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摘要:針對現澆混凝土樓板裂縫產生的原因和存在的部位進行分析,探討了現澆混凝土樓板裂縫的防治和一些處理方法。
關鍵詞:現澆樓板;裂縫原因;防治措施
近年來,部分住宅樓交付使用后反映現澆混凝土樓板出現通長貫通裂縫現象。由于擔心這些裂縫會破壞結構的整體性,影響建筑結構的使用安全,導致業主投訴較多,后期維修處理出現了不少麻煩。就此,筆者多次會同設計、監理、施工等部門進行實地勘查,在查閱施工圖紙、技術資料,回顧工程施工過程并對個別部位的結構實體進行了專項檢測的基礎上,進行了綜合研究分析,認為現澆樓板裂縫,多數系由于混凝土自身的干燥收縮、溫度變化、施工工藝粗糙以及設計抗裂措施不足而引起的變形裂縫,主要影響使用功能和觀感質量,但較大裂縫對結構的安全性和耐久性,也有一定的影響。
現澆混凝土樓板裂縫大多表現在以下幾個部位:
1.部分現澆混凝土樓板裂縫是沿建筑物中部、房間的跨中部位,通過燈位附近沿開間、進深方向較長的裂縫,并偶見滲水痕跡。
2.房間頂板負筋的端頭處。
3.邊單元、頂層的房角部位出現450角裂縫。
上述裂紋寬度一般約0.1~1.0mm。
一、裂縫的原因分析
1.引起裂縫的首要原因是混凝土自身的的干燥收縮。現澆混凝土在凝結硬化過程中,由于混凝土樓板的四周受到支座(周邊剪力墻及梁)的約束,不能自由伸展,當混凝土水分蒸發產生塑性收縮及干縮,且收縮變形引起混凝土樓板的約束應力超過一定程度時,必然因承受拉力引起混凝土樓板的開裂。開裂的部位往往產生在應力相對集中的地方,大多數現澆混凝土樓板裂縫的部位產生在混凝土斷面相對減小或板角處。再有,個別房屋交付后閑置,混凝土長期處于干燥環境中,加大了混凝土自身的干縮變形,使混凝土樓板在相對薄弱環節因受拉應力集中而引起裂縫。
2.混凝土溫度裂縫是指建筑物在施工階段和交付期間經受著室內外及季節性高溫差的影響,使現澆混凝土產生較大溫度變形而產生裂縫。如果工程主體施工在夏季,現澆混凝土初凝后未及時澆水養護,混凝土在較高溫度下失水收縮,水化熱釋放量較大,但又未及時得到水分補充,因而在硬化過程中,現澆混凝土樓板受到支座的約束,勢必產生溫度應力在混凝土斷面突變處或板角處出現裂縫。再有室內外溫差變化較大,冬季采暖室內溫度、濕度急劇變化也會造成一定的裂縫。我們在調查中發現,尤其在邊單元及頂層的現澆混凝土樓板裂縫居多。
3.建筑結構體型突變或未設置必要的伸縮縫產生的裂縫。建設單位為了降低成本,提高土地的利用率,設計建筑物長度過長,未設置伸縮縫,當建筑物的自由伸縮達到應設置伸縮縫要求的間距時,就會引起裂縫的產生。再有,建筑物平面布置凹凸較多,這些轉角部位應力集中形成薄弱部位,一旦受到混凝土收縮及溫差變化,就極易產生現澆混凝土樓板裂縫。
4.支座處負筋下沉產生裂縫。在施工過程中由于施工工藝采用不當,致使支座處負筋下陷,鋼筋保護層過大,固定支座變成塑性鉸支座,使混凝土樓板上部沿梁支座處產生裂縫。
5.施工中在混凝土未達到規定強度,拆模過早或者在混凝土未達到終凝時間就施加荷載,直接造成混凝土樓板的彈性變形,在混凝土早期強度低或無強度時,因承受拉、壓、彎等力的作用而產生混凝土的開裂或斷裂,這種裂縫很容易導致上下貫通的混凝土樓板裂縫。
綜上所述,現澆鋼筋混凝土樓板裂縫產生的原因較多,且形態各異,帶有一定的普遍性,但主要是由于溫差和混凝土干縮引起的收縮裂縫,實際上許多裂縫都是由混凝土收縮及溫度變化綜合引發的。上述裂縫一般不會危及整體結構安全,并非由于結構承載力不足和地基不均勻沉降而引起的裂紋。
