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摘要:現(xiàn)澆混凝土粱板結構的裂縫問題一直是影響工程質量的主要問題。隨著現(xiàn)澆混凝土梁板結構取代裝配式混凝土梁板結構被廣泛應用,現(xiàn)澆混凝土梁板結構裂縫的分析與質量預控顯得越來越重要。本文分析了現(xiàn)澆混凝土梁板結構產(chǎn)生裂縫的主要原因,介紹了現(xiàn)澆混凝土梁板結構裂縫的預防與控制,提出了現(xiàn)澆混凝土梁板結構裂縫的處理措施。
關鍵詞:現(xiàn)澆混凝土;梁板結構;裂縫;技術;灌漿法
現(xiàn)澆混凝土梁板的裂縫問題是長期困擾建筑企業(yè)的重要技術問題,特別是在大結構和超高層建筑越來越多的今天,現(xiàn)澆混凝土梁板裂縫的控制已成為建筑企業(yè)技術與管理的核心工作。應該從現(xiàn)澆混凝土梁板的特點和現(xiàn)澆混凝土梁板結構的施工實際出發(fā),對影響現(xiàn)澆混凝土梁板施工和產(chǎn)生結構裂縫的原因進行分析和定位,探尋現(xiàn)澆混凝土梁板結構施工中有效預防裂縫的方法,施用更為有效的技術與措施處理現(xiàn)澆混凝土梁板結構的裂縫,確保建筑整體結構與功能的穩(wěn)定和安全。
一、現(xiàn)澆混凝土梁板結構產(chǎn)生裂縫的主要原因
1.材料原因產(chǎn)生的現(xiàn)澆混凝土梁板結構裂縫。現(xiàn)澆混凝土梁板結構的施工一般采用泵送混凝土的方式來進行,這樣的混凝土中含沙量與水灰比都比傳統(tǒng)混凝土要高,造成現(xiàn)澆混凝土梁板結構出現(xiàn)強度上的問題,在拉力過大的情況下會出現(xiàn)結構裂縫。
2.設計原因產(chǎn)生的現(xiàn)澆混凝土梁板結構裂縫。在現(xiàn)澆混凝土梁板結構設計中缺乏對結構溫度形變的計算,特別是現(xiàn)澆混凝土梁板結構與磚混結構的膨脹系數(shù)被混同,這會導致不同構件出現(xiàn)約束應力,進而在強度不足的區(qū)域出現(xiàn)現(xiàn)澆混凝土梁板的裂縫。
3.環(huán)境因素產(chǎn)生的現(xiàn)澆混凝土梁板結構裂縫。天氣是環(huán)境因素中重要的一個環(huán)節(jié),在夏季高溫施工中會因現(xiàn)澆混凝土梁板的水化熱累積而出現(xiàn)現(xiàn)澆混凝土梁板結構溫度裂縫,在春秋干燥的天氣里會因現(xiàn)澆混凝土梁板結構養(yǎng)護不足而出現(xiàn)濕度不足,這會使現(xiàn)澆混凝土梁板結構產(chǎn)生干縮裂縫。
二、現(xiàn)澆混凝土梁板結構裂縫的預防與控制
鋼筋混凝土結構的裂縫是不可避免的,但其有害程度是可以控制的,有害與無害的界限由結構使用功能決定。裂縫控制的主要方法是通過設計、施工、材料等方面綜合技術措施將裂縫控制在無害范圍內(nèi)。
1.混凝土材料對裂縫的預控。在混凝土強度等級一定的條件下,應根據(jù)混凝土級配國家行業(yè)標準及當?shù)貤l件進行優(yōu)選,盡可能降低水泥用量,降低水灰比,降低含砂率,嚴格控制砂的粒徑及含泥量,混凝土用砂應采用中粗砂,如砂粒過細,砂的含泥量超過標準,不僅降低強度,也易使混凝土產(chǎn)生裂縫,這是因為粘土泥的膨脹系數(shù)大于水泥膨脹系數(shù)的緣故。增加細度模數(shù)及粗骨料粒徑,在混凝土中摻入適量珠粉煤灰對降低水化熱,提高和易性,降低堿骨料反應等都有好處。對于混凝土的強度等級,盡量在水平結構中,如梁、板、墻等,用低強度混凝土C25---C35,利用后期強度R60。
2.建筑結構設計對裂縫的預控。在建筑平面布置上應盡量減少凹凸現(xiàn)象和設置必要的伸縮縫。平面轉角過多,即薄弱部位越多,這些部位由于應力集中,往往越是裂縫的多發(fā)區(qū)。一般民用建筑的梁板不做抗裂設計,施工單位在做混凝土配合比的試配過程中,也多對強度、和易性、是否泵送、早強等方面提出要求(除非大體積混凝土),對施工過程中的溫度收縮考慮較少,當外界數(shù)種不利因素同時發(fā)生時,配比方面的潛在影響就暴露出來了,所以,對重要建筑物,無論是否做抗裂設計,混凝土試配時應考慮這種因素。
