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【摘 要】近年来,现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝的情况较多,这已成为影响住宅工程质量的一大通病。本文针对住宅建筑现浇楼板容易产生裂缝的现象作出分析并提出了相应的控制措施。
【关键词】楼板裂缝;控制措施
Reinforced concrete slab cracks and preventive measures
Zhu San-zhong,Li Jing-cheng
(Sihui city Water Resources and Hydropower Survey and Design Institute Sihui Guangdong 526200)
【Abstract】In recent years, cast reinforced concrete floor of the cracks were more prevalent, it has also become a major residential project quality common problem. This is easy for residential building floor slab cracks in an analysis of the phenomenon and the corresponding control measures.
【Key words】Floor cracks; Control measures
混凝土现浇楼板是一种量大面广的受力构件,极易产生裂缝。由于裂缝的产生,对建筑的耐久性、观感性及使用功能等均造成影响,尤其是各类建筑涉及的社会范围较广。出现裂缝,在初始阶段,并不是严重的质量问题,如不能及时采取措施,就可能导致楼板出现更大的破坏而无法使用。因此,要把住宅的防裂缝问题作为各环节工作的控制目标来进行。
1. 现浇楼板的种类、形式及裂缝出现时间
1.1 裂缝的种类。
(1)收缩裂缝:在混凝土凝固的过程中,产生了干缩和凝缩,其中以干缩为主,多发生在混凝土构件表面上,裂缝形式多为不规则,一般在早期出现。
(2)温度裂缝:多为贯穿裂缝,纵横交错,裂缝宽度沿结构方向变化不大,受温度影响明显,冬宽夏细,一般为混凝土施工后半年左右出现。常出现在框架和砖墙的交界处,验收以后一段时间就出现裂缝,根据分析,属于温差变化产生的裂缝。
(3)结构型裂缝:由于设计、施工、使用等原因造成如配筋不合理,施工中主筋位置不正确;沉降不均匀,使用荷载不合理等;一般多出现在现浇楼板的角部,裂缝上表面呈斜向45度。
1.2 裂缝的形式。
(1)纵向裂缝:即沿建筑物纵向方向的裂缝,多数出现在板下边,个别上下贯通。
(2)横向裂缝:即在跨中1/3范围内,沿建筑物横向方向的裂缝,多数出现在板下边,个别上下贯通。
(3)角部裂缝:在房间的四角出现的斜裂缝,多数出现在板上边。
(4)楼板概况的横向裂缝:距支座约300mm内产生的裂缝,位于板上边。
(5)不规划裂缝:分布及走向均无规则的裂缝。
(6)顺着预埋线管方向产生的裂缝。
2. 现浇楼板出现裂缝的原因分析
根据有关调查资料,对现浇楼板出现裂缝的现象进行分析,分别从设计、材料、施工和使用上分析现浇楼板裂缝的成因。
2.1 设计方面。
(1)设计楼板的厚度不够。楼板的厚度不够导致楼板刚度不足,容易使楼板产生裂缝。
(2)设计配筋的问题。配筋不足或钢筋截面偏小,使梁板成型后刚度差,整体挠度偏大,引起板跨中或四角开裂。
(3)房屋较长及面积较大时未按规范设置伸缩缝或后浇带,在薄弱处产生收缩裂缝。(混凝土在干缩和温度变形两种,干缩变形每30.48m收缩约19mm;温度变化引起的变形分为:37℃的温度变化每30.48m收缩或延长约19mm。我国有专家经试验后得出结论为40m长的楼板因硬化凝固产生的纵向收缩8~20mm。)
(4)屋面层楼板未按规范进行双面双向的温度应力筋的构造设计,造成板楼开裂。
(5)基础设计处理不当,引起不均匀沉降,使上部结构产生附加应力,造成楼板开裂。
(6)楼板双向受力,设计时按单向板配筋,造成开裂。
