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[摘 要] 建筑物裂缝种类多,形态各异,近年来,现浇板的用量越来越多,并且裂缝很多,影响美观,严重者影响建筑结构的整体性和耐久性。防治措施有:加强养护;控制砂的粒径及含泥量;增加辐射筋;设置伸缩缝;控制保护层厚度。
[关键词] 现浇板 裂缝成因 防治措施
一、概述
钢筋混凝土现浇板板面出现裂缝在实际工程中经常遇到,已成为了一种质量通病,特别是住宅工程楼板的裂缝发生后,往往会引起投诉、纠纷、以及索赔要求等。裂缝的出现会破坏结构整体性、降低构件刚度、影响结构承载力,有的虽对承载能力无多大影响,但会引起钢筋锈蚀,降低耐久性,或发生渗漏,影响使用,尤其是在住宅建筑中,现浇梁、板裂缝会给居民造成不安全感。楼面结构出现裂缝原因复杂,有材料、温度变化等原因,也有设计、施工、使用等方面的问题;而楼面沿板内预埋管线出现的裂缝尚未引起工程人员足够重视。
二、引起楼板开裂的原因
1强度不够引起的裂缝
现浇板厚度达不到设计要求,导致R/r0.s≤1的情况,以10MM厚板为例,如果施工厚度少了20mm则板厚变为80mm,由此板的承载能力仅达到设计要求的60.5%。如果板厚不变,施工中受力钢筋定位不准,钢筋下移20mm,则所引发的承载力不足与板减薄20mm是相当的。如果两种原因同时存在,即板厚减小,钢筋又下移走位,则承载力的降低就更严重了。因此,在施工中,混凝土质量控制、截面尺寸和钢筋定位控制是现浇板施工中的突出问题。
2水泥水化热引起的温度应力和温度变形
实践证明,水泥在水化过程中,产生大量热量,因而使混凝土内部温度升高;表面尺寸越大、体积厚度越大,水化热越不易散发,导致内部与表面形成过大温差,产生温度应力和变形,超过混凝土规定值ft,将产生裂缝。其影响程度与混凝土板控制厚度、水泥用量、水泥品种等因素有关。
3混凝土收缩变形
混凝土最初失水(自由水,约占80%)几乎不产生收缩,只是由于凝胶体本身的收缩才产生收缩变形,此时吸附水逸出(约占20%),出现砼本身水份丧失,产生收缩。且表面快、中心慢,其相互约束影响产生差异,产生裂缝。因此,水灰比控制和湿养条件起主要作用。
4混凝土施工中内外约束变形的影响
施工时墙、梁、柱连接并不牢固,随着固化作用和温度下降,受弯构件产生压应力和下挠变形。变形过程中受到墙柱约束,阻碍变形,超过规定值后将产生垂直裂缝,当与上述因素叠加时,这一现象将反应更加突出。因此,这一过程的防止措施,主要取决于施工顺序和施工工艺。
5外界环境的影响
这主要指施工期的全过程变化,不同结构构件在全过程施工期,与温度和环境、水泥的变化等有关。如顶层暴露施工时,温度变化大;地下室施工时,地下水位变化大,若抗渗不利、减水剂过重,混凝土离析,降低了混凝土均质性,造成质量缺陷。因此,环境影响与混凝土材料极配、外加剂控制、初期养护有关。(1)基础产生不均匀沉降,也可导致现浇楼板开裂。(2)楼板角部的
斜裂缝是由于楼板拆模过早,混凝土强度较低、楼板承受较大的施工荷载造成的。(3)楼板裂缝检测中发现有些裂缝沿预埋管线方向开展,说明预埋管位置不正确、削弱了板的厚度,在该处应力集中,引起现浇板开裂。(4)结构体系裂缝是现浇板开裂的不可忽视的原因。(5)现浇板的构造措施不利,易引起楼板开裂。如负弯矩钢筋的长度不符合要求,钢筋的锚固长度不够,板的配筋重计算、轻构造,板的钢筋应是直径细而密、并且屋面板的配筋还应按构造要求加强。还有施工缝留置的位置不对、施工缝处理不当、混凝土振捣不密实等等原因。(6)屋面现浇板开裂有一部分为未设保温隔热层,或者保温隔热层构造不合理,施工质量差,不能起保温隔热作用引起。(7)屋面天沟板裂缝大多数是未按规范要求设伸缩缝所致。按规范天沟伸缩缝的间距不大于20m,但北方年温差较大,建议伸缩缝间距不大于15m。
