摘要:現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面板的裂縫,是建筑工程的質(zhì)量通病之一。本文結(jié)合多年工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),以施工為主、兼顧設(shè)計(jì)和材料等方面,闡述樓面裂縫的產(chǎn)生的原因及防治措施。
關(guān)鍵詞:現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面板;裂縫 ; 原因;防治措施
1 裂縫產(chǎn)生的原因
混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因,主要是溫度和濕度的變化,混凝土的脆性和不均勻性,以及結(jié)構(gòu)不合理,原材料不合格(如堿骨料反應(yīng)),模板變形,基礎(chǔ)不均勻沉降等。
混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱,內(nèi)部溫度不斷上升,在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中,由于受到基礎(chǔ)或老混凝上的約束,又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí),即會(huì)出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢,但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護(hù)不周、時(shí)干時(shí)濕,表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束,也往往導(dǎo)致裂縫。混凝土是一種脆性材料,抗拉強(qiáng)度是抗壓強(qiáng)度的1/10左右。由于原材料不均勻,水灰比不穩(wěn)定,及運(yùn)輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象,在同一塊混凝土中其抗拉強(qiáng)度又是不均勻的,存在著許多抗拉能力很低,易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中,拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān),混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝土的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力,則須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計(jì)中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到穩(wěn)定溫度,往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力。有時(shí)溫度應(yīng)力可超過其它外荷載所引起的應(yīng)力,也就產(chǎn)生了裂縫。
2防治措施
2.1加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)部位的設(shè)計(jì)
從住宅工程現(xiàn)澆樓板裂縫發(fā)生的部位分析,最普遍的是房屋四周、陽臺(tái)處的房間在離開陽角1m左右,即在樓板配筋的負(fù)彎矩筋以及角部放射筋末端或外側(cè)發(fā)生45°左右的樓地面斜角裂縫,這在現(xiàn)澆樓板任何一種類型的建筑中都普遍存在。主要是砼的收縮特性和溫差、沉降等作用所引起,并且越靠近屋面處的樓層裂縫往往越大。從設(shè)計(jì)角度看,現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范側(cè)重于強(qiáng)度,對(duì)溫差和混凝土收縮特性等多種因素綜合考慮不足,構(gòu)造配筋量達(dá)不到要求。而房屋的四周陽角由于受到剛度相對(duì)較大的樓面梁約束,限制了樓面板的自由變形,因此在溫差和砼收縮變化時(shí),板面在配筋薄弱處首先開裂,產(chǎn)生45°左右的斜角裂縫。雖然樓地面斜角裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)安全使用沒有影響,但在有水源等情況下會(huì)產(chǎn)生滲漏缺陷,容易引起住戶投訴,是裂縫防治的重點(diǎn)。