(7)混凝土强度等级过高。混凝土强度等级高,水化热大,造成楼板收缩开裂。
(8)安装设计中,由于楼板内敷设各专业线管、线管过多、管径较大(加上楼板厚度原因),又未采取构造措施使楼板出现裂缝。
2.2 材料方面。
(1)原材料质量变化波动大。如选用细砂、特细砂或海砂,粗骨料的最大粒径超过板厚的1/3等。
(2)配合比不合理。搅拌站或搅拌现场对砂率控制要求不严格;对粗骨料的用量没有一个明确的规定;砂子或碎石的含泥量较高;配合比中的用水量过多等。
(3)混凝土的掺合料或外掺剂用量不合理,如:粉煤灰掺量过大,导致混凝土强度降低。
(4)混凝土搅拌站时水灰比过大,坍落度过大,混凝土容易离析,入模质量不能得到保证。最终由于混凝土成型后收缩量大而造成开裂。
2.3 施工的原因。
(1)工程的施工工期过紧,施工速度过快,连续多层支模,造成其下层的楼面严重超载,造成开裂。
(2)模板支撑不牢固。楼板混凝土浇筑完成后,又过早上入进料,致使楼板混凝土受损,引起楼板整体挠筑完成后,又过早上入进料,致使楼板混凝土受损,引起楼板整体挠度增大,导致楼板角部列裂。
(3)混凝土养护不当,养护时间过短。
(4)模板拆除过早。楼板混凝土未达到规范拆模的要求就拆除模板,致使楼板混凝土受损,易形成混凝土内部缺陷,诱发楼板开裂。
(5)模板安装拼缝不严造成漏浆,造成楼板开裂。
(6)混凝土浇捣施工的质量问题。在浇捣楼板混凝土时没有对钢筋进行保护,在楼板钢筋网上直接行走或过斗车将负筋下踩,使支座负筋作用减弱或失效;混凝土施工时间过长,混凝土产生离析;同块楼板混凝土施工分两次施工,造成施工缝及未采取措施处理;混凝土施工时振捣不均匀、漏振、未采用平板振捣器等导致混凝土不密实等等。
(7)钢筋绑扎时未达到规范要求。未按规范进行满绑,露绑钢筋;钢筋绑扎间距过大;未区分楼板受力底筋而进行绑扎;楼板底筋没有旋转垫块和没按要求放铁马凳,造成楼板露筋等造成楼板开裂。
3. 现浇楼板裂缝的控制措施
3.1 设计方面。
(1)楼板厚度。参考《混凝土结构计算手册》,且符合《混凝土结构设计》(GB50020-2002)表10.1.1现浇钢筋混凝土设计板的最小厚度的要求,大跨度现浇楼板厚度的确定,还要考虑到板在正常使用极限状态下挠度的计算值及裂缝宽度应该符合规范规定。
(2)配筋构造方面。力学计算模型的选择,参照《混凝土结构设计规范》(GB50020-2002)第10.1.2混凝土板应按以下原则进行计算:当长边与短边长度之比小于或等于2.0时,应按双向板计算;当长边与短边长度之比大于2.0,但小于3.0时,宜按双向板计算;当按沿短边方向受力的单向板计算时,应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。各类板配筋设计时应满足最小配筋率的要求。在钢筋规格的选择时,宜采用小直径带肋变形钢筋。在最大裂缝宽度验算时,最大裂缝宽度值主要取决于钢筋直径和受拉钢筋表面特征系数,所以宜选择细直径的变形钢筋,以增大钢筋和混凝土接触的面积,提高钢筋和混凝土的粘结强度。构造方面:现浇楼板转角部位应该设放射性钢筋,且长度宜大于1.5m;连续板的中跨支座处负弯矩钢筋应接通,不宜在支座处断开;平面形状不规则的楼板在设计算配、设置构造钢筋时候应引起重视。
(3)混凝土强度。现浇楼板的混凝土强度等级不宜高于C30。
(4)安装设计。在各专业安装设计中,如电线管道的敷设应避免交叉,若不能避免,则应该采用线盒转接的形式;若现浇楼板的线盒上部未配置钢筋,应在线盒上部铺设钢筋网片;现浇板内埋设设备暗管时,管外径不得大于板厚的1/3,并使管壁至板上下边净距不小于25mm。
3.2 材料方面。
(1)原材料中严禁使用细砂、特细砂、海砂等;严格控制砂、碎石的含泥率。
(2)配合比设计要求。根据实践证明,每m3混凝土中粗骨料不宜小于1000Kg;每m3混凝土水泥用量不宜小于250Kg;每m3混凝土水泥用量宜小于170Kg。
(3)混凝土掺合料和外掺剂。通过配合比实验确定其用量,一般粉煤灰掺量不宜大于水泥用量的15%;矿粉掺量不宜大于水泥用量的20%;外掺剂的用量不宜大于水泥用量的5%。
