现浇混凝土楼板裂缝探析与防治

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  唐山工程建设有限公司 河北唐山 063000
  摘要:针对现浇混凝土楼板裂缝产生的原因和存在的部位进行分析,探讨了现浇混凝土楼板裂缝的防治和一些处理方法。
  关键词:现浇楼板;裂缝原因;防治措施
  近年来,部分住宅楼交付使用后反映现浇混凝土楼板出现通长贯通裂缝现象。由于担心这些裂缝会破坏结构的整体性,影响建筑结构的使用安全,导致业主投诉较多,后期维修处理出现了不少麻烦。就此,笔者多次会同设计、监理、施工等部门进行实地勘查,在查阅施工图纸、技术资料,回顾工程施工过程并对个别部位的结构实体进行了专项检测的基础上,进行了综合研究分析,认为现浇楼板裂缝,多数系由于混凝土自身的干燥收缩、温度变化、施工工艺粗糙以及设计抗裂措施不足而引起的变形裂缝,主要影响使用功能和观感质量,但较大裂缝对结构的安全性和耐久性,也有一定的影响。
  现浇混凝土楼板裂缝大多表现在以下几个部位:
  1.部分现浇混凝土楼板裂缝是沿建筑物中部、房间的跨中部位,通过灯位附近沿开间、进深方向较长的裂缝,并偶见渗水痕迹。
  2.房间顶板负筋的端头处。
  3.边单元、顶层的房角部位出现450角裂缝。
  上述裂纹宽度一般约0.1~1.0mm。
  一、裂缝的原因分析
  1.引起裂缝的首要原因是混凝土自身的的干燥收缩。现浇混凝土在凝结硬化过程中,由于混凝土楼板的四周受到支座(周边剪力墙及梁)的约束,不能自由伸展,当混凝土水分蒸发产生塑性收缩及干缩,且收缩变形引起混凝土楼板的约束应力超过一定程度时,必然因承受拉力引起混凝土楼板的开裂。开裂的部位往往产生在应力相对集中的地方,大多数现浇混凝土楼板裂缝的部位产生在混凝土断面相对减小或板角处。再有,个别房屋交付后闲置,混凝土长期处于干燥环境中,加大了混凝土自身的干缩变形,使混凝土楼板在相对薄弱环节因受拉应力集中而引起裂缝。
  2.混凝土温度裂缝是指建筑物在施工阶段和交付期间经受着室内外及季节性高温差的影响,使现浇混凝土产生较大温度变形而产生裂缝。如果工程主体施工在夏季,现浇混凝土初凝后未及时浇水养护,混凝土在较高温度下失水收缩,水化热释放量较大,但又未及时得到水分补充,因而在硬化过程中,现浇混凝土楼板受到支座的约束,势必产生温度应力在混凝土断面突变处或板角处出现裂缝。再有室内外温差变化较大,冬季采暖室内温度、湿度急剧变化也会造成一定的裂缝。我们在调查中发现,尤其在边单元及顶层的现浇混凝土楼板裂缝居多。
  3.建筑结构体型突变或未设置必要的伸缩缝产生的裂缝。建设单位为了降低成本,提高土地的利用率,设计建筑物长度过长,未设置伸缩缝,当建筑物的自由伸缩达到应设置伸缩缝要求的间距时,就会引起裂缝的产生。再有,建筑物平面布置凹凸较多,这些转角部位应力集中形成薄弱部位,一旦受到混凝土收缩及温差变化,就极易产生现浇混凝土楼板裂缝。
  4.支座处负筋下沉产生裂缝。在施工过程中由于施工工艺采用不当,致使支座处负筋下陷,钢筋保护层过大,固定支座变成塑性铰支座,使混凝土楼板上部沿梁支座处产生裂缝。
  5.施工中在混凝土未达到规定强度,拆模过早或者在混凝土未达到终凝时间就施加荷载,直接造成混凝土楼板的弹性变形,在混凝土早期强度低或无强度时,因承受拉、压、弯等力的作用而产生混凝土的开裂或断裂,这种裂缝很容易导致上下贯通的混凝土楼板裂缝。
