現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫分析與防治

現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫分析與防治

      隨著土木工程施工技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)上使用的預(yù)應(yīng)力空心板樓面已讓位于現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面。現(xiàn)澆樓面解決了預(yù)應(yīng)力空心板拼縫縱向的質(zhì)量裂縫，加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的抗震性能。但現(xiàn)澆樓板出現(xiàn)裂縫的情況較多，已成為居民住宅質(zhì)量投訴的常見(jiàn)問(wèn)題，也是長(zhǎng)期困擾建筑施工企業(yè)的一個(gè)難題。筆者根據(jù)多年來(lái)的施工經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)就鋼筋混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因及防治方法做一淺析。
      1  裂縫的基本現(xiàn)狀
      1．1  在一字形布置的多層、小高層住宅的較高層樓面中，尤其房屋角部有大房間時(shí)，邊跨板面常出現(xiàn)順板外沿裂縫，房屋角部樓面常出現(xiàn)呈等腰三角形45°斜裂縫。
      1．2  在與施工井架或施工塔吊位置相接的樓板中，板面裂縫沿樓板支座邊0.3m范圍內(nèi)平行于支座展開(kāi)，甚至有些樓板四周均出現(xiàn)連續(xù)的裂縫。
      1．3  在鋼筋混凝土樓板內(nèi)有預(yù)埋管的部位，通常沿管線走向出現(xiàn)表面裂縫，局部出現(xiàn)呈發(fā)散狀或龜裂狀的不規(guī)則裂縫。
      2  裂縫的成因分析
      現(xiàn)澆樓板產(chǎn)生裂縫的原因是多方面因素共同作用的結(jié)果。總的來(lái)說(shuō)可以從混凝土材料性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工條件三方面來(lái)歸類分析。
      2．1  混凝土的材料性能
      混凝土裂縫生成的直接原因是約束而產(chǎn)生的拉應(yīng)力超出了混凝土所能承受的抗拉極限。這其中有兩個(gè)關(guān)鍵因素。
      2．1．1混凝土的強(qiáng)度
      混凝土強(qiáng)度主要取決于水泥石強(qiáng)度及其與骨料表面的粘結(jié)強(qiáng)度，而這又與水泥標(biāo)號(hào)、水灰比及其骨料性質(zhì)有密切關(guān)系。
      2．1．2  混凝土的變形 
      混凝土的變形主要有收縮變形和溫度變形。鋼筋混凝土樓板與其支撐系統(tǒng)(梁、柱、墻)共處于同一個(gè)大氣環(huán)境中，當(dāng)環(huán)境溫度和濕度變化時(shí)，混凝土構(gòu)件相應(yīng)都會(huì)產(chǎn)生收縮變形和溫度變形。由于體型上的差異，板的體積與表面積比值小于其支撐系統(tǒng)的體積與表面積比值，在水平方向上板的變形一般大于其支撐系統(tǒng)，使板內(nèi)出現(xiàn)拉應(yīng)力。尤其目前，現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板的混凝土普遍采用泵送混凝土，其水泥用量、水灰比、坍落度都比較大，石子半徑又比較小，混凝土的收縮值比過(guò)去現(xiàn)場(chǎng)拌制的要大，混凝土的變形及其產(chǎn)生的拉應(yīng)力也會(huì)更大。
      2．2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面
      為適應(yīng)抗震要求，一般建筑大多采用框剪結(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)剛度頗大，使用堅(jiān)固耐久、安全可靠。但在樓板配筋及管線設(shè)計(jì)中，往往存在以下問(wèn)題：
      2．2．1  設(shè)計(jì)中對(duì)多跨連續(xù)板邊跨的板邊往往簡(jiǎn)化處理為簡(jiǎn)支，由此而產(chǎn)生的誤差在構(gòu)造上予以配置構(gòu)造鋼筋補(bǔ)強(qiáng)，但所配置的構(gòu)造鋼筋有的往往存在直徑過(guò)細(xì)，間距過(guò)大。