2.2改善商品砼的性能
目前已普遍采用泵送商品砼澆筑,但受激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),導(dǎo)致各商品砼廠商以采用大粉煤灰摻量,低價(jià)位、低性能的外加劑及細(xì)度模數(shù)低、含泥量較高的中細(xì)砂作為降低價(jià)格和成本的主要競(jìng)爭(zhēng)手段。有關(guān)部門要盡快建立健全和統(tǒng)一對(duì)商品砼廠商的行業(yè)管理,促使廠商轉(zhuǎn)變觀念,加強(qiáng)質(zhì)量管理,控制好原材料質(zhì)量,選用高效優(yōu)質(zhì)外加劑改善和減小混凝土的收縮值。建立好控制體系 ,嚴(yán)格控制砼的用水量(不大于180kg/m3),不允許隨意對(duì)商品砼加水;嚴(yán)格控制摻和料的用量,對(duì)粉煤灰摻量不得超過水泥用量的15%,礦粉摻量不超過水泥用量的20%;有條件時(shí),在砼中加入纖維等抗裂材料。另一方面承包商在訂購商品砼時(shí),應(yīng)根據(jù)工程的不同部位和性質(zhì)提出對(duì)商品砼的質(zhì)量要求,不能片面壓價(jià),追求低價(jià)格、低成本而忽視了商品砼質(zhì)量,導(dǎo)致樓面收縮裂縫增多。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)逐車控制好商品砼塌落度檢測(cè),以保證砼的成品質(zhì)量。
為保證混凝土工程質(zhì)量,防止開裂,提高混凝土的耐久性,正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一,例如使用減水防裂劑。許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能,我們?cè)诠こ虒?shí)踐中應(yīng)多進(jìn)行這方面的實(shí)驗(yàn)對(duì)比和研究,比單純的靠改善外部條件,可能會(huì)更加簡(jiǎn)捷、經(jīng)濟(jì)。
2.3施工中的技術(shù)措施
樓面裂縫的發(fā)生除以陽角45°斜角裂縫為主外,還有較常見的兩類:一類是預(yù)埋線管及線管集中處;另一類為施工中周轉(zhuǎn)材料較集中和較頻繁的吊裝卸料堆放區(qū)域。現(xiàn)從施工角度進(jìn)行綜合分析,并分類采取以下幾項(xiàng)主要技術(shù)措施:
(1)重點(diǎn)加強(qiáng)樓面鋼筋網(wǎng)的有效保護(hù)措施
鋼筋在樓面砼板中是受拉力,起著抵抗外荷載所產(chǎn)生的彎矩和防止砼收縮和溫差裂縫發(fā)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(hù)層前提下才能確保有效。實(shí)際施工中,樓面下層的鋼筋網(wǎng)在受到砼墊塊及模板的依托下保護(hù)層較易正確控制。但當(dāng)墊塊間距放大至1.5m時(shí),鋼筋網(wǎng)的合理保護(hù)層厚度就無法保障,所以縱橫向的墊塊間跨限制在1m2中放2塊。與此相反,樓面上層鋼筋網(wǎng)的有效保護(hù),一直是施工中的一大難題。其原因:板的上層鋼筋一般較細(xì),施工中受到人員踩踏后容易彎曲、變形,鋼筋離樓層模板的高度較大無法受到模板的依托保護(hù);各工種交叉作業(yè),施工人員多、行走十分頻繁,鋼筋難免被大量踩踏;上層鋼筋網(wǎng)的馬凳設(shè)置間距過大,甚至不設(shè)(僅靠樓面梁上部鋼筋擱置和分離式配筋的拐腳支撐)。
根據(jù)施工實(shí)踐,樓面上層鋼筋必須設(shè)置馬凳,其橫向間跨不應(yīng)大于700mm(即每m2不少于2只),特別是對(duì)于Φ8一類細(xì)小鋼筋,馬凳的間距應(yīng)控制在600mm以內(nèi)(即每m2不少于3只),同時(shí)采取下列綜合措施加以解決:①盡可能合理和科學(xué)地安排好各工種交叉作業(yè)時(shí)間,在板底鋼筋綁扎后,線管預(yù)埋應(yīng)及時(shí)穿插,做到不留或少留尾巴,以減少板面鋼筋綁扎后的作業(yè)人員數(shù)量。②在樓梯、通道等頻繁和必須的通行處應(yīng)搭設(shè)臨時(shí)簡(jiǎn)易通道(或鋪設(shè)跳板),以供施工人員通行。③加強(qiáng)教育和管理,使全體操作人員充分重視鋼筋的成品保護(hù)。行走時(shí),應(yīng)自覺沿馬凳支撐點(diǎn)通行,不得隨意踩踏鋼筋的中間部位。④安排足夠數(shù)量的鋼筋工在砼澆筑前及澆筑中及時(shí)進(jìn)行整修,特別是支座端部受力最大處以及樓面裂縫最易發(fā)生處(四周陽角處、預(yù)埋線管處以及大跨度房間外)應(yīng)重點(diǎn)檢查和修復(fù)。⑤瓦工在澆筑砼時(shí)對(duì)裂縫的易發(fā)生部位和負(fù)彎矩筋受力最大區(qū)域,應(yīng)鋪設(shè)臨時(shí)性活動(dòng)跳板,擴(kuò)大接觸面,分散應(yīng)力,盡力避免上層鋼筋受到踩踏變形。