  综上所述,现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因较多,且形态各异,带有一定的普遍性,但主要是由于温差和混凝土干缩引起的收缩裂缝,实际上许多裂缝都是由混凝土收缩及温度变化综合引发的。上述裂缝一般不会危及整体结构安全,并非由于结构承载力不足和地基不均匀沉降而引起的裂纹。
  二、裂缝的防治
  上述裂缝虽然不会对工程质量造成大的损害,属非结构受力因素所引起的现浇混凝土楼板裂缝,但混凝土楼板裂缝既影响美观,又容易使业主产生心理上的不安,而且裂缝会影响混凝土的抗渗效果造成水分侵蚀钢筋,降低建筑物的耐久性。特别严重者可能要改变钢筋混凝土楼板的受力性能,有可能造成重大质量安全事故,因此在施工过程中必须对其进行有效控制,特别是避免有害裂缝的产生。针对上述裂缝产生的原因,笔者提出一些防治措施。
  1.设计措施
  1.1建筑平面宜规则,对于楼板平面的洞口、转角等易开裂的部位应增加配筋,沿混凝土楼板的洞边、凹角部位应加配防裂构造钢筋或暗梁,并采取可靠的锚固措施。在温度、收缩应力较大的现浇混凝土楼板区域,应在板的表面双向配置防裂构造钢筋,配筋率均不应小于0.10%,间距不应大于250㎜,且直径不宜小于6㎜。防裂构造钢筋可利用原有钢筋贯通布置,也可另行设置钢筋并与原有钢筋按受拉钢筋的要求搭接或在周边构件中锚固。
  1.2现浇混凝土结构建筑长度大于45米,或者平面布局存在高低错层、凹凸较多的建筑物,应按照设计规范设置变形缝,或者在现浇混凝土楼板中间结构受力影响较小的部位设置后浇带或膨胀加强带。
  1.3现浇混凝土楼板的厚度,单向板不宜小于跨度的1/30,双向板不宜小于短边跨度的1/35,现浇楼板最小厚度不应小于100㎜。相邻房间现浇混凝土楼板厚度比不应超过1.5:1。
  1.4连续的现浇混凝土外挑檐或外挑构件,必须每12米左右设缝断开(缝宽20㎜),缝内用苯板填塞,装修时用建筑密封膏封闭处理。如图1.4-1
  图1.4- 1
  1.5现浇混凝土楼板配筋设计宜采用热轧带肋钢筋,钢筋直径和间距宜按小和密的方式布置,但钢筋最小间距不应小于70㎜。外墙转角处应设置放射形钢筋,钢筋的数量、规格不应少于7Φ10,长度应大于板跨的1/3。楼板厚度H≤150㎜时,钢筋间距不宜大于150㎜,当采用HRB400、HRB500钢筋时,钢筋间距不应大于200㎜;板厚H>150㎜时,钢筋间距不应大于1.5h,且不应大于250㎜,并应设置抗温度裂缝的构造钢筋。   1.6现浇混凝土楼板强度等级不宜大于C30,当大于C30时,应采取抗裂措施。楼板与梁交接部位,设计文件应注明楼板端部钢筋锚固长度。如图1.6-2
  图1.6- 2
  1.7同一阳台应采用相同的悬挑结构。当采用悬挑板结构时,悬挑长度不应大于1.5米,受力钢筋直径不宜小于12㎜,板厚不小于悬挑长度的1/10,且受力钢筋在板内的平衡长度不宜小于悬挑长度的1.2倍。
  2.模板工程
  2.1必须进行模板设计和刚度验算,模板必须有足够的承载力、刚度和稳定性。当验算模板及其支架的刚度时,其最大变形值,对结构表面隐蔽的模板,不得超过模板构件计算跨度的1/400,对结构表面外露的模板,不得超过模板构件计算跨度的1/250,支架的压缩变形值或弹性挠度,不得超过相应的结构计算跨度的1/1000。
  2.2安装上层现浇混凝土楼板的模板及其支架时,上、下层支架的立柱应对准,并铺设垫板。
  2.3模板支撑体系的拆除时间,必须同时满足以下两个条件:
  (1)必须隔层拆除;)
  (2)浇筑层楼板的混凝土强度必须达到75%以上,悬挑结构及跨度大于等于8米的现浇梁板的混凝土强度必须达到100%。
