如在炎熱天氣澆筑時,采用冰水拌制混凝土,并摻加緩凝減水劑和磨細粉煤灰,延緩凝結時間,減少坍落度損失,改善混凝土和易性和可泵性,使澆筑后混凝土內外溫差不超過25 ℃。
(2)采取合理的混凝土澆筑方式。對不同的混凝土構件,應有針對性的采用相應的澆筑工藝,澆筑大體積混凝土首先應制訂詳細的澆筑施工方案。合理分縫分塊,安排合理的澆筑順序;熱天澆筑混凝土時,分層澆筑,減小澆筑厚度,利用澆筑層面散熱;在混凝土中埋設降溫水管,通入冷水降溫;合理安排澆筑順序,避免過大的溫差和側面長期暴露等。
裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象,它的產生不僅會降低建筑物的抗滲能力,影響建筑物的使用功能,而且會引起鋼筋的銹蝕、混凝土的碳化,從而影響建筑物的承載能力。因此,應嚴格規范要求施工,嚴把質量關,防患于未然,盡可能地降低混凝土裂縫的產生,對混凝土裂縫進行認真研究、區別對待,采用合理的方法進行處理,混凝土的裂縫問題是可以避免的。