。2)預(yù)埋線管處的裂縫防治
預(yù)埋線管,特別是多根線管的集中處容易導(dǎo)致裂縫。當(dāng)預(yù)埋線管直徑較大,開間寬度較大,且線管的敷設(shè)走向重合時(shí),很容易發(fā)生樓面裂縫。因此對(duì)于較粗的管線或多根線管的集中處鋼筋必須加強(qiáng)。應(yīng)增設(shè)抗裂短鋼筋:Φ6-Φ8,間距≤100mm。
。3)材料吊卸區(qū)域的樓面裂縫防治
目前在主體結(jié)構(gòu)施工過程中,普遍存在質(zhì)量與工期的矛盾。一般主體結(jié)構(gòu)的樓層施工速度平均為7d左右一層,因此當(dāng)樓層砼澆筑完畢后不足24h的養(yǎng)護(hù)時(shí)間,就忙著鋼筋、鋼管、模板、磚塊等材料吊運(yùn)施工,這就給大開間部位的房間雪上加霜。在強(qiáng)度不足的情況下受材料吊卸沖擊荷載的作用而引起不規(guī)則的受力裂縫。并且這些裂縫一旦形成,就難于閉合,形成永久性裂縫。對(duì)這類裂縫的綜合防治措施如下:①主體結(jié)構(gòu)的施工速度不能強(qiáng)求過快,樓層澆筑完后的必要養(yǎng)護(hù)必須獲得保證;主體結(jié)構(gòu)階段的樓層施工速度宜控制在7-8d一層為宜。②科學(xué)安排樓層施工作業(yè)計(jì)劃,在樓層砼澆筑完畢的24h后,可做一些測(cè)量、定位、彈線等準(zhǔn)備工作,不允許吊裝大宗材料,避免沖擊荷載。砼終凝后可先分批安排少量鋼筋進(jìn)行綁扎活動(dòng),做到輕卸、輕放,以控制和減少?zèng)_擊振動(dòng)力。第3d方可開始吊裝鋼管、磚塊等大宗材料以及從事樓層墻體和樓面的模板正常支模施工。③模板安裝時(shí),吊運(yùn)或傳遞上來的材料應(yīng)盡量分散就位,不得過多地集中堆放,以減少樓面集中負(fù)重。模板支撐架設(shè)時(shí),應(yīng)在砼表面鋪設(shè)舊木模板以保護(hù)和擴(kuò)散外力,防止裂縫的發(fā)生。
(4)砼的養(yǎng)護(hù)
對(duì)樓面砼的保濕養(yǎng)護(hù)對(duì)其強(qiáng)度增長(zhǎng)和各類性能的提高十分重要,特別是早期的養(yǎng)護(hù)可避免表面脫水減少砼初期收縮裂縫發(fā)生。施工中必須堅(jiān)持覆蓋麻袋或草包進(jìn)行一周左右的養(yǎng)護(hù),并建議采用噴養(yǎng)護(hù)液進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫,出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的,因此施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。在混凝土的施工中,為了提高模板的周轉(zhuǎn)率,往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng)控制拆模時(shí)間,以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑砼早期拆模,在表面引起很大的拉應(yīng)力,出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期,由于水化熱的散發(fā),表面引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力,此時(shí)表面溫度亦較氣溫為高,此時(shí)拆除模板,表面溫度驟降,必然引起溫度梯度,從而在表面附加一拉應(yīng)力,與水化熱應(yīng)力迭加,再加上混凝土干縮,表面的拉應(yīng)力達(dá)到很大的數(shù)值,就有導(dǎo)致裂縫的危險(xiǎn),但如果在拆除模板后及時(shí)在表面覆蓋一層輕型保溫材料,如泡沫海棉等,對(duì)于防止混凝土表面產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力,具有顯著的效果。