三、裂缝的防治措施
1加强现浇板浇捣后的养护
混凝土养护是整个施工过程中必不可少的一个环节,忽视对混凝土的养护,既会降低混凝土的强度,又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝,尤其在高温下施工,更应经常浇水养护,这样既可减少温度产生的裂缝,也可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力,有效控制裂缝。同时,对水泥砂浆地面,也要嚴格按施工顺序操作,并加强养护,经常使地面处于湿润状态,也能有效地抑制地面裂缝的产生。
2严格控制砂的粒径及含泥量
混凝土用砂应采用中粗砂,如砂粒过细,砂的含泥量超过标准,不仅降低强度,也会使混凝土产生裂缝,这是因为泥的膨胀性大于水泥膨胀性的缘故。
3在板角增加辐射筋
现浇板的四周在设计上都已配置负筋,但针对绝大多数裂缝产生于板角这一现象,在板角四周增设辐射筋,使产生裂缝的应力作用方向与辐射筋相一致,能有效地抑制裂缝,此外配筋较多时,相对来说也能明显改善裂缝的产生或扩展,根据裂缝距板角的距离,辐射筋长度为1.5米左右。
4平面布置上尽量减少凹凸现象和设置必要的伸缩缝平面转角过多,即薄弱部位越多,而这些部位由于应力集中,往往是裂缝的多发区。
5严格控制板面负筋的保护层厚度
现浇板负筋一般放置在支座梁钢筋上面,与梁筋应绑扎在一起,另外,采用铁架子或混凝土垫块等措施来固定负筋的位置,保证在施工过程中板面钢筋不再下沉,从而可有效控制保护层,避免支座处因负筋下沉,保护层厚度变大而产生裂缝,板的保护层厚度不应大于1.5厘米。
6施工和材料方面应采取的措施
(1)加强材料进场验收制度,进场材料均须抽检合格后方可使用。
(2)石子应采用连续级配,黄砂应采用中粗砂,进一步减少水泥用量。
(3)在砼浇捣时禁止施工操作人员在钢筋上任意走动,确保上层钢筋不移位。
(4)电线埋管在施工时应考虑走向,避免交叉和集中,确保位置正确,在预埋管线处采用钢筋网局部加强。
(5)当夏季施工时,砼浇筑完毕6小时进行养护,春秋季12小时进行养护,现浇板应用草包和塑料薄膜覆盖养护时间为14天左右。
(6)应尽可能合理和科学安排好各工种交叉作业,减少踩踏上层钢筋网。
(7)混凝土的材料、配合比、性能,在选用低热、干缩值小的水泥,严格控制粗细骨料的含泥量及粗骨料粒径,选用结构致密、吸水率小、干缩值小的骨料,严格控制混凝土配合比,降低水灰比及砂率,选用单位用水量低的混凝土。掺用合适的减水剂,减少单位用水量。掺用保水性能好、颗粒细的粉煤灰。改善骨料级配,采用低流态混凝土。选用具有热膨胀系数小、导热性好、比热大、弹性量低能微膨胀、干缩率小的混凝土。
(8)混凝土收缩主要取决于单位用水量,而用水量的影响比水泥用量大;在用水量一定内条件下,混凝土于收缩随水泥用量的增大而加大,增大的幅度较小,在水灰比一定条件下,混凝土于收缩随水灰比的增加而明显增大,在配合比相同条件下,混凝土干缩随砂率增大而增大,但增大的幅度较小。
7.从设计方面应采取的措施
从设计角度看,现行设计规范侧重于按强度考虑,未充分按温差和砼收缩特性等多种因素作综合考虑,配筋量因此达不到抗裂要求,建议设计单位对建筑物四周的阳角处的楼面板筋进行加强,负筋不采用分离式切断,改为沿房间(每个阳角仅限一个房间)全长配置,并且适当加密加粗,对于外墙转角处的放射形钢筋,实践证明,作用较小,其原因是放射形钢筋的长度一般不大所致。而采用双层双向钢筋加密的措施,就能解决纵横二个方向的钢筋网的合力,抵抗和防止45度斜角裂缝发生和转移。
四、结束语
虽然混凝土结构板面裂缝的现象较为普遍,但实践证明,通过合理设计、严格选材、科学施工可以克服裂缝的产生。