  2.4混凝土梁板后浇带的模板应独立设置,不得随本层其他跨模板一起拆除,并保证后浇带所在跨度内的模板和支撑体系不受扰动。待后浇带混凝土达到设计强度后方可拆除。
  2.5模板应选用钢支撑体系,并逐步推广工具式支撑体系。
  3.钢筋安装
  3.1钢筋安装应严格按图施工,保证钢筋位置、钢筋保护层厚度。水泥砂浆垫块强度不应低于M15,面积不应小于40X40㎜,间距1米左右,垫块上预留18#绑扎固定铅丝。不得采用碎石片等代替垫块使用,双层钢筋必须放置架铁。
  3.2按图纸要求埋设线管,线管应固定在板厚的中间位置,并应尽量避免线管交叉重叠,必须交叉时,应选用接线盒方式或在其上部增设钢筋网片(规格Φ4@40㎜),宽度不应小于300㎜。在多根线管的集散处宜采用放射形分布,尽量避免紧密平行排列,以确保线管底部的混凝土灌筑顺利和振捣密实。当线管数量众多,使集散口的混凝土楼板截面大量削弱时,宜按预留孔洞构造要求在四周增设上下各2Φ12的井字形抗裂构造钢筋。线管直径大于20㎜时应采用金属导管。
  3.3钢筋绑扎完毕后,必须做好隐蔽验收。为保持钢筋和预埋管的位置,必须安排专人看护。
  3.4现浇混凝土楼板设置的温度应力钢筋,应与原有支座负筋按受拉钢筋的要求进行搭接,或在周边构件中锚固。
  4.混凝土浇筑
  4.1商品混凝土运至现场后,应逐车严格控制好商品混凝土的坍落度检查,当产生塌落度损失影响泵送时,严禁加水,应有厂家采用高效减水剂调整,但掺加量应事先由试验确定,并经商品混凝土搅拌站技术负责人同意后使用。
  4.2浇筑楼板混凝土时,用2米刮杠及时找平,在混凝土收水前,用木抹子搓压两遍后,随时覆盖好塑料薄膜。具备机械赶压条件时,提倡使用机械赶压。
  4.3加强现浇板的浇捣及养护。混凝土浇捣是保证混凝土密实的必要条件,混凝土养护是整个施工过程中必不可少的一个重要环节。混凝土浇筑完毕后12小时内,应对混凝土加以覆盖和浇水养护,一般养护时间不少于7天,加缓凝型外加剂的混凝土不少于14天,养护标准应以能保持混凝土完全处于湿润状态为准。特别是夏、冬两季,因昼夜温度相差较大,如养护不当很容易产生温差裂缝,为此,施工中应采用覆盖麻袋或草包进行一周左右的保湿养护。当混凝土表面不便浇水时,可使用塑料布覆盖或涂刷养护剂进行养护。
  4.4已浇筑的混凝土楼板,在24小时以内且强度达到5MPa以前,不得进入下道工序施工。继续施工后应严格控制施工荷载,并应分散布置,施工操作过程中应避免重物冲击楼板。
  4.5施工缝和后浇带的位置应按规范和设计留置,对新老混凝土的结合面,必须进行界面处理。
  4.6浇筑混凝土时,必须铺设施工人员操作通道,用长1米铁凳架起,任何情况下不得随意踩踏钢筋。泵送混凝土输送路径,必须设专用管道支架,不得扰动钢筋和模板。
  4.7在现浇混凝土楼板结构层上做下道工序施工以前以及住宅工程交付使用前、采用地面辐射供暖时在铺设施工前,必须对全楼现浇楼板进行一次洒水试验,观察楼板底面,发现裂缝妥善处理,把通病消灭在竣工验收之前。
  4.8对混凝土的浇筑,应有专人旁站监督。严禁润管砂浆直接铺到楼板上,落地混凝土不得二次搅拌后再使用,对冲洗管道后的混凝土不得使用。
  三、裂缝的处理方法
  即使采取预防控制措施,目前还无法在混凝土楼板施工中彻底杜绝裂缝,而且设计规范允许一定宽度的裂缝出现。一旦出现了裂缝,处理时应遵守以下原则:
  1.裂缝宽度在设计允许范围内时,可不作处理。裂缝宽度超过规范要求时,应先查清开裂原因,待其发展基本稳定后再处理。若影响结构安全的裂缝,应提请设计或建设主管部门进行鉴定后妥善处理。
