混凝土楼板裂缝施工研究论文

2022-04-27

摘要:经过对高层住宅的建设工程使用情况分析,发现大多数高层住宅都存在着楼板裂缝现象。高层住宅楼板裂缝产生的原因大多数来自于设计方面、施工过程方面以及原材料等方面的问题,因此控制其楼板裂缝也需要从这三方面采取措施,以保证设计科学、合理、施工符合规范以及原材料的质量合格。今天小编为大家精心挑选了关于《混凝土楼板裂缝施工研究论文(精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

混凝土楼板裂缝施工研究论文 篇1:

浅谈钢筋混凝土建筑物裂缝成因及防治措施

【摘要】钢筋混凝土有害裂缝的存在,会降低抗渗和抗冻能力,严重影响结构物的耐久性,本文分析了钢筋混凝土建筑物裂缝成因并提出了从设计、施工两个方面做好钢筋混凝土建筑物裂缝的控制,对于钢筋混凝土建筑物裂缝的预防和控制具有一定的借鉴意义。

【关键词】钢筋混凝土;建筑物;裂缝;成因;防治措施

0.引言

钢筋混凝土的建筑物出现裂缝较为普遍。许多钢筋混凝土结构的破坏都是从裂缝开始的,必须十分重视裂缝的成因、预防和处理,尤其是要避免和控制有害贯穿性裂缝的出现,以确保建筑物的安全性、适用性、耐久性,最大程度地保证人们的生命和财产安全。

1.混凝土裂缝产生的原因及影响因素

近代实验已表明:在混凝土拌和过程种,石子的表面吸附一层水膜;成型时,混凝土种多余的水分上升,在粗骨料的底面停留形成水囊;加上凝结时水泥石的收缩,使得骨料和水泥石的结和面上形成了局部的结和面微细裂缝(界面裂缝)。这种裂缝在混凝土种是不可避免的,当裂缝宽度小于0.05mm时对使用无多大害处。但由于荷载作用、温差作用、不均匀沉降或施工操作不规范等原因,裂缝进一步扩展,并逐渐串通,形成较大裂缝,这对构件影响很大。裂缝进一步扩大甚至可能会导致坍塌事故。

混凝土产生裂缝的原因极为复杂,主要有荷载作用引起的裂缝和非荷载因素引起的裂缝两大类。

1.1荷载作用引起的裂缝

一般钢筋混凝土结构,在使用荷载的作用下,截面的混凝土拉应变大多是大于混凝土极限拉伸值的,因而作用于截面上的弯矩、剪力、轴向拉力以及扭矩等这些正常荷载效应都可能引起钢筋混凝土构件产生裂缝。

1.2非荷载因素引起的裂缝

钢筋混凝土结构的构件除了由荷载作用引起裂缝外,很多非荷载因素,例如温度变化、混凝土收缩、基础不均匀沉降、塑性坍塌、冰冻、钢筋锈蚀以及碱-骨料化学反应等都有可能引起裂缝。现主要介绍由温度变、化收缩变形、碱-骨料化学变化引起的裂缝。

1.2.1温度变化

一是混凝土在浇筑、凝固、硬化过程中,由于水泥的水化将产生并释放大量的水化热,造成混凝土构件内外部温差较大,膨胀不一致,混凝土表面产生拉应力,内部产生压应力,当这种拉应力超过了混凝土抗应力时便产生的裂缝。二是若施工中过早拆模板或冬季施工,构件表面温度不均匀,就会产生温度收缩,这种收缩会受内部混凝土的约束,在混凝土表面就产生很大的拉应力。当这种拉应力发展到一定成度,超过混凝土拉应力时,混凝土表面就形成了裂缝。三是由于施工中人为因素引起的温度变化如新旧混凝土接合面、分层分块不合理、养护不及时等会引起混凝土构件深入贯穿裂缝,这种裂缝危害性极大。

1.2.2收缩变形

混凝土在空气中结硬时体积要缩小,产生收缩变形,这种变形不同成度地受到边界的约束作用。对于这些受到约束而不能自由伸缩的构件,混凝土的干缩就可能导致裂缝的产生。另外在配筋较高的构件种,即使边界没有约束,由于钢筋对周围混凝土的约束作用增强,混凝土的收缩也会受到钢筋的限制而产生拉应力,有可能引起构件产生局部裂缝。