對于兩端受到轉動約束的簡支梁,其約束力矩M可按下式計算:
其中ET為梁截面的彎曲剛度,它不僅隨荷載增大而減小,而且還隨荷載作用時間增長而減小,剛度越大,約束力矩越大,這適宜于裂縫出現(xiàn)及擴展階段的預控。設計時注意構造配筋十分重要,目前國內(nèi)設計對此都不夠重視,對結構抗裂影響很大。合理的構造配筋,如采用小筋密布的配筋方式,可以提高混凝土的極限拉伸,可采用齊斯克列里經(jīng)驗公式估算混凝土的極限拉應變。
另外,對連續(xù)多跨現(xiàn)澆混凝土梁板結構不宜采用分離式配筋;孔洞處配加強筋,混凝土梁的腰部增配構造腰筋,間距200mm。構造鋼筋的直徑由8~14mE,間距l(xiāng)O0~200mm,視情況而定。在建筑物臨邊板的陽角及陰角配置輻射筋。現(xiàn)澆混凝土梁板結構的四周在設計上都己按要求配置了負筋,但針對絕大多數(shù)裂縫產(chǎn)生于現(xiàn)澆板角這一現(xiàn)象,在板角四周增設輻射筋,使產(chǎn)生裂縫的應力作用方向與輻射筋相一致,能有效地抑制裂縫,此外配筋較多時,相對來說也能明顯改善裂縫的產(chǎn)生或擴展,根據(jù)裂縫距板角的距離,輻射筋長度宜為1500mm左右。
3.施工工藝對裂縫的預控
(1)施工單位應在混凝土澆注前做好詳細的混凝土澆灌施工組織設計。振搗密實,加強對混凝土的養(yǎng)護,尤其是在高溫下施工,更應注意。這樣既能保證混凝土強度,又能降低由于混凝土收縮應力,減少溫度產(chǎn)生的裂縫,從而有效控制裂縫。保溫保濕養(yǎng)護時間應當不低于半個月,重大工程應不低于1個月。同時,對水泥砂漿地面,也要嚴格按施工順序操作,并加強養(yǎng)護,經(jīng)常使地面處于濕潤狀態(tài),也能有效地抑制地面裂縫的產(chǎn)生。
(2)在高層建筑的施工中,混凝土墻、柱的設計強度較高,梁、板的設計強度相對較低,施工單位為了施工方便,大多把梁、板的混凝土等級提高到與墻、柱相同,無形中提高了混凝土收縮應力,而樓板面又較薄,與空氣的接觸面較大,更容易產(chǎn)生收縮。因此,在條件許可的情況下,施工單位盡量不要隨意改變混凝 上強度等級。注意后澆帶的施工問題。大面積現(xiàn)澆混凝土梁板結構后澆帶施工易出現(xiàn)兩個問題:一是后澆帶構造不良,清理垃圾困難;二是后澆帶填充封閉過早,起不到后澆帶作用,從而變成后期裂縫的隱患。因此,對于后澆帶混凝土宜采用信息化施工,利用必要的檢測手段跟蹤測試,控制養(yǎng)護條件。
(3)嚴格控制板面負筋的保護層厚度。現(xiàn)澆混凝土梁板結構負筋一般放置在支座梁鋼筋上面,與梁筋綁扎在一起,另外,采用鐵架子或混凝土墊塊等措施來固定負筋的位置,保證在施工過程中板面鋼筋不再下沉,從而可有效地控制保護層,避免支座處因負筋下沉,保護層厚度變大而產(chǎn)生裂縫,板的保護層厚不應大于15mm。
三、現(xiàn)澆混凝土梁板結構裂縫的處理措施
1.表面處理法處理裂縫。表面處理法主要包括表面涂抹和表面貼補法。表面涂抹的適用范圍是:漿材難以灌入的細而淺的裂縫;深度未達到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫;不漏水的裂縫;不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補(土工膜或其他防水片)法適用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。
2.灌漿法處理裂縫。對于現(xiàn)澆混凝土梁板結構出現(xiàn)的各類裂縫都可以用灌漿法進行處理,無論是細微裂縫還是大裂縫均可適用灌漿法。灌漿法