      2．2．2樓板配筋設(shè)計(jì)中，僅在樓板軸線承重梁處配置了負(fù)彎筋，這些鋼筋在樓板撓度應(yīng)變產(chǎn)生負(fù)彎矩時(shí)起抗力作用，剛性較大；而在樓板中間的配筋設(shè)計(jì)僅計(jì)算支撐平板的正壓力負(fù)荷，數(shù)量較少，所以就顯得相對(duì)薄弱，容易出現(xiàn)裂縫。
      2．2．3  對(duì)樓板來(lái)說(shuō)，約束最大的位置在四個(gè)轉(zhuǎn)角處，因?yàn)檗D(zhuǎn)角處梁或墻的剛度最大，它對(duì)樓板形成的約束也最大，同時(shí)沿外墻轉(zhuǎn)角處因受外界氣溫影響，也是樓板收縮變形最大的部位；一般來(lái)說(shuō)，板內(nèi)配筋都按平行于板的兩條相鄰邊設(shè)置，使得轉(zhuǎn)角處夾角平分線方向的抗拉能力最薄弱，沿外墻轉(zhuǎn)角處的樓板容易出現(xiàn)45°斜向放射狀裂縫。
      2．2．4樓板內(nèi)設(shè)計(jì)的水電管線有不少采用PVC塑料管，PVC塑料管與混凝土的線膨脹系數(shù)不一致，在未采取任何措施的情況下，很容易沿水電管線方向出現(xiàn)裂縫。
      2．3  施工操作方面
      2．3．1模板施工的影響
      模板支撐的剛度不夠、梁板支撐剛度差異或模板撓度過(guò)大，在荷載作用下變形沉陷產(chǎn)生裂縫；有些項(xiàng)目為趕工期，混凝土尚未達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度就過(guò)早地拆除底模和支撐，樓面荷載造成樓板超值撓曲而產(chǎn)生通長(zhǎng)裂縫。
      2．3．2  鋼筋成型質(zhì)量的影響
      鋼筋綁扎施工中，樓面支座上層鋼筋網(wǎng)的支撐馬凳高度不夠或設(shè)置間距過(guò)大，甚至不設(shè)；各工種交叉作業(yè)，施工人員眾多，行走頻繁，板的上層鋼筋受踩踏而彎曲、變形、下沉，使其不能有效發(fā)揮抵抗負(fù)彎矩的作用，板的實(shí)際有效高度減少，抵抗外荷載的能力降低而產(chǎn)生裂縫。
      2．3．3混凝土的振搗不當(dāng)
      混凝土施工中充分振搗可使骨料和水泥漿在模板中得到致密排列，有助于混凝土的密實(shí)性和抗裂性。但過(guò)分振搗會(huì)出現(xiàn)粗骨料下沉，樓面出現(xiàn)表面砂漿層，表面砂漿干縮，造成表面裂紋；若振搗不均勻，未振搗部位結(jié)成塊狀而出現(xiàn)開(kāi)裂。
      2．3．4施工安排不合理
      樓板混凝土澆筑完成后，混凝土強(qiáng)度未達(dá)到1．2mp。即進(jìn)行下道工序的施工。在混凝土初凝期，施工荷載對(duì)混凝土產(chǎn)生較大的震動(dòng)，尤其是重物沖撞，也容易使樓板產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。
      2．3．5混凝土養(yǎng)護(hù)不到位
      現(xiàn)澆樓板的施工一次澆筑面積較大，表面與空氣接觸面積也大，混凝土表面水分蒸發(fā)過(guò)快，導(dǎo)致水泥缺乏必要的水化水而產(chǎn)生急劇的體積收縮，混凝土強(qiáng)度不能抵抗所出現(xiàn)的應(yīng)力開(kāi)裂；養(yǎng)護(hù)時(shí)覆蓋保濕隔熱措施不當(dāng)，特別是夏、冬兩季晝夜溫差大，最易產(chǎn)生溫差裂縫。
      3  裂縫的預(yù)防措施
      裂縫的預(yù)控重點(diǎn)在設(shè)計(jì)，關(guān)鍵在施工，而對(duì)混凝土原材料的控制，也是預(yù)防混凝土產(chǎn)生裂縫的重要環(huán)節(jié)。
      3．1  原材料方面
      3．1．1  嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān) 
      混凝土使用的水泥質(zhì)量?jī)?yōu)劣、骨料級(jí)配及含泥量大小、外摻料用量多少都必須符合設(shè)計(jì)及國(guó)家有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。
      3．1．2嚴(yán)格控制混凝上配合比
      根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)、質(zhì)量檢驗(yàn)及混凝土和易性的要求確定配合比，嚴(yán)格控制水泥用量、砂率及水灰比，選擇級(jí)配良好的石子，以減少混凝土空隙率和收縮量，提高混凝土抗裂強(qiáng)度。
      3．1．3采用商品混凝土施工時(shí)，嚴(yán)禁在泵送過(guò)程中摻水
      因?yàn)橹型炯尤氲乃疄橛坞x狀態(tài)，在混凝土硬化過(guò)程中不參與水化反應(yīng)，而且會(huì)影響已設(shè)計(jì)好的混凝土配合比，降低了混凝土的抗折性。
      3．2  設(shè)計(jì)方面