1.2.3碱一骨料化学反应引起的裂缝

当混凝土中含有碱活性骨料和碱含量高的水泥(碱含量超过0.6%钠当量时),或受到含可溶性硫酸盐的水作用时,反应生成物遇水可产生膨胀,但由于各种组成体积变化特性的差异所造成混凝土不均匀应力,会破坏其内部结构,并影响水泥石与骨料颗粒之间的胶结,形成裂缝。另外某些介质与水泥结合会形成一种可溶性较低的化合物,由于这种化合物的体积比生成这些化合物的水泥浆的体积大,而使混凝土产生裂缝。在密实的混凝土种,这类侵蚀破坏大多属于表面性的。

影响混凝土裂缝的因素除设计、施工、荷载外部原因外,内部原因主要是水泥品种、水泥用量、单位用水量、粗骨料和细骨料质量等。

混凝土形成裂缝的原因及影响因素虽然极为复杂,但在实际操作种,只要严格按照设计和施工规范进行操作,有害裂縫还是完全可以避免的。

2.钢筋混凝土建筑物裂缝的防治措施

从微观方面分析,混凝土有裂缝是绝对的,没有裂缝是相对的。所以混凝土建筑物裂缝的防治,就是为了将其对建筑物的危害程度控制在允许范围内。为此,在实际工程中应从设计和施工两方面着手预防和控制混凝土建筑物裂缝。

2.1设计方面

2.1.1减少地基的不均匀沉降

基础设计方面可以采取调整基础的埋置深度、地基计算强度、垫层厚度等方法来控制地基的不均匀变形。同一软弱土地基上,应尽量采用同一种类型的基础,否则容易造成沉降量大小不均匀,从而产生危害性裂缝。

2.1.2合理设置结构缝

设置结构缝的位置和缝宽的选定要适当,构造要合理。可以把伸缩缝、沉降缝和抗震缝合并设置。按照设计规范要求设置伸缩缝,但应考虑高温、冬期、长期暴露在大气中的建筑物,承受反复的温差,骤冷骤热,反复的干湿作用,结构内部不断产生裂缝和裂缝扩展等因素。当结构体型突变或者设置的伸缩缝间距偏大,超出规范要求时应采取有效的防开裂措施,如增大配筋率、通长配筋、设置后浇带、改善混凝土级配等。

2.1.3避免应力集中,合理增配构造钢筋提高抗裂能力

尽量避免结构断面突变产生应力集中,在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施,适当增加附加筋,以增强其抗裂能力。设计人员应重视构造钢筋的配置,选择构造钢筋的直径和数量要适宜。从设计上说,构造钢筋很重要,结构设计经常忽略结构约束性质,从而产生构造性裂缝。所以,配筋不但要满足结构承载的要求,而且还要满足混凝土正常使用的要求,合理增配构造钢筋有利于提高抗裂能力。

2.1.4加大保护层厚度

适当加大保护层厚度,可以提高保护层的质量以及密实性,降低其渗透性,予以阻止或者延缓混凝土的碳化速度,提高劈裂强度。地下结构保护层厚,要加钢丝网;楼板要布设设备管,也要适当增加楼板厚度。

2.1.5加设次梁减少裂缝

在现代设计中,现浇板的宽度越来越大,长度越来越长,而楼板的厚度却不能太大,如果在板下面的适当部位增加次梁,就可以增加板的刚度,减少板的挠曲变形,从而达到不出现危害性裂缝的目的。没有条件设置次梁时,可以在易裂的边缘部位设置暗梁,提高该部位的配筋率,从而提高混凝土的极限拉伸,有效地防止裂缝的产生。

2.2施工方面

2.2.1严格控制混凝土原材料质量

尽量采用粒径级配良好的石子及中、粗砂,以减少混凝土的用水量,使混凝土的收缩和泌水随之减少,同时应控制含泥量不能超过规范要求。水泥宜选择低水化热、低收缩质量稳定的普通硅酸盐水泥。外加剂和掺合料必须性能可靠,有利于降低混凝土凝固过程的水化热。

2.2.2使混凝土配合比有利于减少和避免裂缝

配合比中,在满足配合比规范和混凝土技术指标前提下,宜适当减少水泥用量和用水量,降低水灰比,提高和易性。对泵送混凝土,不能单纯用增加单位用水量的方法,来满足泵送混凝土的可泵性要求。这样不仅多用水泥,增加混凝土的收缩,而且还会使水化热升高,易引起裂缝。为此,在施工中可渗入适量的粉煤灰或减水剂(如木质磺酸钙、MF等),以进一步改善混凝土的特性。