二、裂縫的防治
上述裂縫雖然不會對工程質量造成大的損害,屬非結構受力因素所引起的現澆混凝土樓板裂縫,但混凝土樓板裂縫既影響美觀,又容易使業主產生心理上的不安,而且裂縫會影響混凝土的抗滲效果造成水分侵蝕鋼筋,降低建筑物的耐久性。特別嚴重者可能要改變鋼筋混凝土樓板的受力性能,有可能造成重大質量安全事故,因此在施工過程中必須對其進行有效控制,特別是避免有害裂縫的產生。針對上述裂縫產生的原因,筆者提出一些防治措施。
1.設計措施
1.1建筑平面宜規則,對于樓板平面的洞口、轉角等易開裂的部位應增加配筋,沿混凝土樓板的洞邊、凹角部位應加配防裂構造鋼筋或暗梁,并采取可靠的錨固措施。在溫度、收縮應力較大的現澆混凝土樓板區域,應在板的表面雙向配置防裂構造鋼筋,配筋率均不應小于0.10%,間距不應大于250㎜,且直徑不宜小于6㎜。防裂構造鋼筋可利用原有鋼筋貫通布置,也可另行設置鋼筋并與原有鋼筋按受拉鋼筋的要求搭接或在周邊構件中錨固。
1.2現澆混凝土結構建筑長度大于45米,或者平面布局存在高低錯層、凹凸較多的建筑物,應按照設計規范設置變形縫,或者在現澆混凝土樓板中間結構受力影響較小的部位設置后澆帶或膨脹加強帶。
1.3現澆混凝土樓板的厚度,單向板不宜小于跨度的1/30,雙向板不宜小于短邊跨度的1/35,現澆樓板最小厚度不應小于100㎜。相鄰房間現澆混凝土樓板厚度比不應超過1.5:1。
1.4連續的現澆混凝土外挑檐或外挑構件,必須每12米左右設縫斷開(縫寬20㎜),縫內用苯板填塞,裝修時用建筑密封膏封閉處理。如圖1.4-1
圖1.4- 1
1.5現澆混凝土樓板配筋設計宜采用熱軋帶肋鋼筋,鋼筋直徑和間距宜按小和密的方式布置,但鋼筋最小間距不應小于70㎜。外墻轉角處應設置放射形鋼筋,鋼筋的數量、規格不應少于7Φ10,長度應大于板跨的1/3。樓板厚度H≤150㎜時,鋼筋間距不宜大于150㎜,當采用HRB400、HRB500鋼筋時,鋼筋間距不應大于200㎜;板厚H>150㎜時,鋼筋間距不應大于1.5h,且不應大于250㎜,并應設置抗溫度裂縫的構造鋼筋。
1.6現澆混凝土樓板強度等級不宜大于C30,當大于C30時,應采取抗裂措施。樓板與梁交接部位,設計文件應注明樓板端部鋼筋錨固長度。如圖1.6-2
圖1.6- 2
1.7同一陽臺應采用相同的懸挑結構。當采用懸挑板結構時,懸挑長度不應大于1.5米,受力鋼筋直徑不宜小于12㎜,板厚不小于懸挑長度的1/10,且受力鋼筋在板內的平衡長度不宜小于懸挑長度的1.2倍。
2.模板工程
2.1必須進行模板設計和剛度驗算,模板必須有足夠的承載力、剛度和穩定性。當驗算模板及其支架的剛度時,其最大變形值,對結構表面隱蔽的模板,不得超過模板構件計算跨度的1/400,對結構表面外露的模板,不得超過模板構件計算跨度的1/250,支架的壓縮變形值或彈性撓度,不得超過相應的結構計算跨度的1/1000。
2.2安裝上層現澆混凝土樓板的模板及其支架時,上、下層支架的立柱應對準,并鋪設墊板。
2.3模板支撐體系的拆除時間,必須同時滿足以下兩個條件:
(1)必須隔層拆除;)
(2)澆筑層樓板的混凝土強度必須達到75%以上,懸挑結構及跨度大于等于8米的現澆梁板的混凝土強度必須達到100%。
2.4混凝土梁板后澆帶的模板應獨立設置,不得隨本層其他跨模板一起拆除,并保證后澆帶所在跨度內的模板和支撐體系不受擾動。待后澆帶混凝土達到設計強度后方可拆除。
