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广东湛江 524000
摘要:本文主要针对建筑住宅楼板裂缝的原因及控制展开了探讨,结合了具体的工程实例,对裂缝的成因及防治作了系统全面的分析,并提出了一系列相应的补救措施,以期能为控制楼板裂缝的问题而提供有益的参考借鉴。
关键词:楼板裂缝;原因分析;防治;补救
0 引言
建筑物中的楼板裂缝一直是影响建筑物使用功能的一个重要方面,并且还是建筑施工中的质量通病之一。因此,为了保障建筑住宅的质量和安全免受楼板裂缝的影响,就需要施工人员科学合理地对楼板裂缝的原因进行分析,采取有效的措施做好防治,并对已出现裂缝的建筑楼板及时补救,以减少楼板裂缝的出现。
1 工程概况
某公寓楼建筑占地面积2896m2,建筑面积6712m2,地上6层,建筑檐口距地面高度23.50m。该工程建筑结构形式为钢筋混凝土框架剪力墙结构,地基基础采用PHC管桩,建筑结构的类别为一类,抗震设防烈度为8度。混凝土强度等级C30,钢筋使用HPB235,HRB400,受力钢筋为Φ8@150mm,双层双向,分布钢筋为Φ8@200mm,楼板厚度为120mm。板中预埋管的混凝土保护层厚度30mm,其余位置保护层厚度为15mm。
在2层楼面拆模后,有些楼面有纵横向裂缝的现象出现。板上注水,沿裂缝处全部渗漏,为通透性裂缝。
在房间的中部,平行于横墙方向出现楼板裂缝,在裂缝处凿开混凝土,发现多根电线管集结于此,使混凝土截面削弱。
2 裂缝的成因分析与防治措施
2.1 设计方面
本工程楼板受力钢筋采用三级钢筋,分布钢筋采用一级钢筋。这样虽然加强了楼板的强度,但同时也减小了钢筋直径,缩小了楼板的配筋率,因而配筋量可能达不到要求。而房屋的四周阳角由于受到纵、横两个方向圈梁或刚度相对较大的楼面梁约束,限制了楼面板混凝土的自由变形,因此在温差和混凝土收缩变化时,板面在配筋薄弱处(即在跨中1/3范围内)首先开裂,产生纵横向裂缝。
2.2 施工方面
2.2.1 混凝土性能
目前,建筑结构已普遍采用预拌混凝土进行浇筑。为满足流动性好的泵送要求,混凝土水灰比相对较大,坍落度也比较大。当混凝土收缩凝固时,就会产生塑性收缩裂缝。而且受剧烈的市场竞争影响,各预拌混凝土厂商的混凝土性能不够稳定,有不少采用大粉煤灰掺量和低价位、低性能的混凝土外掺剂,以及细度模数低、含泥量较高的中细砂以降低价格和成本。因此,有关管理部门应切实加强对预拌混凝土厂商的管理,控制好原材料质量,选用高效优质混凝土外掺剂,改善和减小混凝土的收缩值,建立健全监控体系,从根本上改善和提高预拌混凝土的质量和性能。施工单位在订购预拌混凝土时,应根据工程的不同部位,对混凝土品质提出明确要求,不能单纯的追求低价格、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。同时在施工现场应逐车进行检查,严格控制好预拌混凝土的坍落度,保证混凝土原材料的质量。
2.2.2 材料吊卸的影响与防治
目前在主体结构的施工过程中,普遍存在着质量与进度之间的矛盾。一般楼层施工速度平均为6~7d一层,有时甚至2~3d一层。有的楼板混凝土浇筑完毕的24h以内,就忙着吊装钢筋,进行大规模的钢筋及模板作业。由于大开间楼板混凝土总收缩值较大,收缩应力往往在约束力薄弱处(即在跨中1/3范围内)集中释放,在强度不足的情况下受材料吊卸沖击更容易引起不规则的裂缝,并且这些裂缝一旦形成就难以闭合,形成永久性裂缝。这种情况在高层住宅结构主体快速施工时较常见。
对这类裂缝的防治措施有:
(a)主体结构的施工速度不能过快,必须获得保证混凝土浇筑完后的必要养护(一般不宜≤24h)。主体结构施工阶段的楼层施工速度宜控制在5~6d一层为宜,以确保混凝土获得最起码的养护时间。
(b)合理安排施工进度计划,在楼板混凝土浇筑完毕的24h之内,只限于做定位、放线、测量等准备工作,不允许吊卸大宗材料,避免冲击、振动。24h之后,可少量的分批吊装钢筋进行绑扎,做到轻卸、轻放、轻取,减小冲击振动力。第3天才可开始吊卸钢管等大宗材料以及从事楼板和梁柱的模板支模施工。