2.2.3合理设置后浇带

对于大型混凝土建筑物,合理的设置后浇带有利于控制施工期的温差与收缩应力,减少裂缝。后浇带设置时,要遵循“数量适当,位置合理”的原则。后浇带一般间距为30~50m,并应贯穿整个底板断面。后浇带内填筑的混凝土应用微膨胀水泥或无收缩水泥,混凝土强度应比原结构强度提高一级。

2.2.4控制入模坍落度,做好浇筑振捣工作

在满足混凝土运输和布放要求前提下,要尽可能减小入模坍落度。混凝土入模后,要及时振捣,并做到不漏振,不过振。对重点部位可在混凝土振捣界限以前给予二次振捣,再次排除因泌水在粗集料,水平钢筋下部生成的水分和空隙,提高混凝土的握裹力,并在混凝土初凝后、终凝前进行混凝土表面多次抹压,防止因混凝土的表面收缩而出现的细微裂缝,增加混凝土密实度。提高混凝土抗压强度和抗裂强度。

2.2.5避免混凝土结构内外温差过大

首先,降低混凝土的入模溫度,且不应大于25℃,使混凝土凝固时,其内部在较低的温度起升点升温,从而避免混凝土内部温度过高。其次,采取延长拆模时间和外保温等措施,使内外温差控制在一定范围之内,降低水化热降温引起的拉应力,减少温度裂缝。

2.2.6加强混凝土养护

在每次混凝土浇筑完毕后,应及时按温控技术措施的要求进行保温养护。不同施工季节应选择不同的混凝土养护方法。夏季施工时,要采用草帘覆盖、蓄水、洒水、喷水等温降方法进行养护;正常气温时,可喷刷养生液养护;冬季施工时,可使用保温材料来提高混凝土的表面温度,也可用薄膜养生液、塑料薄膜等封闭料对混凝土保温、保湿,在寒冷季节可搭设挡风保温棚。混凝土的养护时间根据水泥的品种确定,一般来讲,普通水泥的养护时间为14d,矿渣水泥、粉煤灰粉水泥、火山灰水泥及掺加掺和料后的混凝土的养护时间为21d。

3.结束语

综上所述,在充分了解混凝土裂缝产生的种种原因基础上,适当采取科学、合理、切实有效的防治措施,把混凝土裂缝控制在建筑规范容许的范围内。实践证明,只有从原材料、设计、施工等方面加强质量控制,才能最大限度的预防和控制混凝土裂缝的产生,才能保证建筑物混凝土结构安全、适用、可靠和耐久的要求,才能保障人们的生命和财产安全。 [科]

【参考文献】

[1]王铁梦.建筑物的裂缝控制.1993.

[2]侯学军.混凝土裂缝的成因及对策.2006.

[3]李献灿.钢筋混凝土结构裂缝的成因及防治措施[J].山西建筑,2010(01).

[4]建筑物砌体裂缝的成因、防治与加固.中国科技博览.期刊论文,2009(10).

[5]钢筋混凝土建筑抗连续倒塌对策的研究.学位论文,2006.

作者:吕国宇 赵卫国 戴学华

混凝土楼板裂缝施工研究论文 篇2:

高层住宅工程楼板裂缝控制技术

摘要:经过对高层住宅的建设工程使用情况分析,发现大多数高层住宅都存在着楼板裂缝现象。高层住宅楼板裂缝产生的原因大多数来自于设计方面、施工过程方面以及原材料等方面的问题,因此控制其楼板裂缝也需要从这三方面采取措施,以保证设计科学、合理、施工符合规范以及原材料的质量合格。

关键词:高层住宅;建筑工程;楼板裂缝;裂缝控制技术;工程质量 文献标识码:A

1 概述

由于高层住宅的独特特性,人们就更加重视其质量问题。现阶段的高层住宅往往难以避免发生开裂现象,但是如果楼板出现了裂缝就很容易让人怀疑结构质量的可靠性。在这种情况下,如何加强对高层住宅高层楼板的裂缝控制,就成为众多建筑专家与工程施工技术人员需要认真研究的问题。

