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【摘要】 针对工程实践中经常出现的钢筋混凝土楼板易出现裂缝的现象,在分析其成因的基础上,提出防治的措施和建议。
【关键词】 楼板裂缝 成因 防治措施 处理方法
一 前言
在住宅工程中,钢筋混凝土楼板裂缝是常见的质量通病之一。作为受弯构件,现浇钢筋混凝土楼板在其受拉区必定存在拉应力,即在工程中要完全避免裂纹几乎是不可能的,我国现行的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中也明确规定钢筋混凝土楼板其裂缝宽度最大可放宽到0.3mm,但是不时出现的现浇钢筋混凝土楼面裂缝还是引起很多住户的不安和恐慌。本文中,笔者在分析裂缝产生原因的同时,提出有效控制裂缝的建议和方法。
二 裂缝的成因分析及预防措施
1、设计方面
(1)混凝土裂缝产生的基本原因可以归纳为两大类,一类是荷载变化引起的裂缝,包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载;一类是由变形变化引起的裂缝,包括温度、湿度变化,不均匀沉降,钢材锈蚀、化学反应膨胀等。目前,大多数的设计人员偏重与在设计中对第一类荷载的直接应力,即按规范计算的主要应力引起的裂缝的计算,而对由第二类荷载引起的附加应力重视不够。
(2)从钢筋混凝土现浇楼板各种受力体系分析,无论是按单向板设计还是按双向板设计,是单跨还是多跨连续板设计;无论是板端支承在砖墙上还是支承在过梁或剪力墙内,受力状态考虑都是局限于楼板平面的应力变化(按弯矩配置抵抗正、负弯矩的受力钢筋)、板平面的受剪变形。即使是考虑板端嵌固端节点产生弯矩,也只是考虑板平面弯曲或屈曲所产生的应力。在楼板受力体系分析时,对于现浇结构构件之间在三维空间中如何分配内力、协调变形,根本没有考虑。
(3)楼板的厚度。厚度过小的结果是导致楼板刚度不足,容易使楼板产生裂缝。
(4)混凝土强度等级。混凝土强度过高,水化热过大,楼板易于产生收缩裂缝。
此外,支座负弯矩钢筋采用分离式配筋、楼板内管道敷设过多又未采取构造措施、孔洞处未加强配筋等,都可能导致楼板裂缝的出现。
防治措施:
①在结构设计中,严格执行新的设计规范和标准。在结构计算中,除了科学选择力学计算模型外,如板与板之间在50mm(包括50mm)高差以内可按固端考虑;板与剪力墙相连时必须按固端考虑。还应符合《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第 10.1.5 条、第 10.1.7 条、第 10.1.8 条和第 10.1.9 条的规定所形成的板的综合构造措施,以减少现浇混凝土板因温度、收缩而开裂的可能性。
②楼板厚度在设计时应按照混凝土结构计算手册,且应符合《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)表 10.1.1 条钢筋混凝土楼板的最小厚度要求。多层建筑板的最小厚度取80mm;高层建筑板最小厚度取90mm(根据高层建筑的耐火等级一般为一级和二级,楼板的耐火极限的要求分别为1.5小时和1.0小时,90mm楼板最小的耐火极限为1.75小时,再加上板内设电管等综合考虑);无梁楼板的最小厚度取150mm;
③现浇楼板的混凝土强度等级不宜大于C30;屋面楼板混凝土强度等级不低于C25,即屋面楼板、梁混凝土强度等级宜取C25或者C30。(根据:处于露天或室内高湿度环境中的结构,其混凝土强度等级不低于C25)。
④对连续式板不宜采用分离式配筋,应采用上下双层连续式配筋;在板角四周增加辐射筋,且辐射筋的长度≥1.5m等。
三 材料、施工方面
1.混凝土工程施工的影响
混凝土的掺和料用量不合理,如:混凝土中,特别是目前福州地区所用的商品混凝土,均加入不同量的粉煤灰。然而粉煤灰掺量过大,造成混凝土含水量大,保水性差,在混凝土养护不到位的情况下,反而收缩量急剧加大,混凝土开裂在所难免。另外,混凝土水灰比、塌落度过大,最终引起混凝土成型后收缩量大而造成裂缝。
2.钢筋工程施工的影响
