浅谈现浇板裂缝成因及预防措施

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  前言:全现浇楼钢筋混凝土楼屋面的裂缝,是目前较难克服的质量通病之一,特别是住宅工程楼屋面裂缝发生后,往往会引起投诉、纠纷以及索赔要求等。
  摘要:随着城市住宅建设步伐的迅速加快,不少住宅小区相继建成,许多住户陆续搬进新居,小业主对住房的质量要求越来越高,尤其对一些现浇钢筋混凝土楼板出现的裂缝情况非常关注,担心这些裂缝最终会引发不安全事故。楼板裂缝是一个比较普遍的质量通病,不仅影响观感,严重的裂缝也将破坏建筑物、构件的整体性,引起钢筋腐蚀,影响建筑物持久性。现浇楼板产生裂缝的因素很多,也相对复杂,一旦出现裂缝,处理起来有一定难度。除住宅工程外,工业厂房现浇板亦极易产生裂缝。本文对银河电子综合车间工程现浇板结构裂缝的产生原因进行综合分析,针对这些裂缝成因提出如何采取预防措施。
  关键词:混凝土现浇板;裂缝;分析;预防措施;处理方法
  一、工程实例
  银河电子综合车间工程,其结构形式为混凝土框架结构,建筑面积21184.6 平方米,层数为2层,局部三层,南北向(1-16轴)116米,东西向(A-N轴)90米,室外地面至檐口总高度13米,基础形式采用柱下独立基础,抗震设防烈度7度,结构抗震等级为三级,混凝土结构裂缝控制等级为三级。该工程平面布置,柱网间距9000*9000。1-3轴为办公区,4-16轴为车间作业区,沉降缝设置:3-4轴和11-12轴间;后浇带设置:办公区后浇带设置在D-E轴和K-I轴间;车间作业区后浇带设置纵向后浇带在7-8轴间,横向后浇带在C-D轴和J-K轴间。
  该工程在钢筋混凝土工程施工完成后,混凝土现浇板出现面积较大的裂缝,其具体呈现位置:办公区屋面(1-3单坡屋面),东西向A-N轴两端裂缝较多分布。车间作业区屋面(4-16轴双坡屋面),东西向A-N轴线两端裂缝较多分布。
  上述实例为典型的钢筋混凝土框架结构,其产生裂缝的主、客观因数较多,下面介绍产生裂缝的原因及预防措施等。
  二、钢筋混凝土现浇板裂缝原因的分析
  混凝土是一种由沙石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝。由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力,耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观及使用寿命。裂缝产生的原因很多,钢筋混凝土现浇板结构产生的原因主要有以下几方面:
  1、混凝土的收缩
  混凝土的收缩由干缩和塑性收缩。干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果;混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小,变形较小。较大的表面干缩变形受到混凝土内部的约束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝。现浇板中多沿其短向分布。塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽,两端细长不一,互不连贯状态。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压面使混凝土急剧收缩,而此时混凝土的强度无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。
  2、温度变形
  温度裂缝:混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,由于混凝土的体积大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错。现浇板长度尺寸较大的结构裂缝多平行于短边,深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行。
  3、施工的缺陷
  在工程建设中,钢筋混凝土现浇板出现裂缝有相当一部分是由于施工方面的原因造成的,这些原因包括以下几点:混凝土的强度达不到设计要求时,过早拆除模板;现浇板的厚度不够;钢筋的放置不到位,造成现浇板的绕度过大,从而引起它在受弯抗拉处产生裂缝;刚浇筑完的混凝土也会因模板支撑下沉,使现浇板绕度加大,拆模后也会出现裂缝。
  4、荷载的作用
  在工程建设中,也有少部分钢筋混凝土现浇板的裂缝是由于荷载作用方面的原因引起的。由于设计人员在进行现浇板的配筋计算过程中,通常只是根据其承载能力来确定配筋量,而往往忽略了对板在正常使用阶段由其承受的荷载而引起的绕度及裂缝宽度的验算,由此而引起裂缝的产生,这些裂缝有时也会超过规范的最大允许值,这也应当引起足够的重视。
  5、地基的不均匀沉降
  在工程建设中,钢筋混凝土现浇板的裂缝也有相当一部分是由于地基不均匀沉降的原因而造成的,对于占地面积较大的工业厂房建筑,要想保证它们沉降均匀是相当困难的,因此,在这种情况下也会由于基础的不均匀沉降,而引起现浇板的裂缝。