2.5模板應選用鋼支撐體系,并逐步推廣工具式支撐體系。
3.鋼筋安裝
3.1鋼筋安裝應嚴格按圖施工,保證鋼筋位置、鋼筋保護層厚度。水泥砂漿墊塊強度不應低于M15,面積不應小于40X40㎜,間距1米左右,墊塊上預留18#綁扎固定鉛絲。不得采用碎石片等代替墊塊使用,雙層鋼筋必須放置架鐵。
3.2按圖紙要求埋設線管,線管應固定在板厚的中間位置,并應盡量避免線管交叉重疊,必須交叉時,應選用接線盒方式或在其上部增設鋼筋網片(規格Φ4@40㎜),寬度不應小于300㎜。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,以確保線管底部的混凝土灌筑順利和振搗密實。當線管數量眾多,使集散口的混凝土樓板截面大量削弱時,宜按預留孔洞構造要求在四周增設上下各2Φ12的井字形抗裂構造鋼筋。線管直徑大于20㎜時應采用金屬導管。
3.3鋼筋綁扎完畢后,必須做好隱蔽驗收。為保持鋼筋和預埋管的位置,必須安排專人看護。
3.4現澆混凝土樓板設置的溫度應力鋼筋,應與原有支座負筋按受拉鋼筋的要求進行搭接,或在周邊構件中錨固。
4.混凝土澆筑
4.1商品混凝土運至現場后,應逐車嚴格控制好商品混凝土的坍落度檢查,當產生塌落度損失影響泵送時,嚴禁加水,應有廠家采用高效減水劑調整,但摻加量應事先由試驗確定,并經商品混凝土攪拌站技術負責人同意后使用。
4.2澆筑樓板混凝土時,用2米刮杠及時找平,在混凝土收水前,用木抹子搓壓兩遍后,隨時覆蓋好塑料薄膜。具備機械趕壓條件時,提倡使用機械趕壓。
4.3加強現澆板的澆搗及養護。混凝土澆搗是保證混凝土密實的必要條件,混凝土養護是整個施工過程中必不可少的一個重要環節。混凝土澆筑完畢后12小時內,應對混凝土加以覆蓋和澆水養護,一般養護時間不少于7天,加緩凝型外加劑的混凝土不少于14天,養護標準應以能保持混凝土完全處于濕潤狀態為準。特別是夏、冬兩季,因晝夜溫度相差較大,如養護不當很容易產生溫差裂縫,為此,施工中應采用覆蓋麻袋或草包進行一周左右的保濕養護。當混凝土表面不便澆水時,可使用塑料布覆蓋或涂刷養護劑進行養護。
4.4已澆筑的混凝土樓板,在24小時以內且強度達到5MPa以前,不得進入下道工序施工。繼續施工后應嚴格控制施工荷載,并應分散布置,施工操作過程中應避免重物沖擊樓板。
4.5施工縫和后澆帶的位置應按規范和設計留置,對新老混凝土的結合面,必須進行界面處理。
4.6澆筑混凝土時,必須鋪設施工人員操作通道,用長1米鐵凳架起,任何情況下不得隨意踩踏鋼筋。泵送混凝土輸送路徑,必須設專用管道支架,不得擾動鋼筋和模板。
4.7在現澆混凝土樓板結構層上做下道工序施工以前以及住宅工程交付使用前、采用地面輻射供暖時在鋪設施工前,必須對全樓現澆樓板進行一次灑水試驗,觀察樓板底面,發現裂縫妥善處理,把通病消滅在竣工驗收之前。
4.8對混凝土的澆筑,應有專人旁站監督。嚴禁潤管砂漿直接鋪到樓板上,落地混凝土不得二次攪拌后再使用,對沖洗管道后的混凝土不得使用。
三、裂縫的處理方法
即使采取預防控制措施,目前還無法在混凝土樓板施工中徹底杜絕裂縫,而且設計規范允許一定寬度的裂縫出現。一旦出現了裂縫,處理時應遵守以下原則:
1.裂縫寬度在設計允許范圍內時,可不作處理。裂縫寬度超過規范要求時,應先查清開裂原因,待其發展基本穩定后再處理。若影響結構安全的裂縫,應提請設計或建設主管部門進行鑒定后妥善處理。
