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浅谈现浇混凝土楼板裂缝的原因与防治

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摘 要:从现浇楼板裂缝的种类与特征入手,根据裂缝分布特征,分析了裂缝产生原因,并从设计、混凝土性能、施工方面总结了现浇楼板裂缝的治理措施,以减少楼板裂缝的产生,提高建筑物施工质量。

关键词:现浇混凝土楼板;裂缝;成因分析;预防控制

中图分类号: TU37 文献标识码: A 文章编号:

当前,框架结构的工业建筑和民用住宅楼中,现浇混凝土楼板的工程越来越多。由于对混凝土裂缝问题认识上的偏差或重视程度不够,混凝土产生裂缝的现象十分普遍。从发生的部位分析,最常见的是房屋四周阳角处、平面形状突变的凹凸房屋阴阳角处、梁或墙的上部以及暗敷线管集中处等。裂缝发生的原因主要是:混凝土的收缩特性、温差、钢筋配置、施工管理等,有些裂缝是单一原因引起的,有些是两种或多种原因组合引起的,这就需要从设计、施工等方面加以分析,以求控制裂缝直至消除裂缝。

1混凝土楼板裂缝的种类及其特征

1.1 楼面裂缝的种类

1.1.1结构裂缝。虽然现浇楼板承载力能满足设计要求,但由于楼板施工由预制改为现浇后,墙体刚度相对增大,楼板刚度相对减弱。因此在一些薄弱部位和截面突变处,往往容易产生一些结构性裂缝。例如:墙角应力集中处的45°斜裂缝,板端负弯矩较大处的板面裂缝等。

1.1.2温差裂缝。由于温度变化,混凝土热胀冷缩而形成的裂缝,此类裂缝一般集中在东西单元的房间以及屋面层和上部楼层的楼板。

1.1.3 收缩裂缝。混凝土在塑性收缩、硬化收缩、碳化收缩、失水收缩过程中易形成各种收缩裂缝。

1.2楼面裂缝的特征

裂缝的位置取决于两个因素,一是约束,二是抗拉能力。对楼板来说,约束最大的位置在四个转角处,因为转角处梁或墙的刚度最大,它对楼板形成的约束也最大。同时沿外墙转角处因受外界气温影响,楼板成为收缩变形最大的部位。一般来说,楼板内配筋都按平行于楼板的两条相邻边而设置,也就是说,转角处夹角平分线方向的抗拉能力最为薄弱。故大多数板上裂缝都出现在沿外墙转角处,而且呈45°斜向放射状。

2 现浇混凝土楼板裂缝的成因分析

2.1 设计原因

2.1.1设计结构安全储备偏小,不做挠度及裂缝验算。板的配筋不合理,特别是楼板的跨度越来越大,设计中未考虑刚度因素,仅按构造配筋,不能满足构件的实际要求。

2.1.2 “L”角处负筋不设双向配筋,产生45°角斜向裂缝。

2.1.3 房屋纵向长度超出规范而不设伸缩缝,造成在薄弱部位产生垂直于纵向长度的板面通长裂缝,特别是住宅设计结构体系变化显著,在应力集中部位产生主拉应力破坏形式的板面斜裂缝。

2.2施工原因

2.2.1使用含泥量(泥块含量)超标的砂石,降低了水泥与骨料间的胶结,造成早期的混凝土内部沿胶结材料与粗细骨料间的裂缝;使用早期强度低的矿渣水泥,水化过程干缩性大,易形成早期干缩裂缝。

2.2.2 不控制混凝土的水灰比。现场搅拌混凝土拌和水的计量随意,造成混凝土的坍落度过大,内部存在大量的吸附水,使水泥硬化过程中产生较大的内应力,形成早期沉缩与自身收缩现象产生的裂缝,特别是沿钢筋方向较为明显。

