尤燦輝
(中建遠南集團有限公司,福建 泉州 362000)
建筑樓地面裂縫屬于結構裂縫,如果不能及時修補,會對整體結構產生根本性影響,如滲水、鋼筋銹蝕、混凝土脫落等,最終會使結構強度降低,縮短建筑使用壽命。根據實地考察和翻閱有關資料,可大致歸納出裂縫的成因有環境、原材料、配合比、施工工藝(工序)、技術水平等。為此,施工單位應根據實際情況,在施工過程中加強現場管理、優化技術方案,最大限度地避免裂縫的產生。
結構性裂縫所造成的后果往往比較嚴重,不僅降低房屋建筑的整體質量,而且會影響建筑的后期使用,給業主帶來巨大的安全隱患。結構性裂縫的種類較多,如收縮裂縫、溫差裂縫、施工裂縫、沉降裂縫等。根據其影響程度,又可分為微裂縫、中等裂縫、貫穿型裂縫等。無論是哪種裂縫,大多是在混凝土澆筑過程中因溫、濕度差異過大、配合比不合理、施工人員技術水平不高導致的混凝土收縮過快而形成的裂縫。尤其是在構件連接處(如梁板結合處)和不同材料混合施工的位置,更易出現裂縫。
在施工過程中,一些施工人員只按既定的施工工藝或方案施工,忽視了外部環境的影響。許多施工案例表明,在樓面混凝土澆筑過程中,環境因素貫穿并直接影響整個施工過程。例如,混凝土在凝固和水化時,內部溫度會直線上升,導致其內外溫差超過25℃,如不采取相應措施,極易產生溫度應力,形成裂縫。另外,一些特殊混凝土,如高強混凝土在凝固前,會產生較強的自生收縮,而混凝土內水泥石也會出現體積收縮,這主要是由于水泥水化過程中內部水分的消耗,造成水泥石的毛細孔和凝膠孔變得干燥,如干燥時間過長,很容易出現細微龜裂,隨著時間的推移,最終發展成裂縫。
在材料采購、施工過程中,施工管理人員缺乏質量管理意識,沒有對進場材料進行相關的檢驗和驗收,致使不合格材料進入施工現場,或沒有嚴格按照規范和設計文件要求選用合適的材料規格、數量、配合比等,這些也是產生裂縫的重要根源。具體原因有以下幾點:
(1)骨料含泥量過高、顆粒級配不良或間斷級配不當,都會混凝土收縮明顯增加。
(2)水泥品種的選擇。粉煤灰硅酸鹽水泥的抗裂性能優于其他類型的水泥,不易產生裂縫;而快硬型水泥收縮較大,容易產生裂縫。
(3)水泥、混凝土強度等級。大量工程案例表明,水泥等級越高、細度越細、早期強度越高,混凝土就越容易開裂;混凝土強度等級越高,脆性越大,越容易開裂。因此,在選擇水泥或混凝土強度等級時,不要盲目追求高強度,而應根據實際情況合理選擇,才能保證整體工程質量達到標準要求。
(4)混凝土配合比不當。一般在配合比設計中,砂率、水灰比選用不當,會引起混凝土和易性差,發生離析、泌水現象。如果水灰比過大,當水泥水化后,多余的水分需要蒸發,就會在混凝土表面產生孔隙和裂縫。
(5)近年來被廣泛使用的預制式疊合板,其使用的混凝土坍落度較小,采用固定模臺生產時,用振搗棒振搗,容易過度振搗桁架,且振搗點位少,易造成桁架外露筋處混凝土嚴重泌漿、離析,沿桁架筋方向產生裂縫。因此,在振搗過程中要注意控制振搗時間和頻率,避免局部過振;在混凝土強度未達到起吊強度前,嚴禁踩踏桁架筋,避免產生裂縫。
隨著我國城鎮化進程的加快,基礎設施及相關配套建設出現井噴式增長,各種施工隊伍隨之涌現,在這一過程中就會出現一些施工人員素質、技術水平參差不齊、責任心不強、施工技術細節得不到優化等問題。同時,個別施工人員在施工過程中不遵守施工操作規范,盲目施工,甚至搞反工序。例如,澆筑后澆帶時,沒有保留到規范要求的時間即補澆,因混凝土在澆筑后的一段時間內還會繼續收縮,如果未待其完全收縮,就會在拉伸作用下,在新舊混凝土之間產生縫隙。另外,混凝土澆筑完成后,由于施工管理人員缺乏管理和控制措施,使混凝土表面留下腳印或手印,為避免這些印跡影響工程觀感質量,需要對其進行抹平壓光處理,在處理過程中,細骨料會漂浮到混凝土表面,形成水泥砂漿層,導致混凝土收縮更加明顯。另外,在模板支護過程中,如果施工人員沒有嚴格按照模板支撐方案進行施工,在混凝土樓板的負荷下,很容易出現支撐變形、失穩等情況,進而產生裂縫。