2.不影響結構安全的裂縫應結合使用情況,可按下述方法處理:
2.1.對于一般混凝土樓板表面裂縫處理,應先將裂縫清洗干凈,待干燥后用環氧漿液(或聚氨脂)灌縫使其表面涂抹封閉,可外抹聚合物防護砂漿并采用玻纖網作加勁層。
2.2當混凝土樓板表面裂縫超出設計允許范圍較大時,可采用開槽嵌縫法處理:
(1)去掉找平層,在原有裂縫位置切割開槽,寬度25mm,深度15mm的“∨”形凹槽。
(2)將凹槽內粉末及碎渣用高壓氣清理干凈,且將凹槽上面兩邊用鋼絲刷清理約50~100mm寬。
(3)用二甲苯(干凈棉絲或布條)擦涂凹槽及上表面。
(4)調制環氧膠泥(或聚合物砂漿)抹涂填滿壓擠密實后上面加貼無紡布一道,且必須保證粘結牢靠。
(5)對處理部位進行保護,切忌遭受明火、水泡或動蕩沖擊。
(6)48h后即為成品。
2.3當現澆混凝土樓板出現貫通裂縫時,可采用化學灌漿法處理。采用專用壓力設備,將化學漿液壓入縫內,一般化學漿液為環氧樹脂、聚氨脂等。
3.當現澆混凝土樓板出現裂縫面積較大時,應對鋼筋混凝土樓板進行靜載試驗,檢驗其結構的安全性。必要時可制作一層鋼筋網片,以使板的裂縫處受力均勻,提高混凝土現澆板的整體性。
4.對于貫通的危險結構裂縫,當現澆鋼筋混凝土板面裂縫寬度大于3mm 時,采用結構膠粘扁鋼加固現澆混凝土樓板板縫。做法是先將混凝土樓板裂縫的內部清理干凈,用結構膠泥將板縫底部粘扁鋼刮平封住,然后從板縫上部將結構膠高壓灌入混凝土板裂縫內。
四.結束語
現澆混凝土樓板裂縫是一種常見的質量通病。目前,筆者采取了上述一系列技術措施,混凝土樓板出現裂縫情況已有較大好轉,滿足了業主們日益增高的質量要求。但要進一步消除混凝土樓板裂縫現象,仍需不斷提高施工技術和積累經驗,采用更為科學有效的措施控制混凝土樓板裂縫的出現。
參考文獻:
[1] 《混凝土結構工程施工質量驗收規范》 GB 50204-2002(2011版)
[2] 《建筑工程施工質量驗收統一標準》GB 50300-2001
[3] 《混凝土結構設計規范》 GB 50010-2010
[4] 《高層建筑混凝土結構技術規范》JGJ3-2010
[5] 《建筑工程質量通病防治措施》 中國建筑工業出版社
[6] 《工程結構裂縫控制 》中國建筑工業出版社
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另外,墻體砌筑過程還應遵循順直、錯縫、反砌的原則,且保證灰縫的飽滿度介于0.8~1.2cm之間。填充墻體的砌筑應控制總體進度,須保證每個工人單天的砌筑高度不超過1.5m,而且為避免填充墻的受力,規范要求在梁底留40cm的空隙用于斜向留槎。二次結構砌筑的成功,不但能起到為整個建筑增光添彩的良好效果,而且還有助于節約建筑工程的建安成本。很多建筑都是清水墻直接交付。
結束語
總而言之,從材料、施工、組織管理等方面對二次結構的施工進行探討分析有助于專業技術人員進一步掌握二次結構施工的技術要點,而且更能夠從監督、檢查、驗收等方面層層做好二次結構的質量控制。
參考文獻:
[1]劉慶濤,王晶.二次結構[J].城市建設理論研究(電子版).2011.(32)
[2]賈哲,燕海.二次結構工程中的施工控制要點[J].天津建設科技.2014.S1:4-6
[3]丁志剛.基于建筑施工二次結構中質量問題探索研究[J].中國房地產業.2012.(9)
[4]尤淑娟.淺談二次結構施工方案[J].城市建設理論研究(電子版).2014.(2)