(c)在模板安装时,吊运上来的材料不得集中堆放,应分散放置,以减少楼面静载和振动。
(d)对大开间部位的材料吊卸堆放区域(一般约40m2左右)的模板支撑在搭设前,就应预先采用加密立杆(立杆的纵、横向间距均不宜大于800mm)和格栅等措施,以增加模板支撑刚度及抗冲击振动能力,并应在该区域的新浇筑混凝土表面上铺设旧模板加以保护,使上部应力及时扩散,防止裂缝的发生。
2.2.3 预埋管线的影响与防治
在预埋线管、特别是多根线管的集散处的混凝土截面积减少,使楼板相对薄弱。当现浇混凝土产生收缩变形时,板内部的收缩应力超过混凝土的抗拉强度,这些薄弱部位就会首先被拉裂。现在住宅中,随着用户用电容量的扩大,预埋线管的直径也愈来愈大,这样在开间宽度较大,且线管的敷设走向又垂直于混凝土的受拉方向时,很容易产生楼面裂缝。
因此,线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越,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浇筑顺利和振捣密实。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,建议增设的抗裂短钢筋采用Φ6mm~Φ8mm,间距125mm~150mm,两端的锚固长度应≥300mm。
2.2.4 混凝土浇筑后的保护及养护措施
楼面钢筋的抗拉受力起着抵抗外荷载所产生的弯矩、防止混凝土收缩变形和温度应变的作用,而这些作用均需钢筋处在上下有合理的保护层的前提下才能确保有效。
楼板下层的钢筋网主要是靠混凝土垫块及模板的依托来确保保护层控制。由于楼板上层钢筋一般较细,在各工种交叉作业及浇筑时,容易因施工人员踩踏等因素造成弯曲、变形、下坠。在上下层之间设置小撑马(马蹬)是解决该问题的主要方法。但在实际施工中钢筋小撑马设置间距过大,甚至不设(仅依靠楼面梁上部钢筋搁置和分离式配筋的拐脚支撑)。施工时应要求:下层钢筋必须设置混凝土垫块,且保证纵横向间距≤1m,梅花形放置;双层钢筋之间必须设置小撑马(马镫),其纵横向间距≤700mm,特别是对于Φ8mm一类的细小钢筋,小撑马的间距应≤600mm,才能保证现浇楼板的质量。
2.3 温度裂缝
温度裂缝区别其他裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。
控制混凝土浇筑后养护期的温差是控制温度裂缝的关键。建议养护时可用塑料薄膜之类的保温或蒸汽养护。当夏季浇筑在大体积混凝土时,可在混凝土内部通管道,管道内通冷水进行循环冷却。
3 补救措施
处理裂缝首先要鉴定裂缝的类型,然后再选择相应的补救措施。
3.1 鉴定裂缝
3.1.1 判定有害裂缝与无害裂缝
判断裂缝有害还是无害,首先视它是否有害结构安全和耐久性,其次是否影响使用功能(如防水,防潮)。例如地下和水工工程,小于0.1~0.2mm裂缝可视为无害裂缝,作简单表面封闭即可,再作柔性防水层就更保险了。楼面裂缝0.3~0.4mm,对结构是安全的,亦可视为无害裂缝,可不作处理。对于受力的梁、柱,涉及结构安全,裂缝要妥当处理。
3.1.2 检测混凝土强度
对典型的楼板强度采取回弹法进行检测,并钻取混凝土芯样对回弹结果进行修正,得到混凝土抗压强度。混凝土抗压强度回弹法检测结果见表1。
检测结果表明,所抽检楼板的凝土强度为30.7~33.6MPa,均达到混凝土设计强度等级C30的要求。
表1 混凝土强度检测结果
3.1.3 构件配筋检测
采用磁感仪检测板中受力钢筋配筋情况,检测表明钢筋间距、保护层厚度是否符合设计要求。
3.2 处理方法
混凝土结构出现裂缝,应区别不同情况分别对待,应根据裂缝的性质、所处的环境、使用要求,对裂缝进行综合分析处理。
3.2.1 表面封闭法
表面封闭法适用于裂缝宽度小于0.3mm的不活动浅裂缝,主要是提高结构的防水性和耐久性。这种方法即在裂缝表面涂抹环氧水泥砂浆、环氧胶泥等或者在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料。因此此方法的特点是填充材料无法深入裂缝内部,仅仅是对裂缝表面进行封闭处理。