(4)坍落度的要求。应控制混凝土的最大坍落度,在多层或小高屋建筑中不宜大于150mm,在高层建筑中不宜大于180mm。
(5)搅拌站方面,保证按设计的坍落度投料生产,到现场发现离析现象要进行二次搅拌。
3.3 施工方面。
(1)现浇楼板应按规范设置伸缩缝,间距可取12~15mm之间或按建筑物的纵向长度,设在楼板支座处,缝宽为10mm,中间加软件材料,楼板钢筋不剪断。
(2)钢筋绑扎时保证间距均匀,保证负筋位置不变,浇锳混凝土时设置马道,不踩负筋。
(3)浇捣混凝土时应加强施工控制,不得使钢筋产生位移、挑板、挑梁处的负筋应该设置铁马凳。采用平板振捣器,两次抹压交活,第2次抹压在终凝前完成。
(4)线管预埋的措施。在预埋线管加钢丝网,预埋管昼顺着受力钢筋的方向布置。
(5)工期安排。建设单位应该采用合理的工期要求工程进度,施工单位在保证混凝土强度的前提下方可考虑工期,并应该制定可行模板及支架拆除顺序的施工方案。模板的配置应该事先考虑天气气温等因素。
(6)施工保护措施。在混凝土强度达到1.2N/mm2前,不得在楼板上踩踏或支模及堆放材料;实践证明需在混凝土浇筑完成18h后,方可进行下一道工序。
(7)混凝土养护。采用覆盖加浇水的方法养护,覆盖并浇水是强制性规范的要求,目前我们多数采取自然养护,不覆盖,养护期内保证混凝土始终处于湿润状态;按照施工规范要求,一般混凝土的养护时间不少于7d,对后浇带处的混凝土的养护时间不少于30d。
(8)拆模安排。混凝土强度未达到1.2Mpa不得上人,不得过早拆除模板或采用早拆体系。严格控制浇楼板底模及其支撑架的拆除时间,混凝土浇筑时应留置同条件自然养护试件,在拆模前应该查试件强度,符合要求后方能拆模;后浇带模板的拆除应该按照施工技术方案。
现浇楼板容易出现的裂缝,在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生,使结构尽可能不出现裂缝,或者避免有害裂缝的出现,这样才能够较好的保证工程质量。因此需要科学合理地考虑各方面客观因素,需要各方的共同重视,应用新技术、新工艺、新材料来达到防治裂缝的目的。
参考文献
[1] 钢筋混的裂缝控制措施.建筑技术.2001版
[文章编号]1006-7619(2010)05-29-476
[作者简介] 朱三忠,男,工程师,毕业于武汉大学土木工程。
【关键词】楼板裂缝;控制措施
Reinforced concrete slab cracks and preventive measures
Zhu San-zhong,Li Jing-cheng
(Sihui city Water Resources and Hydropower Survey and Design Institute Sihui Guangdong 526200)
【Abstract】In recent years, cast reinforced concrete floor of the cracks were more prevalent, it has also become a major residential project quality common problem. This is easy for residential building floor slab cracks in an analysis of the phenomenon and the corresponding control measures.
【Key words】Floor cracks; Control measures
混凝土现浇楼板是一种量大面广的受力构件,极易产生裂缝。由于裂缝的产生,对建筑的耐久性、观感性及使用功能等均造成影响,尤其是各类建筑涉及的社会范围较广。出现裂缝,在初始阶段,并不是严重的质量问题,如不能及时采取措施,就可能导致楼板出现更大的破坏而无法使用。因此,要把住宅的防裂缝问题作为各环节工作的控制目标来进行。
1. 现浇楼板的种类、形式及裂缝出现时间
1.1 裂缝的种类。
(1)收缩裂缝:在混凝土凝固的过程中,产生了干缩和凝缩,其中以干缩为主,多发生在混凝土构件表面上,裂缝形式多为不规则,一般在早期出现。