  综合上述,基本可以判定本工程实例,产生裂缝最主要的原因是地基的不均匀沉降引起的,柱网间距9000*9000,设计欠考虑;当然不排除会存在其它的因素。
  三、主要预防措施
  通过以上分析,工业厂房现浇板产生的裂缝很大一部分可以通过设计手段、施工手段来预防控制。
  1、建筑材料选用
  (1)水泥应选用水化热较低的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥。   (2)粗骨料:应用表面粗糙、质地坚硬的石料、级配良好、空隙率小、无碱性反应,有害物质及粘土含量不超过规定。
  (3)细骨料:宜用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较低的中砂。
  (4)外加剂:宜采用减水剂等外加剂,以改善混凝土性能,降低用水量,减少收缩。
  2、施工配料
  (1)混凝土配合比设计:应采用低水灰比、低用水量,以减少水泥用量。
  (2)禁止任意增加水泥用量。
  (3)配制混凝土时计量应准确,要严格控制水灰比和水泥用量,搅拌均匀,离析的混凝土必须重新拌匀后方可浇筑。
  (4)钢筋的配制应严格按施工图施工,钢筋品种、规格、数量的改变、代用,必须考虑对抗裂性能的影响。钢筋的位置要正确,保护层过大或过小都可能导致混凝土开裂。钢筋间距过大,易引起钢筋之间的混凝土开裂。
  3、模板工程
  (1)模板构造要合理,以防止模板割杆件间的变形不同导致混凝土现浇板裂缝。
  (2)模板和支撑要有足够的刚度,防止施工荷载作用下模板变形过大,造成混凝土裂缝。
  (3)合理掌握拆模时机,拆模时间过早应保证早龄期混凝土不损坏或不开裂。
  4、混凝土的浇筑
  (1)混凝土浇筑时应防止离析现象,振捣应均匀、适度。
  (2)加强混凝土的早期养护并适度延长养护时间,在气温高,湿度低或风速大的情况下,更应及早进行浇水养护,在浇水养护有困难时,或者不能保证其充分湿润时,可采用覆盖保湿材料等方法。
  5、设计构造
  (1)建筑平面选型时在满足使用功能要求的前提下,力求简单,平面复杂的建筑物,容易产生扭曲等附加应力而造成现浇板裂缝。
  (2)合理调整各部分承重结构的受力情况,使荷载均匀,尽量防止受力过于集中。
  (3)减少地基的不均匀沉降,在基础设计中可以采取调整基础的埋置深度,不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法,来调整地基的不均匀变形。
  (4)适当加强基础的刚度和强度。
  (5)正确地设置沉降缝,沉降缝位置和缝宽的选定应合适,构造要合理,可以和其构造缝合并设置。
  (6)限制伸缩缝间距,对体型复杂、地基不均匀沉降值大的建筑物更应严格控制,也可以和其他构造缝合并使用。
  6、施工技术
  (1)加强地基的检查与验收工作,基坑开挖后应及时通知勘察及设计单位到现场验收。对较复杂的地基,施工单位在基础开挖后应要求勘察单位补钻探。当探出不利的地质情况时,必须先对其加固处理,并经验收合格后,方可进行下一道工序施工。
  (2)开挖基槽时要注意不扰动其原状土结构。
  (3)合理安排施工顺序。
  综上所述,钢筋混凝土现浇板裂缝应针对成因,贯彻预防为主的原则。加强设计、施工及原材料使用等方面的管理,避免不必要的损失。
  四、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,可将板缝清洗后用1:2或1:l水泥砂浆袜缝,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,必要时可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,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。
  混凝土裂缝的修补措施主要有:表面修补法,灌浆、嵌逢封堵法,结构加固法,混凝土置换法。
  1、表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
  2、灌浆、嵌逢封堵法灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
  3、结构加固法当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下方法:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
  4、混凝土置换法混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
  结束语
  现浇钢筋混凝土楼板裂缝是工程常见的质量通病,大量工程实例实践说明,只有在设计和施工过程中针对各影响因素考虑全面、细致,严格遵守设计和施工规范,弄清楚裂缝的原因,再加以正确的处理措施,裂缝是可以得到控制和预防的。只有不断提高施工技术和不断积累经验,才能进行技术革新,采用科学的方法解决。
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