论现浇钢筋混凝土楼板裂缝原因及防治措施

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   【摘 要】现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝是长期困扰建筑施工的一个难题,本文分析了现浇钢筋混凝土楼板产生裂缝的原因及重点防治措施。
   【关键词】现浇钢筋混凝土楼板裂缝;产生原因;重点防治措施
  
   现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝是十分普遍的现象,是工程常见的并且是目前较难克服的质量通病之一;也是长期困扰建筑施工的一个难题。其特点是:第一、具有广泛的普遍性。无论是砖混结构、框架结构还是剪力墙结构,由于近年来住宅结构施工周期缩短,劳务作业人员的技术素质不高,楼板结构裂缝成为多发性的质量问题。第二、危害性较大。楼板裂缝不仅对结构安全构成威胁,也降低了建筑物的使用寿命。往往引起投诉,产生纠纷,导致索赔。第三、处理难度大。一旦出现楼板裂缝,单纯从技术角度无法处理达到正常水平。因此,分析现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因并有针对性的做出重点防治措施具有极强的现实意义。
   1 产生的原因
   1.1 混凝土的收缩变形
   1.1.1 浇筑初期(终凝前)的凝缩变形
   混凝土凝缩变形产生的裂缝发生在混凝土结硬前最初几小时内,通常浇后24h即可观察到。这种裂缝有两类:一类是由于塑性混凝土下沉产生的裂缝,在梁、板中都有可能产生;另一类是塑性收缩裂缝,常出现在板中,裂缝逞不规则的鸡爪状或地图状。凝缩变形产生的裂缝多与混凝土的泌水现象有关。
   塑性收缩裂缝并不受混凝土中钢筋的影响,影响塑性收缩裂缝的主要因素是混凝土表面的干燥速度,当水分蒸发速度超过了泌水速度时,就会产生这种裂缝。塑性收缩裂缝的表面宽度有的可达1--2mm。这种裂缝在自由支承板的四角处则很少出现,因为角部的干缩不受约束;相反,如板的边缘受到约束(砖墙等),则将出现与板边呈450的一系列平行裂缝。
   1.1.2 硬化过程中的干缩和水化作用引起的自身收缩
   自身收缩与干缩一样,在浇筑后相当长时间约1--2a才会出现,它是由于水的迁移引起的。但它不是由于水向外蒸发散失,而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降,形成弯月面,产生所谓自干燥作用,使混凝土体的相对湿度降低和体积减少;水灰比的变化对干燥收缩和自身收缩的影响正相反,即当混凝土的水灰比降低时干燥收缩减少,而自身收缩增大。
   混凝土的粘弹性(徐变),部分应力释放,徐变产生的应力松弛后的残余应力是决定混凝土是否开裂的关键。
   1.2 材料的选用及使用
   1.2.1 当前水泥生产供应和使用上存在的问题
   (1)水泥市场上水泥品种上的混乱,大量打着普通硅酸盐水泥的水泥在混合材料的使用上存在诸多问题。水泥行业在价格上的恶性竞争,使得掺杂使假、违规生产盛行;造成劣质假冒水泥产品大量流入市场;
   (2)、近年水泥供不应求,出厂水泥质量难以保证;
   (3)用户对不同水泥的特性不了解,主要表现在任何工程、任何部位、任何施工气候条件千篇一律的使用普通硅酸盐水泥,无论对于确保工程质量还是降低造价都没有好处;
   (4)水泥采购上只求价格便宜没有重视产品质量和厂家的信誉。
   1.2.2 商品混凝土自身特点
   目前已普遍采用泵送商品砼进行浇筑,但受剧烈的市场竞争,导致各商品砼厂商以采用增大粉煤灰掺量,低价位、低性能的砼外掺剂,以及细度模数低、含泥量较高的中细砂作为降低价格和成本的主要竞争手段。混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感,水、水泥、外掺混合材料等计量偏差,将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量大的砂配制的混凝土收缩大,抗拉强度低,容易因塑性收缩而产生裂缝。泵送混凝土坍落度大,易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象,此时,混凝土脱水干缩时,就会产生表面裂缝。
   1.3 施工工艺及施工方法
   1.3.1 施工荷载过于集中
   在楼板混凝土刚刚失去塑性但强度还没有达到一定程度时,最容易受到损害,造成无法修复的缺陷,需要很好的保护。而现代施工节奏较快、工期紧,往往在混凝土刚刚终凝时即开始上层施工,大量的施工材料、机具、人员等施工荷载,特别是高层结构使用的钢制大模板,经常在楼板中间位置集中堆放,造成楼板中间部位出现大量不规则的微小裂缝。