2 高层住宅工程楼板的裂缝研究

2.1 高层住宅工程的概念

我国颁布实施的高层民用建筑设计的防火规范指出:10层及以上的住宅、建筑总高度≥24m的其他民用建筑均为高层建筑;建筑总高度≥24m的两层及以上的厂房等工业建筑也属于高层建筑。高层住宅已经成为了我国高层建筑的主要组成部分。它不仅为城市居民提供了生活的必需场所,同时也非常有利于节约宝贵的土地资源、拓展城市的功能、丰富城市的立体化形象。因此在国内外的住宅工程项目中,高层住宅得到了广泛的应用。

2.2 高层住宅工程楼板的裂缝及其表现

高层住宅工程为了满足结构安全性的要求,大都是采取框架剪力墙结构、筒体结构等结构形式,混凝土一般均为泵送商品混凝土。经过对高层住宅的建设工程使用情况分析,发现大多数高层住宅都存在着楼板裂缝现象,有的裂缝甚至还比较严重。由于在高层住宅中,人们对于施工质量的关注更多,要求高层住宅具有更多的安全性。因此,高层住宅的楼板裂缝往往容易引起人们的恐慌,也是建设工程质量投诉较为集中的领域。

高层住宅楼板裂缝大多数表现在住宅的外侧或者外角的房间位置,裂缝多为45°斜向布置,部分裂缝发生在楼板上表面或连系梁两侧,也有极少数楼板裂缝分布在电线埋管处或者板跨垂直方向。不少的楼板裂缝贯通楼板,易造成楼板的渗水现象发生,直接影响到高层住宅居民的生活秩序。

2.3 高层住宅工程楼板裂缝的检测方法

在高层住宅工程中,每当发现存在楼板裂缝时,为了科学地分析裂缝的产生原因,研究其对使用性能的影响,必须对楼板裂缝开展检查,利用检测工具来确定裂缝的长度、宽度与深度。检测楼板裂缝可用直尺或者钢尺进行测量,而检测高层住宅楼板裂缝的宽度需要特定的工具,一般是选用测定卡。利用测定卡上带有宽度尺寸的线条与裂缝相对比,从而确定楼板裂缝的宽度;测量裂缝宽度也可使用20倍的刻度放大镜,放大镜直接有标注的宽度,可以即时读取楼板裂缝的宽度。

检测高层住宅楼板裂缝深度的技术比较复杂,可运用细钢丝深入探测,也可使用塞尺进行检测;为了更加准确地检测楼板裂缝的深度,用注射器将蓝色或者红色等有色液体注射到楼板裂缝中,在楼板完全干燥后运用工具凿开楼板,再检测有色楼板的厚度即可得出裂缝的深度。现代社会中的科学技术发展很快,高科技手段也被应用到了建筑工程领域中,其中超声波技术已经被运用来检测高层住宅楼板裂缝的大小与深度,包括垂直裂缝、斜裂缝与深裂缝等,使用超声波技术可探测出裂缝的部位与大小,在实践中收到了很好的效果。

2.4 高层住宅工程楼板裂缝的产生原因分析

高层住宅工程的楼板出现较多的裂缝,其原因是多种多样的,既有设计方面的原因,也有施工过程方面的因素,还有原材料的问题,下面逐一进行分析、研究:

2.4.1 设计方面的原因。设计高层住宅楼板的刚度与其邻近的剪力墙刚度相差过大,容易引起叠加的次应力,造成楼板开裂;设计的布局不科学,尺度过长,伸缩缝与后浇带设计的位置与施工时间不合理也是形成高层住宅楼板裂缝的重要原因;另外,设计承载力不足、构件计算的简图不符合实际的受力情况也是产生楼板裂缝的原因之一。除此之外,设计的原因还包括细部构造处理不妥、基础等局部的承受压力不足等。

2.4.2 原材料方面的问题。高层住宅施工期间,水泥的安定性较差、沙石含有泥土或者其他有害的杂质超出了相关标准是形成原材料问题的一大关键要素;而混凝土配合比不合适、水泥水化热造成很大温差以及外加剂添加不科学也是形成原材料问题的主要原因。另外,还有混凝土拌合物的沉陷与泌水、碱性骨料太多等因素也容易产生原材料的问题,使得楼板出现裂缝。