摘要:本文主要针对建筑住宅楼板裂缝的原因及控制展开了探讨,结合了具体的工程实例,对裂缝的成因及防治作了系统全面的分析,并提出了一系列相应的补救措施,以期能为控制楼板裂缝的问题而提供有益的参考借鉴。
关键词:楼板裂缝;原因分析;防治;补救
0 引言
建筑物中的楼板裂缝一直是影响建筑物使用功能的一个重要方面,并且还是建筑施工中的质量通病之一。因此,为了保障建筑住宅的质量和安全免受楼板裂缝的影响,就需要施工人员科学合理地对楼板裂缝的原因进行分析,采取有效的措施做好防治,并对已出现裂缝的建筑楼板及时补救,以减少楼板裂缝的出现。
1 工程概况
某公寓楼建筑占地面积2896m2,建筑面积6712m2,地上6层,建筑檐口距地面高度23.50m。该工程建筑结构形式为钢筋混凝土框架剪力墙结构,地基基础采用PHC管桩,建筑结构的类别为一类,抗震设防烈度为8度。混凝土强度等级C30,钢筋使用HPB235,HRB400,受力钢筋为Φ8@150mm,双层双向,分布钢筋为Φ8@200mm,楼板厚度为120mm。板中预埋管的混凝土保护层厚度30mm,其余位置保护层厚度为15mm。
在2层楼面拆模后,有些楼面有纵横向裂缝的现象出现。板上注水,沿裂缝处全部渗漏,为通透性裂缝。
在房间的中部,平行于横墙方向出现楼板裂缝,在裂缝处凿开混凝土,发现多根电线管集结于此,使混凝土截面削弱。
2 裂缝的成因分析与防治措施
2.1 设计方面
本工程楼板受力钢筋采用三级钢筋,分布钢筋采用一级钢筋。这样虽然加强了楼板的强度,但同时也减小了钢筋直径,缩小了楼板的配筋率,因而配筋量可能达不到要求。而房屋的四周阳角由于受到纵、横两个方向圈梁或刚度相对较大的楼面梁约束,限制了楼面板混凝土的自由变形,因此在温差和混凝土收缩变化时,板面在配筋薄弱处(即在跨中1/3范围内)首先开裂,产生纵横向裂缝。
2.2 施工方面
2.2.1 混凝土性能
目前,建筑结构已普遍采用预拌混凝土进行浇筑。为满足流动性好的泵送要求,混凝土水灰比相对较大,坍落度也比较大。当混凝土收缩凝固时,就会产生塑性收缩裂缝。而且受剧烈的市场竞争影响,各预拌混凝土厂商的混凝土性能不够稳定,有不少采用大粉煤灰掺量和低价位、低性能的混凝土外掺剂,以及细度模数低、含泥量较高的中细砂以降低价格和成本。因此,有关管理部门应切实加强对预拌混凝土厂商的管理,控制好原材料质量,选用高效优质混凝土外掺剂,改善和减小混凝土的收缩值,建立健全监控体系,从根本上改善和提高预拌混凝土的质量和性能。施工单位在订购预拌混凝土时,应根据工程的不同部位,对混凝土品质提出明确要求,不能单纯的追求低价格、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。同时在施工现场应逐车进行检查,严格控制好预拌混凝土的坍落度,保证混凝土原材料的质量。
2.2.2 材料吊卸的影响与防治
目前在主体结构的施工过程中,普遍存在着质量与进度之间的矛盾。一般楼层施工速度平均为6~7d一层,有时甚至2~3d一层。有的楼板混凝土浇筑完毕的24h以内,就忙着吊装钢筋,进行大规模的钢筋及模板作业。由于大开间楼板混凝土总收缩值较大,收缩应力往往在约束力薄弱处(即在跨中1/3范围内)集中释放,在强度不足的情况下受材料吊卸沖击更容易引起不规则的裂缝,并且这些裂缝一旦形成就难以闭合,形成永久性裂缝。这种情况在高层住宅结构主体快速施工时较常见。
对这类裂缝的防治措施有:
(a)主体结构的施工速度不能过快,必须获得保证混凝土浇筑完后的必要养护(一般不宜≤24h)。主体结构施工阶段的楼层施工速度宜控制在5~6d一层为宜,以确保混凝土获得最起码的养护时间。
(b)合理安排施工进度计划,在楼板混凝土浇筑完毕的24h之内,只限于做定位、放线、测量等准备工作,不允许吊卸大宗材料,避免冲击、振动。24h之后,可少量的分批吊装钢筋进行绑扎,做到轻卸、轻放、轻取,减小冲击振动力。第3天才可开始吊卸钢管等大宗材料以及从事楼板和梁柱的模板支模施工。
(c)在模板安装时,吊运上来的材料不得集中堆放,应分散放置,以减少楼面静载和振动。