  2.不影响结构安全的裂缝应结合使用情况,可按下述方法处理:
  2.1.对于一般混凝土楼板表面裂缝处理,应先将裂缝清洗干净,待干燥后用环氧浆液(或聚氨脂)灌缝使其表面涂抹封闭,可外抹聚合物防护砂浆并采用玻纤网作加劲层。
  2.2当混凝土楼板表面裂缝超出设计允许范围较大时,可采用开槽嵌缝法处理:
  (1)去掉找平层,在原有裂缝位置切割开槽,宽度25mm,深度15mm的“∨”形凹槽。
  (2)将凹槽内粉末及碎渣用高压气清理干净,且将凹槽上面两边用钢丝刷清理约50~100mm宽。
  (3)用二甲苯(干净棉丝或布条)擦涂凹槽及上表面。   (4)调制环氧胶泥(或聚合物砂浆)抹涂填满压挤密实后上面加贴无纺布一道,且必须保证粘结牢靠。
  (5)对处理部位进行保护,切忌遭受明火、水泡或动荡冲击。
  (6)48h后即为成品。
  2.3当现浇混凝土楼板出现贯通裂缝时,可采用化学灌浆法处理。采用专用压力设备,将化学浆液压入缝内,一般化学浆液为环氧树脂、聚氨脂等。
  3.当现浇混凝土楼板出现裂缝面积较大时,应对钢筋混凝土楼板进行静载试验,检验其结构的安全性。必要时可制作一层钢筋网片,以使板的裂缝处受力均匀,提高混凝土现浇板的整体性。
  4.对于贯通的危险结构裂缝,当现浇钢筋混凝土板面裂缝宽度大于3mm 时,采用结构胶粘扁钢加固现浇混凝土楼板板缝。做法是先将混凝土楼板裂缝的内部清理干净,用结构胶泥将板缝底部粘扁钢刮平封住,然后从板缝上部将结构胶高压灌入混凝土板裂缝内。
  四.结束语
  现浇混凝土楼板裂缝是一种常见的质量通病。目前,笔者采取了上述一系列技术措施,混凝土楼板出现裂缝情况已有较大好转,满足了业主们日益增高的质量要求。但要进一步消除混凝土楼板裂缝现象,仍需不断提高施工技术和积累经验,采用更为科学有效的措施控制混凝土楼板裂缝的出现。
  参考文献:
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  [2] 《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300-2001
  [3] 《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2010
  [4] 《高层建筑混凝土结构技术规范》JGJ3-2010
  [5] 《建筑工程质量通病防治措施》 中国建筑工业出版社
  [6] 《工程结构裂缝控制 》中国建筑工业出版社
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  另外,墙体砌筑过程还应遵循顺直、错缝、反砌的原则,且保证灰缝的饱满度介于0.8~1.2cm之间。填充墙体的砌筑应控制总体进度,须保证每个工人单天的砌筑高度不超过1.5m,而且为避免填充墙的受力,规范要求在梁底留40cm的空隙用于斜向留槎。二次结构砌筑的成功,不但能起到为整个建筑增光添彩的良好效果,而且还有助于节约建筑工程的建安成本。很多建筑都是清水墙直接交付。
  结束语
  总而言之,从材料、施工、组织管理等方面对二次结构的施工进行探讨分析有助于专业技术人员进一步掌握二次结构施工的技术要点,而且更能够从监督、检查、验收等方面层层做好二次结构的质量控制。
  参考文献:
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