2.4.3 施工过程方面的因素。由于施工不当而造成高层住宅楼板裂缝有如下原因:外加的掺合剂没有均匀搅拌;混凝土运输或者搅拌的时间太长;混凝土浇筑的顺序不正确或者浇筑速度太快;在振捣时振捣不密实;钢筋的保护层不符合标准或者在终凝前钢筋出现了扰动现象;拆模时间太早,混凝土提前受到振动或者承受荷载;施工缝的处理工艺与方法不正确、施工缝预留位置有错误;模板干燥、失水多或者模板支撑系统变形;养护的条件没有跟上,达不到养护的标准。

3 高层住宅工程楼板的裂缝控制技术分析

3.1 高层住宅工程楼板的裂缝控制技术

考虑到高层住宅楼板裂缝产生的原因来自于多个方面,因此要控制好高层住宅工程的楼板质量,使之不出现或者少出现裂缝,需要各方面的共同努力。

3.1.1 设计单位需要严格执行设计标准,认真检查荷载计算过程,决不能简单地相信电算结果,重点部位与复杂情况下要手工验算荷载,确保计算的准确性;建筑平面设计应规整,避免断面产生突变;在构件中如果开槽或者开洞,必须采取设计措施防止应力集中;现浇的主次梁交错处必须按照规定设计附加箍筋;楼板可设计双层的钢筋,遇到高层住宅平面尺度过长时,可合理设置后浇带或者伸缩缝;注重基础等部位的承载力计算,确保地基基础的可靠性。

3.1.2 在施工过程中,认真研究确定施工配合比,不得在浇筑混凝土时随意加水或提高水泥用量;混凝土运输与搅拌时间要保持在合理的区间内,安排专人负责监督楼板混凝土的均匀性与密实度,并加强振捣工作的管理,不得发生漏振和缺振的现象;细致检查高层住宅楼板保护层的厚度以及钢筋的安放位置,使得保护层具有规定的厚度、钢筋安置合理;检验模板的尺寸,控制好模板的安装质量;在混凝土初凝前坚决杜绝人员与材料随意上到楼层去,避免对混凝土的不利影响;依据规范开展对混凝土的养护,保持混凝土的湿润;只有在达到规定的时间或者混凝土强度后方可拆模,不得为了抢工期而提前拆模;如果施工后发现出现了楼板裂缝,要通过对裂缝的检测和楼板强度、厚度、保护层等因素的检查,来确定裂缝产生的原因,并采取合理的补救措施。

3.2 高层住宅工程楼板裂缝实例的分析

深圳某高层项目是在2014年9月开工建设,2016年5月竣工验收的。小区内共五栋高层商住楼,都是27层,总用地面积18000m2,建筑面积67000m2,基础形式是人工挖孔桩,主体为框架剪力墙结构。

在工程主体结构完工拆模后,发现一栋架空层顶板出现了裂缝渗水现象,详见图1。业主单位立即组织了施工单位、设计院和监理公司等进行现场踏勘调查,检测了裂缝与楼板等的性能参数,并查阅相关技术资料。经过认真的调研分析,调查组认为造成该栋架空层顶板出现裂缝的原因主要有:(1)养护不及时,浇水人养护没有按照规定执行;(2)楼板面上人过早,强度没有达到即在顶板上人开展施工;(3)混凝土的早期收缩。

其后在深圳某高层工程的高区地下一层顶板又发现存在裂缝并引起了渗水,如图2所示。监理单位邀请了施工单位、设计院等技术人员进行现场踏勘、检测,经过集体研究,调查组总结高区地下一层顶板裂缝的产生原因如下:(1)混凝土质量存在缺陷,砂子中含泥量较高,钢筋底部保护层的厚度难以满足规范要求;(2)砼养护不及时,养护人有空就浇水,没空甚至一天都不养护。

经过调查组的深入研究,认定这些裂缝均为施工质量问题,但不影响主体结构安全,不会损坏使用功能。确定的处理办法如下:(1)一般细小的裂缝且处于楼板表面,可清洗干净裂缝部位,然后待干燥后再用环氧浆液涂抹表面,封闭其裂缝与毛孔;(2)对于宽度较大的裂缝,顺着裂缝凿开八字形的凹槽,再清洗干净该部位,然后使用1∶2水泥砂浆抹补密实后,继续使用环氧胶泥来嵌填裂缝部位;(3)施工项目部在实施以上的处理措施后,还需加强对后续相关工序的技术交底工作,并通过技术培训来让施工人员掌握楼板的施工方法,严格控制工程质量,确保今后类似的楼板施工质量不再重犯。

参考文献

[1] 王如振.高层住宅现浇混凝土楼板裂缝的成因分析与处理[J].城市建筑,2013,(22).

