現澆鋼筋混凝土樓面板裂縫是目前較為普遍的質量通病之一,雖然現澆樓板承載力能滿足設計要求,但由于預制多孔板改為現澆板后,墻體剛度相對增大,樓板剛度相對減弱。因此在一些薄弱部位和截面突變處,往往容易產生一些結構性裂縫。裂縫的位置取決于兩個因素,一是約束,二是抗拉能力。對樓板來說,約束最大的位置在四個轉角處,因為轉角處梁或墻的剛度最大,它對樓板形成的約束也最大。同時沿外墻轉角處因受外界環境影響,樓板成為收縮變形最大的部位。一般來說,樓板內配筋都按平行于樓板的兩條相鄰邊而設置,也就是說,轉角處夾角平分線方向的抗拉能力最為薄弱。故大多數板上裂縫都出現在沿外墻轉角處,而且呈45°斜向放射狀。由于溫度變化,混凝土熱脹冷縮而形成的溫度裂縫,此類裂縫一般集中在東西單元的房間以及屋面層和上部樓層的樓板。另外混凝土在塑性收縮、硬化收縮、碳化收縮、失水收縮過程中易形成各種收縮裂縫。現從施工角度進行綜合分析,并分類采取以下幾項主要技術措施:
一、原材料選用方面的因素
水泥的選擇是關系到收縮問題的關鍵。不同品種水泥的收縮值取決于C3A、SO3、石膏的含量及水泥細度等。而且,隨著高強混凝土的應用,水泥的標號等級要求也就相應提高,水泥用量也就會增加,產生的水化熱就越高,混凝土的收縮變形也越大。在原料一定的條件下,水灰比對混凝土收縮有很大的影響,影響砼的收縮而產生裂縫原因包括單位用水量、單位水泥用量、水灰比、砂率等控制參數。另外由于施工工期的需要,一般都會使用化學外加劑的,但外加劑選用不當會直接引起混凝土多種質量問題,并且外加劑的使用也會增大混凝土收縮的變化率,如摻減水劑用于改變混凝土和易性,高效減水劑的減水作用隨時間延長而降低,這是坍落度損失的主要原因,由于高效減水劑吸附在水泥顆粒表面或早期水化物上,它或是被水化物包圍,或是與水化物反應而被消耗掉,變得不能發揮分散能力,水泥顆粒間斥力減小,造成水泥顆粒凝聚,使混凝土坍落度減小,造成混凝土拌和物坍落度損失過大或短期內完全喪失流動性,這類問題在混凝土生產行業中會經常遇到,程度輕的會引起混凝土施工困難,混凝土表面會出現收縮裂縫。所以實際施工中要合理選用混凝原材料,嚴格控制混凝土配合比。
二、施工方面的因素
1.施工時模板的處理對裂縫產生的影響
樓板模板支撐剛度不夠,梁板支撐剛度差異或模板撓度過大,造成模板支撐下沉變形過大;模板支撐系統的穩定性不夠,在施工期間過度震動使支撐剛度變異部位出現多次瞬間相對位移,這樣也會引起樓板的裂縫;拆模過早,在混凝土沒有完全硬化的時候就進行拆模板,混凝土硬化前過早承載或受到振動,很容易產生裂縫。
2.鋼筋保護層偏差大
鋼筋在樓面砼板中的抗拉受力,起著抵抗外荷載所產生的彎矩和防止砼收縮和溫差裂縫發生的雙重作用,而這一雙重作用均需鋼筋處在上下合理的保護層前提下才能確保有效。在實際施工中,樓面下層的鋼筋的保護層比較容易正確控制,但縱橫向的墊塊間距應限制在lm左右。在實際施工中樓板上層鋼筋的有效保護,一直是施工中的較難解決的問題。其原因為板的上層鋼筋一般較細,容易受到人員踩踏后就立即彎曲、變形、下墜;各工種交叉作業,造成綁扎后的鋼筋踩踏變形;上層鋼筋網片的鋼筋板凳支撐(或砼墊塊)設置間距過大。