2.2.3混凝土硬化过程中养护不当也是造成现浇楼板裂缝的主要原因。由于住宅工程楼板的结构表面系数大,在混凝土硬化过程中不进行及时养护或养护不当,使其表面游离水分蒸发过快,混凝土胶凝体失水后紧缩,体积减少,产生收缩,表面出现拉应力。此时混凝土的早期强度低不能抵抗这种变形应力而产生不规则的干缩裂缝,这种裂缝在混凝土硬化的早期比较明显。

2.2.4钢筋保护层铺垫不规范,或在混凝土浇筑过程中肆意踩踏,造成板的负筋变位。保护层过大会降低板的有效截面高度和承载能力,在混凝土自身收缩应力及受荷作用下,使楼板表面产生裂缝,尤其是悬挑结构,根部更易产生裂缝。

2.2.5混凝土浇筑施工中不能控制楼板的厚度,楼板整体或局部厚度不足,使构件的承载力下降,导致裂缝产生。特别是板厚超差较大,造成楼板承载力大幅下降产生的裂缝,危害性严重,直接影响到结构的安全。另外,由于近年来建筑材料更新换代,混凝土现浇楼板内采用PVC导管敷设电线,电气导管的位置通常设在中性轴的下侧,而且还有板内布管密集或重叠等因素均造成楼板厚度不一,因此造成楼板局部强度降低,形成抗裂薄弱部位。在该区域的结构体因混凝土本身自然收缩及受载荷作用下极易产生裂缝。在工程实体检查、验收中发现的大量沿电气导管方向的裂缝均与上述因素有直接关系。

2.2.6模板支撑体系不合理,支撑不牢靠,强度和刚度不足,在混凝土浇筑中出现局部变形、沉降,导致混凝土楼板变形开裂。另外拆模过早也是造成楼板裂缝的一个主要原因,施工单位不做同条件养护试块,不控制混凝土拆模强度,过早拆模造成结构体阶段承载力不足而产生裂缝。

2.2.7施工荷载在楼板上过早、过大、集中也会使楼板早期受损,形成隐患,产生裂缝。在卸料中操作不当,野蛮施工,使混凝土楼板承受冲击载荷,也会导致楼板裂缝的产生。

3现浇混凝土楼板裂缝的预防控制

3.1设计中的重点部位加强

3.1.l从住宅工程现浇楼板裂缝发生的部位分析,最常见、最普遍和数量最多的是房屋四周阳角处(含平面形状突变的凹口房屋阳角处)的房间在离开阳角1米左右,即在楼板的分离式配筋的负弯矩筋以及角部放射筋末端或外侧发生45度左右的楼地面斜角裂缝,此通病在现浇楼板的任何一种类型的建筑中都普遍存在。

3.1.2对于外墙转角处的放射形钢筋,则认为作用较小。其原因是放射形钢筋的长度一般不大(约l.2米左右),当阳角处的房间在不按双层双向钢筋加密加强而仍按分离式设置构造负弯矩短筋时,45度的斜向裂缝仍然会向内转移到放射筋的末端或外侧,而当采用了双层双向钢筋加密加强后,纵、横二个方向的钢筋网的合力已能很好地抵抗和防止45度斜角裂缝的发生和转移,并且放射形钢筋往往只有上部一层,在绑扎时常搁置在纵横板面钢筋的上方,导致钢筋交叉重叠,将板面负弯矩钢筋下压,减少了板面负弯矩钢筋的有效高度,同时浇筑时钢筋弯头容易翘起造成平仓困难,所以建议配置加密双层双向钢筋网片。

3.2商品砼的性能改善

目前已普遍采用泵送商品砼进行浇筑,但受剧烈的市场竟争,导致各商品砼厂商以采用大粉煤灰掺量,低价位、低性能的砼处掺剂,以及细度模数低、含泥量较高的中细砂作为降低价格和成本的主要竞争手段。采用现场搅拌砼施工时,砼楼板在施工前。应采集现场的砂、石子、水泥等材料进行配合比实验,做好调整试配工作。