[2] 黄大勇.高层住宅楼板裂缝的原因及预防研究[J].常州工程职业技术学院学报,2009,(1).

[3] 蔡建东.浅谈高层框剪结构住宅楼板裂缝原因及防治[J].门窗,2012,(2).

作者简介:苏进勇(1976-),男,广东深圳人,供职于深圳市有所为投资集团有限公司,中级职称,研究方向:建筑施工、房地产开发公司管理。

(责任编辑:王 波)

作者:苏进勇

混凝土楼板裂缝施工研究论文 篇3:

现浇钢筋混凝土楼板常见裂缝问题的探讨

摘要:文章通过对安溪县建筑物常见现浇楼板裂缝的总结,分析了收缩应力、温度变化以及设计施工不当等造成楼板裂缝的原因,并提出了楼板裂缝的控制措施。

关键词:楼板裂缝;收缩裂缝;温度裂缝;裂缝控制

一、前言

近年来,笔者在建设工程质量监督过程中,经常遇到许多钢筋混凝土结构在施工阶段和使用阶段出现不同程度及不同形式的裂缝的情况,其裂缝肉眼可见,宽度约为0.03-0.05mm以上。特别是在大量住宅和高层建筑中的钢筋混凝土楼板沿板角45(或沿短跨板中)的地方,裂缝相当普遍。楼板裂缝不仅会影响建筑物的正常使用,还会影响结构的耐久性,过宽的裂缝甚至还会威胁到结构的承载能力。楼板裂缝的原因很多,地质勘探、设计、施工、材料质量控制等每一个工作环节都应该采取有效措施加以控制和防范。

笔者从事建筑工程设计和质量监督多年,主持参加全县多起工程质量事故和危房鉴定,总结了不少楼板裂缝经验,本文从设计和施工的角度,就如何防范现浇钢筋混凝土楼板裂缝问题进行探讨。

二、楼板裂缝产生的原因分析

众所周知,钢筋混凝土结构裂缝有两种:一种是由于受力引起的裂缝,我们通常称为结构性裂缝,另一种则是由于变形(温度或收缩)引起的裂缝,我们通常称为非结构性裂缝。调查得知,多数楼板裂缝是由变形作用引起,也有一些工程是由于楼板承载力不足和刚度不足引起。我们平时检查鉴定常见的楼板裂缝,大都是板角45或短跨跨中裂缝,那么这种裂缝是属于哪一种?

我们首先来了解一下楼板在受力状态下的破坏状态,目前所有住宅楼板几乎都是双向板,因此我们以矩形双向板为例进行说明。

根据有关教科书实验研究,双向板在受力状态下当荷载继续增加时,其第一批裂缝出现在平行长边的跨中,逐渐延长后沿45°角向四角扩展,这些裂缝迹线形成所谓的塑性铰线(如图1)。

我们所检查到的裂缝都不是荷载试验的塑性铰线,而是与之相垂直的裂缝迹线(如图2),由此可以判断,我们遇到的常见裂缝不是受力裂缝。另外,我们观察到的常见裂缝多数是上下贯通的,而受力裂缝除了全构件破坏外,是不可能上下贯通的,因为钢筋混凝土板是受弯构件,受弯构件是在中和轴以下受拉,而中和轴以上受压,混凝土的压区越压越紧,是不可能出现上下贯通裂缝的,因此,我们基本可以判断,常见裂缝不是受力引起的结构性裂缝,而是某种变形引起的非结构性裂缝。

产生楼板裂缝的原因有以下几个方面:

(一)混凝土收缩产生楼板裂缝

混凝土在空气中凝结必然要收缩,这是混凝土的一个基本特性,而收缩包括干缩和凝缩。混凝土凝固过程中混凝土多余的水分蒸发,体积会缩小,这种收缩叫干缩;水泥和水起水化作用,逐渐硬化形成水泥骨架,不断紧密,体积缩小,这种现象叫凝缩。初期收缩快,而后日趋缓慢。这种收缩如果是自由的,没有任何约束,则不会产生任何收缩裂缝。但如果存在反收缩的制约条件,如受到梁柱对它的约束力,则混凝土收缩过程就要产生拉应力,由于混凝土早期强度较低,当拉应力超过混凝土抗拉强度时,则出现收缩裂缝。