   1.3.2 上人操作时间过早
   有时为了抢工期,施工人员往往在楼板混凝土强度尚未达到规范要求的1.2Mpa时 ,即开始在上面施工作业,这是楼板受到动荷载的作用,必然在混凝土内部产生微裂缝。
   1.3.3 模板与支撑有间隙
   近年来建筑楼板施工多采用竹胶板做模板,竹胶板铺设后因使用钉子与下面的木方支撑肋钉牢固,否则竹胶板与木方之间会产生空隙,当受到上部压力时,竹胶板会下陷变形。混凝土浇注过程中因荷载较小,有时模板不变形,当模板再承受施工活荷载时,就会产生变形,从而导致楼板混凝土裂缝。
   1.3.4 拆除墙角模板方法不当
   当上层墙体拆除角部钢模板时,施工人员往往图方便,将拆下的角模板直接推到砸在楼板上,巨大的冲击力经常导致楼板角部出现环状的密集微裂缝。
   1.3.5 板内埋管集中
   现代楼房工程设计中多采用将各类强电、弱电管线在楼板内暗敷的方式,经常出现楼板内电气埋管集中的现象,集中的塑性埋管占据了较大的楼板截面,形成局部薄弱带,在混凝土终凝前往往在塑性管弹性力作用下产生与管线走向一致的楼板裂缝。
   1.3.6 重物冲击
   在使用塔吊向新浇注的楼板上吊运钢筋、电焊机、料箱(斗)等重量较大的材料、物体时,经常由于指挥控制不当以及下部未垫方木等原因,物体下落速度较快,导致重物直接冲击楼板,产生楼板裂缝。
   1.4 结构设计方面
   1.4.1 设计中对多跨连续板边跨的板边往往简化处理为简支,由此而产生的误差在构造上予以配置构造钢筋补强,但所配置的构造钢筋有往往存在直径过细,间距过大。
   1.4.2 楼板配筋设计中,仅在楼板轴线承重梁处配置了负弯筋,这些钢筋在楼板挠度应变产生负弯矩时起抗力作用,刚性较大;而在楼板中间的配筋设计仅计算支撑平板的正压力负荷,数量较少,所以就显得相对薄弱,容易出现裂缝。
   1.4.3 楼板内设计的水电管线有不少采用pvc塑料管,pvc塑料管与混凝土的线膨胀系数不一致,在未采取任何措施的情况下,很容易沿水电管线方向出现裂缝。
   2 重点防治措施
   现浇钢筋混凝土楼板裂缝是工程常见的质量通病,因此,在材料的使用、施工的方法、设计三个方面要充分考虑到上述原因,有针对性的加以注意和解决,采用合理的技术措施,裂缝是可以得到控制和预防的。
   2.1 合理正确的选用材料
   2.1.1 针对目前水泥市场的品种混乱质量低下,用户方面包括建设、设计、施工单位从采购、管理、使用等方面制定出相应有效的制度和措施,从源头杜绝。
   2.1.2 目前已普遍采用泵送商品混凝土进行浇筑,但受剧烈的市场竞争,导致各商品混凝土厂商以采用大粉煤灰掺量,低价位、低性能的混凝土处掺剂,以及细度模数低、含泥量较高的中细砂作为降低价格和成本的主要竞争手段。因此建议有关部门牵头,尽快健全和统一对商品混凝土厂商的行业管理,并根据成本投入比例,相应和合理地提高商品砼的市场价格,促使商品砼厂商转变观念,控制好原材料质量,选用高效优质外掺剂,改善和减小混凝土的收缩值,建立好控制体系,是一项改善商品混凝土质量和性能的根本性工作。
   2.1.3 施工单位在订购商品混凝土时,应根据工程的不同部位和性质提出对混凝土品质的明确要求,不能片面压价和追求低价格、低成本而忽视了混凝土的品质,导致混凝土性能下降和收缩裂缝增多。同时现场应逐车严格控制好商品砼的坍落度检查,以保证混凝土熟料的半成品质量。
   2.2 施工中应采取的主要技术措施
   2.2.1 施工荷载及材料吊卸区域的楼面裂缝防治
   (1)主体结构的施工速度不能强求过快,楼层混凝土浇筑完后的必要养护(一般不宜≤24小时)必须获得保证。主体结构阶段的楼层施工速度宜控制在6-7天一层为宜,以确保楼面混凝土获得最起码的养护时间。
   (2)科学安排楼层施工作业计划,在楼层砼浇筑完毕的24小时以前,可限于做测量、定位、弹线等准备工作,最多只允许暗柱钢筋焊接工作,不允许吊卸大宗材料,避免冲击振动。24小时以后,可先分批安排吊运少量小批量的暗柱和剪力墙钢筋进行绑扎活动,做到轻卸、轻放,以控制和减小冲击振动力。第三天方可开始吊卸钢管等大宗材料以及从事楼层墙板和楼层的模板正常支模施工。
   (3)在模板安装时,吊运(或传递)上来的材料应做到尽量分散就位,不得过多地集中堆放,以减少楼面荷重和振动。
   2.2.2 预埋线管处的裂缝防治
   预埋线管,特别是多根线管的集散处是截面混凝土受到较多削弱,从而引起应力集中,容易导致裂缝发生的薄弱部位。对于较粗的管线或多根线管的集散处,应增设垂直于线管的短钢筋网加强。根据我公司的经验,建议增设的抗裂短钢筋采用φ6-φ8,间距≤150,两端的锚固长度应不小于300mm。