随着现代住宅其智能化及消费者要求的提高,管线的暗埋设计数量也在不断增加(例如:电线管、电视、电话、电脑、红外线、智能线管、水暖管线等),而使钢筋与混凝土的粘结度降低,从而造成现浇楼板在混凝土成型后应力不均,呈现一些细小的不规则裂缝。施工中往往未注意保护已架立好的支座负钢筋,造成这些钢筋倒伏情况严重。这种情况造成支座负弯矩无足够的钢筋来承担,支座处板面就容易出现裂缝,板的刚度降低和挠度加大,使板的受力状态逐渐趋向简支,即跨中实际弯矩比设计弯矩大许多,因而使板配筋偏于不安全。
3.模板工程施工的影响
模板刚度不足或支撑下沉变形,以及过早拆模及支撑,也是造成混凝土楼板开裂的又一重要原因。
4.养护工作不到位
在养护期内,混凝土强度未达到 1.2MPa,严禁上人,特别要制止过早大量的不均匀堆载和冲击荷载,也容易使板面出现不规则裂缝。而养护不当也是造成现浇混凝土板裂缝的主要原因。过早养护会影响混凝土的胶结能力;过迟养护,由于受风吹日晒,混凝土板表面游离水分蒸发过快,而产生急剧的体积收缩,此时混凝土早期强度低,不能抵抗这种应力而产生开裂。特别夏、冬两季因昼夜温度大,养护不当最易产生温差裂缝。
防治措施:
(1)砼在拌制时,严格控制外加剂的用量。掺入粉煤灰等掺合料,应符合现行国家标准GBJ146,JGJ28的规定;适量的粉煤灰在混凝土中主要起物理填充作用增加了混凝土的密实度,节约水泥,提高混凝土的抗裂性能有积极的效果。减水剂可以在保持良好的工作性条件下减少用水量。通过试验确定,掺入适量的粉煤灰和减水剂,可有效的防止由于温度应力而产生的裂缝。
(2)对板内有预埋钢管(或PVC管)的楼板,楼面板厚不宜小于90mm,屋面板厚不应小于100mm,且板内的管直径不应大于板厚的1/3;交叉处管重迭不应超过二层,且所占的高度不应大于板厚的1/2。楼板的有效高度得到保证,就可以较好地增加混凝土的抗裂能力。
(3)模板支撑体系的计算必须严格按照(GB50204-2002)的有关条文规定。如拆模应检查同条件养护试件强度试验报告,且侧模拆除时的混凝土强度应能保证其表面及棱角不受损伤等。
(4)严格按照现行国家标准(GB50204-2002)的要求施工,加强对现浇混凝土的养护,在浇筑完毕后的12小时内,可采用浇水,覆盖塑料布,草帘子的方法,保湿养护不得少于7天,对掺用缓凝型外加剂或有抗渗性要求的混凝土,不得少于14天,若条件允许,可多养护3天-5天。在已浇筑的混凝土强度未达到1.2N/mm2以前不得上去踩踏或进行施工作业。
三 裂缝的处理方法
1、 对于一般混凝土楼板表面的龟裂,可先将裂缝清洗干净,待干燥后用环氧浆液灌缝或用表面涂刷封闭。施工中若在终凝前发现龟裂时,可用抹压一遍处理。
2、 其它一般裂缝处理,其施工顺序为:清洗板缝后用1:2或 1:1水泥砂浆抹缝,压平养护。
3、 当裂缝较大时,应沿裂缝凿八字形凹槽,冲洗干净后,用1:2水泥砂浆抹平,也可以采用环氧胶泥嵌补。
4、 当楼板出现裂缝面积较大时,应对楼板进行静载试验,检验其结构安全性,可行时在楼板上增做一层钢筋网片,以提高板的整体性。
5、 通长贯通的危险结构裂缝宽度大于0.3mm 的,可采用结构胶粘扁钢加固补强,板缝用灌缝胶高压灌胶。
四 结语
钢筋混凝土结构之所以出现裂缝,是由于钢筋混凝土结构是由水泥、砂、石、外加剂、水等多种不同材料经拌和、振捣、养护后而成形的,从微观结构看,混凝土结构自形成之初,便带有许多肉眼看不见的微裂缝,因此,要想让混凝土结构完全没有裂缝是不可能的,设计与施工人员的主要任务是把裂缝的宽度控制在一定的合理范围内,而钢筋混凝土结构是允许带微小裂缝工作的,之所以限制混凝土的裂缝宽度,主要是因为太宽的裂缝会引起混凝土中钢筋的锈蚀,降低混凝土结构的耐久性,并且过宽的裂缝会引起使用者的不安。
现浇混凝土楼板裂缝的发生是一个极其复杂的问题,裂缝产生的原因是多方面的,各种条件的相互作用也会导致裂缝的进一步发展.只要对混凝土原材料及施工的各个环节加以有效控制,就能从根本上防止和减少裂缝发生,从而保证结构的安全性和耐久性。
参考文献
〔1〕《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
〔2〕《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002