(d)对大开间部位的材料吊卸堆放区域(一般约40m2左右)的模板支撑在搭设前,就应预先采用加密立杆(立杆的纵、横向间距均不宜大于800mm)和格栅等措施,以增加模板支撑刚度及抗冲击振动能力,并应在该区域的新浇筑混凝土表面上铺设旧模板加以保护,使上部应力及时扩散,防止裂缝的发生。
2.2.3 预埋管线的影响与防治
在预埋线管、特别是多根线管的集散处的混凝土截面积减少,使楼板相对薄弱。当现浇混凝土产生收缩变形时,板内部的收缩应力超过混凝土的抗拉强度,这些薄弱部位就会首先被拉裂。现在住宅中,随着用户用电容量的扩大,预埋线管的直径也愈来愈大,这样在开间宽度较大,且线管的敷设走向又垂直于混凝土的受拉方向时,很容易产生楼面裂缝。
因此,线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越,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浇筑顺利和振捣密实。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,建议增设的抗裂短钢筋采用Φ6mm~Φ8mm,间距125mm~150mm,两端的锚固长度应≥300mm。
2.2.4 混凝土浇筑后的保护及养护措施
楼面钢筋的抗拉受力起着抵抗外荷载所产生的弯矩、防止混凝土收缩变形和温度应变的作用,而这些作用均需钢筋处在上下有合理的保护层的前提下才能确保有效。
楼板下层的钢筋网主要是靠混凝土垫块及模板的依托来确保保护层控制。由于楼板上层钢筋一般较细,在各工种交叉作业及浇筑时,容易因施工人员踩踏等因素造成弯曲、变形、下坠。在上下层之间设置小撑马(马蹬)是解决该问题的主要方法。但在实际施工中钢筋小撑马设置间距过大,甚至不设(仅依靠楼面梁上部钢筋搁置和分离式配筋的拐脚支撑)。施工时应要求:下层钢筋必须设置混凝土垫块,且保证纵横向间距≤1m,梅花形放置;双层钢筋之间必须设置小撑马(马镫),其纵横向间距≤700mm,特别是对于Φ8mm一类的细小钢筋,小撑马的间距应≤600mm,才能保证现浇楼板的质量。
2.3 温度裂缝
温度裂缝区别其他裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。
控制混凝土浇筑后养护期的温差是控制温度裂缝的关键。建议养护时可用塑料薄膜之类的保温或蒸汽养护。当夏季浇筑在大体积混凝土时,可在混凝土内部通管道,管道内通冷水进行循环冷却。
3 补救措施
处理裂缝首先要鉴定裂缝的类型,然后再选择相应的补救措施。
3.1 鉴定裂缝
3.1.1 判定有害裂缝与无害裂缝
判断裂缝有害还是无害,首先视它是否有害结构安全和耐久性,其次是否影响使用功能(如防水,防潮)。例如地下和水工工程,小于0.1~0.2mm裂缝可视为无害裂缝,作简单表面封闭即可,再作柔性防水层就更保险了。楼面裂缝0.3~0.4mm,对结构是安全的,亦可视为无害裂缝,可不作处理。对于受力的梁、柱,涉及结构安全,裂缝要妥当处理。
3.1.2 检测混凝土强度
对典型的楼板强度采取回弹法进行检测,并钻取混凝土芯样对回弹结果进行修正,得到混凝土抗压强度。混凝土抗压强度回弹法检测结果见表1。
检测结果表明,所抽检楼板的凝土强度为30.7~33.6MPa,均达到混凝土设计强度等级C30的要求。
表1 混凝土强度检测结果
3.1.3 构件配筋检测
采用磁感仪检测板中受力钢筋配筋情况,检测表明钢筋间距、保护层厚度是否符合设计要求。
3.2 处理方法
混凝土结构出现裂缝,应区别不同情况分别对待,应根据裂缝的性质、所处的环境、使用要求,对裂缝进行综合分析处理。
3.2.1 表面封闭法
表面封闭法适用于裂缝宽度小于0.3mm的不活动浅裂缝,主要是提高结构的防水性和耐久性。这种方法即在裂缝表面涂抹环氧水泥砂浆、环氧胶泥等或者在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料。因此此方法的特点是填充材料无法深入裂缝内部,仅仅是对裂缝表面进行封闭处理。