参 考 文 献
[1] 吴兴国.建筑施工验收(第三版)[M].北京:中国环境科学出版社,2003:86-115.■
[关键词] 现浇板 裂缝成因 防治措施
一、概述
钢筋混凝土现浇板板面出现裂缝在实际工程中经常遇到,已成为了一种质量通病,特别是住宅工程楼板的裂缝发生后,往往会引起投诉、纠纷、以及索赔要求等。裂缝的出现会破坏结构整体性、降低构件刚度、影响结构承载力,有的虽对承载能力无多大影响,但会引起钢筋锈蚀,降低耐久性,或发生渗漏,影响使用,尤其是在住宅建筑中,现浇梁、板裂缝会给居民造成不安全感。楼面结构出现裂缝原因复杂,有材料、温度变化等原因,也有设计、施工、使用等方面的问题;而楼面沿板内预埋管线出现的裂缝尚未引起工程人员足够重视。
二、引起楼板开裂的原因
1强度不够引起的裂缝
现浇板厚度达不到设计要求,导致R/r0.s≤1的情况,以10MM厚板为例,如果施工厚度少了20mm则板厚变为80mm,由此板的承载能力仅达到设计要求的60.5%。如果板厚不变,施工中受力钢筋定位不准,钢筋下移20mm,则所引发的承载力不足与板减薄20mm是相当的。如果两种原因同时存在,即板厚减小,钢筋又下移走位,则承载力的降低就更严重了。因此,在施工中,混凝土质量控制、截面尺寸和钢筋定位控制是现浇板施工中的突出问题。
2水泥水化热引起的温度应力和温度变形
实践证明,水泥在水化过程中,产生大量热量,因而使混凝土内部温度升高;表面尺寸越大、体积厚度越大,水化热越不易散发,导致内部与表面形成过大温差,产生温度应力和变形,超过混凝土规定值ft,将产生裂缝。其影响程度与混凝土板控制厚度、水泥用量、水泥品种等因素有关。
3混凝土收缩变形
混凝土最初失水(自由水,约占80%)几乎不产生收缩,只是由于凝胶体本身的收缩才产生收缩变形,此时吸附水逸出(约占20%),出现砼本身水份丧失,产生收缩。且表面快、中心慢,其相互约束影响产生差异,产生裂缝。因此,水灰比控制和湿养条件起主要作用。
4混凝土施工中内外约束变形的影响
施工时墙、梁、柱连接并不牢固,随着固化作用和温度下降,受弯构件产生压应力和下挠变形。变形过程中受到墙柱约束,阻碍变形,超过规定值后将产生垂直裂缝,当与上述因素叠加时,这一现象将反应更加突出。因此,这一过程的防止措施,主要取决于施工顺序和施工工艺。
5外界环境的影响
这主要指施工期的全过程变化,不同结构构件在全过程施工期,与温度和环境、水泥的变化等有关。如顶层暴露施工时,温度变化大;地下室施工时,地下水位变化大,若抗渗不利、减水剂过重,混凝土离析,降低了混凝土均质性,造成质量缺陷。因此,环境影响与混凝土材料极配、外加剂控制、初期养护有关。(1)基础产生不均匀沉降,也可导致现浇楼板开裂。(2)楼板角部的
斜裂缝是由于楼板拆模过早,混凝土强度较低、楼板承受较大的施工荷载造成的。(3)楼板裂缝检测中发现有些裂缝沿预埋管线方向开展,说明预埋管位置不正确、削弱了板的厚度,在该处应力集中,引起现浇板开裂。(4)结构体系裂缝是现浇板开裂的不可忽视的原因。(5)现浇板的构造措施不利,易引起楼板开裂。如负弯矩钢筋的长度不符合要求,钢筋的锚固长度不够,板的配筋重计算、轻构造,板的钢筋应是直径细而密、并且屋面板的配筋还应按构造要求加强。还有施工缝留置的位置不对、施工缝处理不当、混凝土振捣不密实等等原因。(6)屋面现浇板开裂有一部分为未设保温隔热层,或者保温隔热层构造不合理,施工质量差,不能起保温隔热作用引起。(7)屋面天沟板裂缝大多数是未按规范要求设伸缩缝所致。按规范天沟伸缩缝的间距不大于20m,但北方年温差较大,建议伸缩缝间距不大于15m。
三、裂缝的防治措施
1加强现浇板浇捣后的养护