(2)温度裂缝:多为贯穿裂缝,纵横交错,裂缝宽度沿结构方向变化不大,受温度影响明显,冬宽夏细,一般为混凝土施工后半年左右出现。常出现在框架和砖墙的交界处,验收以后一段时间就出现裂缝,根据分析,属于温差变化产生的裂缝。
(3)结构型裂缝:由于设计、施工、使用等原因造成如配筋不合理,施工中主筋位置不正确;沉降不均匀,使用荷载不合理等;一般多出现在现浇楼板的角部,裂缝上表面呈斜向45度。
1.2 裂缝的形式。
(1)纵向裂缝:即沿建筑物纵向方向的裂缝,多数出现在板下边,个别上下贯通。
(2)横向裂缝:即在跨中1/3范围内,沿建筑物横向方向的裂缝,多数出现在板下边,个别上下贯通。
(3)角部裂缝:在房间的四角出现的斜裂缝,多数出现在板上边。
(4)楼板概况的横向裂缝:距支座约300mm内产生的裂缝,位于板上边。
(5)不规划裂缝:分布及走向均无规则的裂缝。
(6)顺着预埋线管方向产生的裂缝。
2. 现浇楼板出现裂缝的原因分析
根据有关调查资料,对现浇楼板出现裂缝的现象进行分析,分别从设计、材料、施工和使用上分析现浇楼板裂缝的成因。
2.1 设计方面。
(1)设计楼板的厚度不够。楼板的厚度不够导致楼板刚度不足,容易使楼板产生裂缝。
(2)设计配筋的问题。配筋不足或钢筋截面偏小,使梁板成型后刚度差,整体挠度偏大,引起板跨中或四角开裂。
(3)房屋较长及面积较大时未按规范设置伸缩缝或后浇带,在薄弱处产生收缩裂缝。(混凝土在干缩和温度变形两种,干缩变形每30.48m收缩约19mm;温度变化引起的变形分为:37℃的温度变化每30.48m收缩或延长约19mm。我国有专家经试验后得出结论为40m长的楼板因硬化凝固产生的纵向收缩8~20mm。)
(4)屋面层楼板未按规范进行双面双向的温度应力筋的构造设计,造成板楼开裂。
(5)基础设计处理不当,引起不均匀沉降,使上部结构产生附加应力,造成楼板开裂。
(6)楼板双向受力,设计时按单向板配筋,造成开裂。
(7)混凝土强度等级过高。混凝土强度等级高,水化热大,造成楼板收缩开裂。
(8)安装设计中,由于楼板内敷设各专业线管、线管过多、管径较大(加上楼板厚度原因),又未采取构造措施使楼板出现裂缝。
2.2 材料方面。
(1)原材料质量变化波动大。如选用细砂、特细砂或海砂,粗骨料的最大粒径超过板厚的1/3等。
(2)配合比不合理。搅拌站或搅拌现场对砂率控制要求不严格;对粗骨料的用量没有一个明确的规定;砂子或碎石的含泥量较高;配合比中的用水量过多等。
(3)混凝土的掺合料或外掺剂用量不合理,如:粉煤灰掺量过大,导致混凝土强度降低。
(4)混凝土搅拌站时水灰比过大,坍落度过大,混凝土容易离析,入模质量不能得到保证。最终由于混凝土成型后收缩量大而造成开裂。
2.3 施工的原因。
(1)工程的施工工期过紧,施工速度过快,连续多层支模,造成其下层的楼面严重超载,造成开裂。
(2)模板支撑不牢固。楼板混凝土浇筑完成后,又过早上入进料,致使楼板混凝土受损,引起楼板整体挠筑完成后,又过早上入进料,致使楼板混凝土受损,引起楼板整体挠度增大,导致楼板角部列裂。
(3)混凝土养护不当,养护时间过短。
(4)模板拆除过早。楼板混凝土未达到规范拆模的要求就拆除模板,致使楼板混凝土受损,易形成混凝土内部缺陷,诱发楼板开裂。
(5)模板安装拼缝不严造成漏浆,造成楼板开裂。
(6)混凝土浇捣施工的质量问题。在浇捣楼板混凝土时没有对钢筋进行保护,在楼板钢筋网上直接行走或过斗车将负筋下踩,使支座负筋作用减弱或失效;混凝土施工时间过长,混凝土产生离析;同块楼板混凝土施工分两次施工,造成施工缝及未采取措施处理;混凝土施工时振捣不均匀、漏振、未采用平板振捣器等导致混凝土不密实等等。
(7)钢筋绑扎时未达到规范要求。未按规范进行满绑,露绑钢筋;钢筋绑扎间距过大;未区分楼板受力底筋而进行绑扎;楼板底筋没有旋转垫块和没按要求放铁马凳,造成楼板露筋等造成楼板开裂。
3. 现浇楼板裂缝的控制措施
3.1 设计方面。
(1)楼板厚度。参考《混凝土结构计算手册》,且符合《混凝土结构设计》(GB50020-2002)表10.1.1现浇钢筋混凝土设计板的最小厚度的要求,大跨度现浇楼板厚度的确定,还要考虑到板在正常使用极限状态下挠度的计算值及裂缝宽度应该符合规范规定。