針對上述原因,應加強施工現場質量管理,嚴格按施工工藝標準施工,嚴格檢查驗收制度。做好模板支撐系統搭設方案的編制及審批。盡可能合理和科學地安排好各工種交叉作業時間,在板底鋼筋綁扎后,線管予埋和模板封鑲收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人員數量;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,必須行走時,應自覺沿鋼筋小馬撐支撐點通行,不得隨意踩踏中間架空部位鋼筋;樓面雙層雙向鋼筋 (包括分離式配置的負彎矩短筋)必須設置鋼筋板凳支撐(或砼墊塊),其縱橫向間距不應大于700mm(即每平方米不得少于2只),特別是對于Ф8一類細小鋼筋,鋼筋板凳支撐(或砼墊塊)的間距應控制在600mm以內 (即每平方米不得少于3只),安排足夠數量的鋼筋工 (一般應不少于3~4人或以上)在砼澆筑前及澆筑中跟蹤及時進行整修,特別是支座端部受力最大處以及樓面裂縫最容易發生處 (四周陽角處、預埋線管處以及大跨度房間處)應重點整修;砼工在澆筑時對裂縫的易發生部位和負彎矩筋受力最大區域,應鋪設臨時性活動挑板等。
3.預埋線管處裂縫
預埋線管,特別是多根線管的集散處是截面砼受到較多削弱,從而引起應力集中,容易導致裂縫發生的薄弱部位。因此對于較粗的管線或多根線管的集散處,應按要求增設垂直于線管的短鋼筋網加強。根據實踐經驗,增設的抗裂短鋼筋采用Ф6—Ф8,間距≤150,兩端的錨固長度應不小于300mm。線管在敷設時應盡量避免立體交叉穿越,交叉布線處可采用線盒,同時在多根線管的集散處宜采用放射形分布,盡量避免緊密平行排列,并且當線管數量眾多,使集散口的砼截面大量削弱時,宜按予留孔洞構造要求在四周增設上下各2Ф12的井字形抗裂構造鋼筋。
4.施工進度過快、施工沖擊振動荷載造成的裂縫
在實際施工過程中,普遍存在著質量與工期之間的矛盾,主體結構的樓層施工速度要求過快。當樓層砼澆筑完畢后不足24h的養護時間,就忙著進行鋼筋綁扎、材料吊運等施工活動,造成在強度不足的情況下受材料吊卸的作用而引起不規則的受力裂縫。對這類裂縫的綜合預防措施如下:
控制主體結構的施工速度,一般在7天左右一層為宜,樓層砼澆筑完后的必要養護(一般不宜≤24h)必須獲得保證;科學安排樓層施工作業計劃,在樓層砼澆筑完畢的24h以前,不允許吊卸堆放材料,避免沖擊振動,24h以后,可先分批安排吊運少量小批量的暗柱和剪力墻鋼筋進行綁扎活動,做到輕卸、輕放,以控制和減小沖擊振動力。第3天方可開始吊卸鋼管等大宗材料以及從事樓層墻板和樓面的模板正常支模施工。在模板安裝時,吊運 (或傳遞)上來的材料應做到盡量分散就位,不得過多地集中堆放,以減少樓面荷重和振動;加強對樓面砼的養護,特別是早期的妥善養護可以大量減少砼初期伸縮裂縫發生。
綜上所述,建筑樓板結構裂縫是混凝土結構中存在的一種質量通病,它的出現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,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力,因此要對混凝土裂縫進行認真研究、區別對待,需要經過設計、監理、施工及使用方等多方面的配合,采用合理的方法進行處理,并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展,保證建筑物和構件安全、穩定地工作。隨著當今我們對混凝土耐久性研究的不斷深入,材料科學的不斷發展和建筑技術水平的不斷提高,相信混凝土裂縫問題將會逐漸得以有效控制。
(作者單位:河南省臨潁縣建設局)