   线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越,交叉布线处可按技术导则三的第4条采用线盒,同时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。并且当线管数量众多,使集散口的混凝土截面大量削弱时,宜按予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
   2.2.3 重点加强楼面上层钢筋网的有效保护措施
   钢筋在楼面混凝土板中的抗拉受力,起着抵抗外荷载所产生的弯矩和防止混凝土收缩和温度裂缝发生的双重作用,而这一双重作用均需钢筋处在上下合理的保护层前提下才能确保有效。楼面上层钢筋网的有效保护,一直是施工中的一大较难问题。其原因为:板的上层钢筋一般较细较软,受到人员踩踏后就立即弯曲、变形、下坠;钢筋离楼层模板的高度较大,无法受到模板的依托保护;各工种交叉作业,造成施工人员众多、行走十分频繁,无处落脚后难免被大量踩踏;上层钢筋网的钢筋小撑马设置间距过大,甚至不设。
   对于以上原因,可以采取下列综合措施加以解决:
   (1)尽可能合理和科学地安排好各工种交叉作业时间,在板底钢筋绑扎后,线管予埋和模板封馕收头应及时穿插并争取全面完成,做到不留或少留尾巴,以有效减少版面钢筋绑扎后的作业人员数量。
   (2)在楼梯、通道等频繁和必须的通行处应搭设临时的简易通道,以供必要的施工人员通行。
   (3)加强教育和管理,使全体操作人员充分重视保护板面上层负筋的正确位置,必须行走时,应自觉沿钢筋小马撑支撑点通行,不得随意踩踏中间架空部位钢筋。
   (4)混凝土工在浇筑时对裂缝的易发生部位和负弯矩筋受力最大区域,应铺设临时性活动挑板,扩大接触面,分散应力,尽力避免上层钢筋受到重新踩踏变形。
   2.2.4 加强对楼面混凝土的养护
   混凝土的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要,特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水并大量减少砼初期伸缩裂缝发生。但实际施工中,由于抢赶工期和浇水将影响弹线及施工人员作业,因此楼面砼往往缺乏较充分和角足够的浇水养护延续时间。为此,施工中必须坚持覆盖麻袋或草包进行一周左右的妥善保湿养护,并建议采用喷HL等品种和养护液进行养护,达到降低成本和提高工效,并可避免或减少对施工的影响。
   2.3 结构设计中的重点加强部位
   现浇楼板裂缝发生的部位分析,最常见、最普遍和数量最多的是房屋四周阴角处(含平面形状突变的凹口房屋阳角处)的房间在离开阳角1米左右,即在楼板的分离式配筋的负弯矩筋以及角部放射筋未端或外侧发生45度左右的楼地面斜角裂缝,此通病在现浇楼板的任何一种类型的建筑中都普遍存在。其原因主要是砼的收缩特性和温度双重作用所引起的,并且愈靠近屋面处的楼层裂缝往往愈大。从设计角度看,现行设计规范侧重于按强度考虑,未充分按温差和混凝土收缩特性等多种因素作综合考虑,配筋量因而达不到要求。而房屋的四周阳角由于受到纵、横二个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束,限制了楼面板砼的自由变形,因此在温度和砼收缩变化时,板面在配筋薄弱处(即在分离式配筋的负弯矩筋和放射筋的未端结束处)首先开裂,产生45度左右的斜角裂缝。虽然楼地面斜角裂缝对结构安全使用没有影响,但在有水源等特殊情况下会发生渗漏缺陷,容易引起住户投诉,是裂缝防治的重点。根据上面的原因分析,我公司在近几年的图纸会审中,十分注意建议业主和设计单位对四周的阳角处楼面板配筋进行加强,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。多年来的实践充分证明,凡采纳或按上述设计的房屋,基本上不再发生45度斜角裂缝,已能较满意地解决好楼板裂缝中数量最多的主要矛盾,效果显著。
   对于外墙转角处放射形钢筋,我公司根据实践检验,认为作用较小。其原因是放射形钢筋的长度一般不大(约1.2米左右)当阳角的房间在不按双层钢筋加密加强而仍按分离式设置构造负弯矩短筋时,45度的斜面裂缝仍然会向内转移到放射的末端或外侧,而当采用了双层双向钢筋加密加强后,纵、横二个方向的钢筋网的合力已能很好地抵抗和防止45度斜角裂缝的发生和转移,并且放射钢筋往往只有上部一层,在绑扎时常搁置在纵横板面钢筋的上方,导致钢筋交叉重叠,将板面的负弯矩钢筋下压,减少了板面负弯矩钢筋的有效高度,同时浇筑时钢筋弯头(即拐角)容易翘起造成平仓困难,所以建议重点加强加密双层双向钢筋即可。
  
  
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