(二)温度变化产生楼板裂缝

混凝土结构随着温度变化会产生热胀冷缩,这种变形称为温度变形。变形值随构件长度和材料的线膨胀系数不同而变化,这种变形受到约束,会在混凝土内部产生内应力,热胀变形产生压应力、冷缩变形产生拉应力,当此拉应力超过混凝土抗拉强度,混凝土就会出现裂缝。目前现代建筑多数为框架结构、框剪结构,当温度变化时梁板都会发生热胀冷缩的变形。板的厚度小,全截面受气温的变化而变化,而梁的截面大,其温度变化不同于板,特别是急冷或急热天气,其变化更为明显,由此产生板与梁的温差与收缩差引起板内呈拉应力,梁内呈压应力,当板内拉应力超过板抗拉强度时,就会引起温度裂缝。

(三)设计措施不当产生楼板裂缝

1、在房屋设计时,结构平面布置不合理。由于场地限制、使用要求或者建筑造型的要求,建筑物平面形状往往是不规则的,楼板的截面会产生突变,俗称“细腰”部位(如图3)。在楼板截面突然变小的区格板中,往往容易产生收缩裂缝,这实际上跟楼板约束的刚度有关。它的约束刚度比其他区格的约束刚度大很多,其约束拉应力也随之增加,原来视为铰接的支座,随着约束刚度的增加而过渡为固定端支座;原来承受收缩拉应力随着截面突然减小而突然增大,此外,这种突变也会在楼板内引发其他次应力,在突变截面处产生互为约束,对收缩拉应力产生影响,因而突变区格更容易产生收缩裂缝。

2、配筋率越大,收缩率越小。混凝土收缩时,由于边框梁的配筋率比楼板的大,所以梁的收缩率比楼板小,边框梁就会阻碍楼板的收缩,使具有收缩趋势的楼板产生张拉应力而出现裂缝。

3、对今后可能承担的楼板装修荷载和使用荷载估计不足。近年来,随着生活水平的提高,一些建设单位提高装修标准,将水泥砂浆楼面改为石板材楼面,一些住宅楼板大量堆积材料,有的厂房的生产流程、生产性质发生变化,也大量堆放原材料和改变重型设备的安放位置,还有个别办公室出现改作档案室的情况等等,导致楼板、梁的计算配筋不足而出现裂缝。

4、规范规定:“在温度、收缩应力较大的现浇板区域内,钢筋间距宜取150-200mm,并应在板的未配筋表面布置温度收缩钢筋,板的上、下表面沿纵、横两个方向配筋率均不宜小于0.1%。”这对防止屋面板出现裂缝很有意义,有些设计施工图未配置上述温度收缩钢筋,最终导致裂缝的出现。

(四)施工工艺不当产生楼板裂缝

楼板的裂缝与钢筋混凝土本身的抗裂强度和抗变形能力有很大关系,而施工质量的好坏对楼板抗力起着非常重要作用。通过实际监督和检查工程分析看来,施工不当存有下列问题:

1、楼板钢筋绑扎完毕后,由于人员乱踩踏上层钢筋,使构件的有效高度减少。

2、错误的浇灌次序,一些工地为图方便,运料斗车在已浇灌的混凝土板面上行走,浇筑速度过快,破坏初凝阶段强度。

3、泵送混凝土施工,增加水和水泥用量,导致混凝土收缩量增加。

4、混凝土振捣不密实,出现蜂窝麻面,强度较低,达不到设计要求。

5、施工缝接茬处理不好,没有清理湿浆等程序,致使接茬处楼板抗力低,出现温度收缩和受力裂缝。

6、混凝土在初期养护时急剧干躁,水分蒸发加剧了收缩裂缝。

7、板中预埋电线导管使楼板有效厚度减少而产生应力集中。

8、拆模过早,施工超载破坏了终凝阶段的混凝土强度。

三、楼板过宽裂缝的危害

国内外调查资料表明:多数裂缝对建筑物的受力及正常使用没有太大危害,但少数过宽裂缝的存在会影响建筑的整体性、耐久性,会对钢筋产生腐蚀,是受力使用期应力集中的隐患。裂缝危害的主要表现有:

第一,钢筋锈蚀。一旦水分或有腐蚀的气体到达钢筋,锈蚀就会开始,削减钢筋的受力截面积,还会产生锈蚀的产物——铁锈,最终比原金属占有更大的体积,产生一定的膨胀力,致使混凝土裂缝继续扩展,影响钢筋和混凝土的粘结力。

第二,混凝土有了裂缝,水便能渗入。当气温降到-2℃以下时,水就会结成冰,水结冰体积膨胀会导致沿裂缝边缘散裂。冻融循环一次,散裂现象就会重复发生一次,这样裂缝就会逐渐加宽。

第三,裂缝加快混凝土碳化剥落,降低结构抗疲劳能力,影响结构耐久性。

第四,由于钢筋腐蚀,截面削减和混凝土裂缝使混凝土有效高度降低,降低结构承载力。

四、楼板裂缝的控制措施

混凝土在工作过程中出现裂缝是正常现象,这是因为混凝土结构本身就存在肉眼不可见的微观裂缝。我们的目的是把楼板裂缝控制在一定范围,使其不影响楼板的安全和正常使用。控制楼板裂缝主要从设计措施和施工措施来实现。

(一)设计措施

1、楼(屋)面板的建筑平面宜规则,避免平面形状突变产生应力集中,在易产生应力集中的薄弱环节加强措施。

2、配筋可以提高混凝土的极限拉伸,因此适当增配构造筋提高抗裂性是可行的,配筋应采用小直径、小间距、全截面配筋率应在0.3-0.5%的。

3、为提高混凝土楼(屋)面板的抗裂性能,在混凝土中可掺入适量的抗裂材料,即掺入适量的新型减水剂,能在混凝土中产生膨胀应力,从而起到补偿收缩的作用,减少混凝土的收缩裂缝,提高抗渗能力。

4、在结构设计中,应充分考虑施工时气候特征,合理设置后浇缝,在正常施工条件下,后浇缝间距20-30m,保留时间一般不少于60天;应重视屋面结构的保温隔热设计,当采用架空隔热板作隔热层时,应有足够的通风措施。

(二)施工措施

1、对进场原材料进行严格检查和验收,确保混凝土强度达到设计要求。

2、应采取有效措施保证现浇楼(屋)面板的厚度、平整度、钢筋位置和保护层厚度满足现行规范要求。

3、施工时,不要在顶部钢筋上走,以防踩筋现象,必要时设铁支架支住负钢筋。

4、施工单位应根据工程结构实际,合理确定混凝土浇筑方案,细致分析原料配合比,严格控制水灰比和水泥的用量;保证混凝土浇捣密实,减少蜂窝麻面,不得随意留置施工缝,做好接茬处的处理。

5、选用混凝土外加剂应充分考虑外加剂对混凝土后期收缩的影响。高强混凝土应尽量使用中热微膨胀水泥,掺超细矿粉膨胀剂。

6、浇筑时间尽量安排在夜间,最大限度地降低混凝土的初凝温度。白天施工要求在沙、石堆场搭设简易遮阳装置或用麻袋覆盖,必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时,在水平及垂直泵上加盖草袋,并喷冷水。

7、加强混凝土早期养护,防止水分蒸发过快,在没有达到足够强度之前,不要过早拆模。

8、板内不应预埋水管。预埋其他管线应布置在板上、下两层钢筋中的中和轴位置,并宜与钢筋成斜交布置。严禁管线三层以上交错叠放,必要时在管线处增设钢丝网加强措施。电线、电缆导管直径大于20mm时宜采用金属导管。

五、结束语

裂缝是混凝土的质量通病,对这通病只要认真研究、加以分析,注意设计和施工的薄弱环节,在施工中严格按施工工艺和施工技术操作,在质量检测和监督中层层把关,各责任单位认真履行职责,混凝土的质量通病就会得到有效控制。

参考文献:

1、混凝土结构设计规范(GB50010-2002)[S].

2、卓尚木等.钢筋混凝土结构事故分析与加固[M].中国建筑工业出版社,1997.

3、王铁梦.工程结构裂缝控制[M].中国建筑工业出版社,1997.

(作者单位:安溪县建设工程质量安全监督站)

作者:杨育生

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