      3．2．1  建議設(shè)計(jì)多跨連續(xù)板邊跨邊支座配筋時(shí)按固端考慮邊支點(diǎn)，對(duì)該跨跨中及內(nèi)支座配筋時(shí)，邊支座仍可按簡(jiǎn)支考慮，并適當(dāng)增大板邊的構(gòu)造配筋率。
      3．2．2現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板上部鋼筋大于10—12mm時(shí)，最好采用變形鋼筋或冷扎帶肋鋼筋，提高鋼筋混凝土板的極限抗拉能力。
      3．2．3外墻轉(zhuǎn)角處房間內(nèi)的現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板可通過(guò)適當(dāng)增加板厚、提高板的配筋率、有針對(duì)性地增配放射鋼筋等措施，以提高樓板含鋼率，增大鋼筋混凝土板的極限抗拉能力。提高部分外墻的保溫隔熱標(biāo)準(zhǔn)，使溫差對(duì)樓板變形帶來(lái)的影響減少到最低程度。
      3．2．4樓板內(nèi)水電管線走向最好平行于樓板受力方向，對(duì)鋼筋間有水電管線穿過(guò)部位，應(yīng)考慮用鋼筋加強(qiáng)，或在樓板中增設(shè)鋼絲網(wǎng)片，同時(shí)還應(yīng)保證保護(hù)層有足夠的厚度。
      3．3  施工操作方面
      3．3．1  設(shè)計(jì)樓板底模與支架時(shí)，應(yīng)充分考慮能夠滿足承受各種可能的施工荷載需要。合理掌握拆模時(shí)間，特別是樓板頂撐模板，達(dá)不到拆模強(qiáng)度，不準(zhǔn)隨意拆模。
      3．3．2嚴(yán)格按圖施工。施工中對(duì)鋼筋的排列綁扎和保護(hù)層尺寸控制必須符合施工圖紙及施工規(guī)范要求；并采取措施，嚴(yán)禁人為踐踏，尤其是容易產(chǎn)生裂縫的部位。
      3．3．3澆筑混凝土?xí)r必須保證樓板厚度，振搗必須密實(shí)，嚴(yán)禁過(guò)振和漏振；對(duì)混凝土表面的泌水，必須設(shè)法排除或吸干，嚴(yán)禁撒干水泥抹干或任由泌水溢面。
      3．3．4  現(xiàn)澆板上不要過(guò)早上人、堆料、施加荷載，必須做到在混凝土強(qiáng)度達(dá)到1．2Mpa以后，才允許在其上踩踏或安裝模板及支架。
      3．3．5  加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，在氣溫高或風(fēng)速大的條件下應(yīng)噴水養(yǎng)護(hù)，冬季施工應(yīng)覆蓋塑料薄膜和草簾蓄熱養(yǎng)護(hù)。
      4  裂縫的處理方法
      4．1  涂刷法
      對(duì)鋼筋混凝土樓板表面龜裂，可先將裂縫清理干凈，干燥后用環(huán)氧樹(shù)脂漿液灌縫或表面涂刷封閉。
      4．2  抹壓法
      對(duì)鋼筋混凝土樓板一般裂縫，應(yīng)先清洗板縫，而后用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿抹縫，壓平養(yǎng)護(hù)；當(dāng)裂縫較大時(shí)，應(yīng)沿裂縫鑿成八字形凹槽，沖洗干凈后用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿抹壓或用環(huán)氧膠泥嵌補(bǔ)。
      4．3  試驗(yàn)法
      鋼筋混凝土樓板裂縫面積較大時(shí)，應(yīng)對(duì)樓板進(jìn)行靜載試驗(yàn)，檢驗(yàn)其結(jié)構(gòu)安全性；必要時(shí)，可在樓板上增做一層細(xì)石混凝土鋼筋網(wǎng)片，以提高板的整體性。
      4．4  補(bǔ)強(qiáng)法
      鋼筋混凝土樓板出現(xiàn)通長(zhǎng)、貫通、寬度大于0．3mm的危險(xiǎn)結(jié)構(gòu)裂縫，應(yīng)邀請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)等有關(guān)專家進(jìn)行分析論證，制定方案，進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)。
      5  結(jié)束語(yǔ)
      現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫與由荷載引起的裂縫不同，它一般不影響結(jié)構(gòu)的承載力，但在實(shí)際施工中仍有必要對(duì)其進(jìn)行有效控制。只要能從設(shè)計(jì)開(kāi)始，嚴(yán)格控制裂縫產(chǎn)生的各個(gè)環(huán)節(jié)，就能大大減少混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的可能性。