施工過程中,由于施工環境、養護環境等因素的影響,建筑結構極易出現裂縫。因此,在制定防控措施時,要從多方面對多種因素考慮,采取各種手段實施全程監督和管理,嚴格控制澆筑、養護等各施工環節的工藝指標,降低混凝土開裂的風險,有效防止結構裂縫問題。
施工過程中,不可避免地會遇到暴雨、臺風、酷暑、低溫等惡劣氣候,應根據不同的施工環境采取相應的措施,防止混凝土開裂。在雨季,要保證混凝土澆筑過程中不會被雨水淋濕,避免混凝土整體濕度增加,降低強度等級而產生裂紋。夏季或氣溫較高時,應盡量減少混凝土運輸和二次澆筑的時間,避免過快凝結。可在施工現場設置移動罩棚,并適當調整施工時間,避開溫度較高的施工時段,這樣既能保證施工人員不會中暑,又能盡量避免因溫差過大而導致混凝土開裂。冬季或氣溫較低時,澆筑前應準備好覆蓋混凝土所需的保溫材料,如塑料薄膜、棉氈、草簾等,并采取必要的擋風、封閉措施,提高保溫效果,防止混凝土開裂。
(1)在解決樓地面混凝土開裂時,一般采取降低混凝土收縮比和水化熱等控制方法。因此,無論在選擇原材料、設定水灰比等方面都要保證其科學性和合理性。篩選水泥品種時,應綜合考慮強度、水化熱、坍落度等因素。例如,礦渣硅酸鹽水泥的早期強度和水化熱較低,而泌水性、干縮性較大;普通硅酸鹽水泥的早期強度較高,水化熱也偏高,干縮性較小。如果用礦渣硅酸鹽水泥配制混凝土容易發生坍落,是因為配入量要求較高、干收縮性大,易產生裂縫;如果用普通硅酸鹽水泥配制混凝土,會產生較高的水化熱,若想混凝土材料強度等級較高,則需選用高標號的普通硅酸鹽水泥進行配制,這樣可減少水泥用量,配出的混凝土具有早期強度高、干縮性小等特點,裂縫產生的風險低。因此,在工程施工中,通過合理設計各種原材料的配合比,選擇優質水泥品種和實施有效的溫控措施,才能有效降低混凝土產生裂縫的風險。
(2)嚴格控制水泥用量。一般來說,增加水泥用量后,會提升混凝土的強度和水化熱,使混凝土結構出現裂縫的幾率變大。相關實驗結果表明,水化熱越高,代表水泥用量越大,兩者成正向關系。以1m3混凝土為例,水泥用量每增加10kg,水化熱增加1℃。因此,要想使混凝土的水化熱控制在合理范圍內,就必須合理控制水泥用量,這樣才能避免裂縫的產生。
(3)嚴格控制用水量。如果含水量偏低,混凝土在施工過程中會出現松散、不堅實的現象,產生橫向裂紋;如果含水量偏高,混合料中的水泥漿就會集中到上層,造成上層結合料增多,下層結合料減少,不能保證整體強度,就會對混凝土的使用性能產生影響。另外,混合料由于含水量過高也會增加干裂縫風險。結合實驗結果,一般混凝土單位用量增加時,干縮率也提高,前者每增加1%,后者提高(2.5±0.05)%。因此,要想避免離析、泌水的情況出現,就必須在保證施工質量和振搗密實度不受影響的同時,盡量減少用水量,同時,減少坍落度,使綜合效果更理想。
(1)設置后澆帶。初凝階段,混凝土由于強烈的水化作用,內部水分大部分被消耗,體積縮小,產生收縮裂縫。因此,可待后澆帶兩側混凝土的齡期達到設計要求并完成早期收縮后,再采取封閉措施。后澆帶需采用高強度等級的微膨脹混凝土施工。
(2)設置膨脹加強帶。膨脹加強帶是補償性混凝土工程中用以增加結構收縮應力較大部位的混凝土強度和提高抗裂性能所必需的應用措施。膨脹混凝土硬化后能夠提供膨脹力,可減少其內部的預壓應力,對超過混凝土收縮應力的部分進行補償或抵消,有效改變其內部的應力加載,提高結構抗裂能力。
(3)其他裂縫預防控制措施。摻加抗裂纖維可提高混凝土的早期抗裂性。另外,盡量選擇中低強度等級的水泥、嚴格控制骨料質量和含泥量、適當增加骨料含量、控制水膠比在合理范圍內(0.45~0.5)等,都能控制收縮裂縫。
結構性裂縫使混凝土結構的抗滲能力降低,引起銹蝕、滲水等不良問題,使混凝土的耐久性大大下降,對建筑結構的使用功能也會產生不利影響。為此,要先確定裂縫的類型,分析出現裂縫的原因,借鑒以往同類裂縫處理的經驗,結合實際情況,完成修補。應根據施工現場實際情況,合理選擇裂縫的防治措施,才能將裂縫對建筑結構的影響降到最低。