(2)配筋构造方面。力学计算模型的选择,参照《混凝土结构设计规范》(GB50020-2002)第10.1.2混凝土板应按以下原则进行计算:当长边与短边长度之比小于或等于2.0时,应按双向板计算;当长边与短边长度之比大于2.0,但小于3.0时,宜按双向板计算;当按沿短边方向受力的单向板计算时,应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。各类板配筋设计时应满足最小配筋率的要求。在钢筋规格的选择时,宜采用小直径带肋变形钢筋。在最大裂缝宽度验算时,最大裂缝宽度值主要取决于钢筋直径和受拉钢筋表面特征系数,所以宜选择细直径的变形钢筋,以增大钢筋和混凝土接触的面积,提高钢筋和混凝土的粘结强度。构造方面:现浇楼板转角部位应该设放射性钢筋,且长度宜大于1.5m;连续板的中跨支座处负弯矩钢筋应接通,不宜在支座处断开;平面形状不规则的楼板在设计算配、设置构造钢筋时候应引起重视。
(3)混凝土强度。现浇楼板的混凝土强度等级不宜高于C30。
(4)安装设计。在各专业安装设计中,如电线管道的敷设应避免交叉,若不能避免,则应该采用线盒转接的形式;若现浇楼板的线盒上部未配置钢筋,应在线盒上部铺设钢筋网片;现浇板内埋设设备暗管时,管外径不得大于板厚的1/3,并使管壁至板上下边净距不小于25mm。
3.2 材料方面。
(1)原材料中严禁使用细砂、特细砂、海砂等;严格控制砂、碎石的含泥率。
(2)配合比设计要求。根据实践证明,每m3混凝土中粗骨料不宜小于1000Kg;每m3混凝土水泥用量不宜小于250Kg;每m3混凝土水泥用量宜小于170Kg。
(3)混凝土掺合料和外掺剂。通过配合比实验确定其用量,一般粉煤灰掺量不宜大于水泥用量的15%;矿粉掺量不宜大于水泥用量的20%;外掺剂的用量不宜大于水泥用量的5%。
(4)坍落度的要求。应控制混凝土的最大坍落度,在多层或小高屋建筑中不宜大于150mm,在高层建筑中不宜大于180mm。
(5)搅拌站方面,保证按设计的坍落度投料生产,到现场发现离析现象要进行二次搅拌。
3.3 施工方面。
(1)现浇楼板应按规范设置伸缩缝,间距可取12~15mm之间或按建筑物的纵向长度,设在楼板支座处,缝宽为10mm,中间加软件材料,楼板钢筋不剪断。
(2)钢筋绑扎时保证间距均匀,保证负筋位置不变,浇锳混凝土时设置马道,不踩负筋。
(3)浇捣混凝土时应加强施工控制,不得使钢筋产生位移、挑板、挑梁处的负筋应该设置铁马凳。采用平板振捣器,两次抹压交活,第2次抹压在终凝前完成。
(4)线管预埋的措施。在预埋线管加钢丝网,预埋管昼顺着受力钢筋的方向布置。
(5)工期安排。建设单位应该采用合理的工期要求工程进度,施工单位在保证混凝土强度的前提下方可考虑工期,并应该制定可行模板及支架拆除顺序的施工方案。模板的配置应该事先考虑天气气温等因素。
(6)施工保护措施。在混凝土强度达到1.2N/mm2前,不得在楼板上踩踏或支模及堆放材料;实践证明需在混凝土浇筑完成18h后,方可进行下一道工序。
(7)混凝土养护。采用覆盖加浇水的方法养护,覆盖并浇水是强制性规范的要求,目前我们多数采取自然养护,不覆盖,养护期内保证混凝土始终处于湿润状态;按照施工规范要求,一般混凝土的养护时间不少于7d,对后浇带处的混凝土的养护时间不少于30d。
(8)拆模安排。混凝土强度未达到1.2Mpa不得上人,不得过早拆除模板或采用早拆体系。严格控制浇楼板底模及其支撑架的拆除时间,混凝土浇筑时应留置同条件自然养护试件,在拆模前应该查试件强度,符合要求后方能拆模;后浇带模板的拆除应该按照施工技术方案。
现浇楼板容易出现的裂缝,在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生,使结构尽可能不出现裂缝,或者避免有害裂缝的出现,这样才能够较好的保证工程质量。因此需要科学合理地考虑各方面客观因素,需要各方的共同重视,应用新技术、新工艺、新材料来达到防治裂缝的目的。
参考文献
[1] 钢筋混的裂缝控制措施.建筑技术.2001版
[文章编号]1006-7619(2010)05-29-476
[作者简介] 朱三忠,男,工程师,毕业于武汉大学土木工程。