3.3施工中应采取的主要技术措施在建筑施工中,施工单位必须认真执行《砌体工程施工质量验收规范》(GB50203-2002)、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)的有关规定,并严格按照施工图设计的要求进行施工。楼面裂缝的发生除以阳角45度斜角裂缝为主外,其他还有较常见的两类:一类是预理线管及线管集散处,另—类为施工中周转材料临时较集中和较频繁的吊装卸料堆放区域。现从施工角度进行综合分析,并分类采取以下几项主要技术措施。

3.3.1重点加强楼面上层钢筋网的有效保护措施。

钢筋在楼面砼板中的抗拉受力,起着抵抗外荷载所产生的弯矩和防止砼收缩和温差裂缝发生的双重作用,而这一双重作用均需钢筋处在上下合理的保护层前提下才能确保有效。在实际施工中,楼面下层的钢筋网在受到砼垫块及模板的依托下保护层比较容易正确控制。但当垫块间距放大到1.5米时,钢筋网的合理保护层厚度就无法保障,所以纵横向的垫块间距限制在1米左右。与此相反,楼面上层钢筋网的有效保护,一直是施工中的一大较难问题。根据大量的施工实践,建议楼面双层双向钢筋(包括分离式配置的负弯矩短筋)必须设置钢筋小撑马,其纵横向间距不应大于700毫米(即每平方米不得少于2只),特别是对于细小钢筋,小撑马的间距应控制在600毫米以内(即每平方米不得少于3只),才能取得较良好的效果。

3.3.2预埋线管处的裂缝防治

预埋线管,特别是多根线管的集散处是截面砼受到较多削弱,从而引起应力集中。容易导致裂缝发生的薄弱部位。当预理线管的直径较小,并且房屋的开间宽度也较小,同时线管的敷设走向又不重合于(即垂直于)砼的收缩和受拉方向时,一般不会发生楼面裂缝。反之,当预埋线管的直径较大,开间宽度也较大,并且线管的敷设走向又重合于(即垂直于)砼的收缩和受拉力向时,就很容易发生楼面裂缝。因此对于较粗的管线或多根线管的集散处,应增设垂直于线管的短钢筋网加强。

3.3.3材料吊卸区域的楼面裂缝防治

目前在主体结构的施工过程中,普遍存在着质量与工期之间的较大矛盾。一般主体结构的楼层施工速度平均为5~7天左右一层,最快时甚至不足5天一层。因此当楼层检浇筑完毕后不足24小时的养护时间,就忙着进行钢筋绑扎、材料吊运等施工活动,这就给大开间部位的房间雪上加霜。除了大开间的砼总收缩值较小开间要大的不利因素外,更容易在强度不足的情况下受材料吊卸冲击振动荷载的作用而引起不规则的受力裂缝。

3.3.4加强对楼面砼的养护

砼的保温养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要,特别是早期的妥善养护可以避兔表面脱水并大量减少砼初期伸缩裂缝发生。但实际施工中,由于抢赶工期和浇水将影响弹线及施工人员作业,因此楼面砼往往缺乏较充分和较足够的浇水养护延续时间。

4结论

微裂缝在混凝土构件中是不可避免的,施工中应尽可能采取有效的技术措施控制裂缝,使结构尽量不出现裂缝。或尽量减少裂缝的数量和宽度,特别是避免有害裂缝的出现,以确保工程质量。全面保证混凝土现浇楼板的质量,关键在于混凝土形成过程中的一系列阶段的控制,从原材料、配合比、混凝土的开盘鉴定、混凝土的拌制和运输,入模振捣、施工缝及后浇带的处理、养护等,每一个环节都会影响混凝土的质量。因此,施工单位要提高认识,加强管理,控制好工序的质量,而监理工程师也要对混凝土施工实行旁站监理,加强对施工工艺及措施的监督,必须达到规范及验收标准的要求,以确保工程的质量。

参考文献:

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[2]国家建筑工程总局.建筑施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[3]GB5001-2002,混凝土结构设计规范[s]

[4]GB 50204-2002混凝土结构工程施工质量验收规范[s].