混凝土养护是整个施工过程中必不可少的一个环节,忽视对混凝土的养护,既会降低混凝土的强度,又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝,尤其在高温下施工,更应经常浇水养护,这样既可减少温度产生的裂缝,也可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力,有效控制裂缝。同时,对水泥砂浆地面,也要嚴格按施工顺序操作,并加强养护,经常使地面处于湿润状态,也能有效地抑制地面裂缝的产生。
2严格控制砂的粒径及含泥量
混凝土用砂应采用中粗砂,如砂粒过细,砂的含泥量超过标准,不仅降低强度,也会使混凝土产生裂缝,这是因为泥的膨胀性大于水泥膨胀性的缘故。
3在板角增加辐射筋
现浇板的四周在设计上都已配置负筋,但针对绝大多数裂缝产生于板角这一现象,在板角四周增设辐射筋,使产生裂缝的应力作用方向与辐射筋相一致,能有效地抑制裂缝,此外配筋较多时,相对来说也能明显改善裂缝的产生或扩展,根据裂缝距板角的距离,辐射筋长度为1.5米左右。
4平面布置上尽量减少凹凸现象和设置必要的伸缩缝平面转角过多,即薄弱部位越多,而这些部位由于应力集中,往往是裂缝的多发区。
5严格控制板面负筋的保护层厚度
现浇板负筋一般放置在支座梁钢筋上面,与梁筋应绑扎在一起,另外,采用铁架子或混凝土垫块等措施来固定负筋的位置,保证在施工过程中板面钢筋不再下沉,从而可有效控制保护层,避免支座处因负筋下沉,保护层厚度变大而产生裂缝,板的保护层厚度不应大于1.5厘米。
6施工和材料方面应采取的措施
(1)加强材料进场验收制度,进场材料均须抽检合格后方可使用。
(2)石子应采用连续级配,黄砂应采用中粗砂,进一步减少水泥用量。
(3)在砼浇捣时禁止施工操作人员在钢筋上任意走动,确保上层钢筋不移位。
(4)电线埋管在施工时应考虑走向,避免交叉和集中,确保位置正确,在预埋管线处采用钢筋网局部加强。
(5)当夏季施工时,砼浇筑完毕6小时进行养护,春秋季12小时进行养护,现浇板应用草包和塑料薄膜覆盖养护时间为14天左右。
(6)应尽可能合理和科学安排好各工种交叉作业,减少踩踏上层钢筋网。
(7)混凝土的材料、配合比、性能,在选用低热、干缩值小的水泥,严格控制粗细骨料的含泥量及粗骨料粒径,选用结构致密、吸水率小、干缩值小的骨料,严格控制混凝土配合比,降低水灰比及砂率,选用单位用水量低的混凝土。掺用合适的减水剂,减少单位用水量。掺用保水性能好、颗粒细的粉煤灰。改善骨料级配,采用低流态混凝土。选用具有热膨胀系数小、导热性好、比热大、弹性量低能微膨胀、干缩率小的混凝土。
(8)混凝土收缩主要取决于单位用水量,而用水量的影响比水泥用量大;在用水量一定内条件下,混凝土于收缩随水泥用量的增大而加大,增大的幅度较小,在水灰比一定条件下,混凝土于收缩随水灰比的增加而明显增大,在配合比相同条件下,混凝土干缩随砂率增大而增大,但增大的幅度较小。
7.从设计方面应采取的措施
从设计角度看,现行设计规范侧重于按强度考虑,未充分按温差和砼收缩特性等多种因素作综合考虑,配筋量因此达不到抗裂要求,建议设计单位对建筑物四周的阳角处的楼面板筋进行加强,负筋不采用分离式切断,改为沿房间(每个阳角仅限一个房间)全长配置,并且适当加密加粗,对于外墙转角处的放射形钢筋,实践证明,作用较小,其原因是放射形钢筋的长度一般不大所致。而采用双层双向钢筋加密的措施,就能解决纵横二个方向的钢筋网的合力,抵抗和防止45度斜角裂缝发生和转移。
四、结束语
虽然混凝土结构板面裂缝的现象较为普遍,但实践证明,通过合理设计、严格选材、科学施工可以克服裂缝的产生。
参 考 文 献
[1] 吴兴国.建筑施工验收(第三版)[M].北京:中国环境科学出版社,2003:86-115.■