第一篇:现浇楼面裂缝的产生与处理
现浇楼面裂缝的产生与处理
现浇楼面混凝土的裂缝较为普遍,尽管在施工中采取了各种措施,但在工程施工中其仍然存在。混凝土裂缝问题是颇受关注的质量通病,分析混凝土裂缝的种类和原因,研究混凝土裂缝的控制措施对于提高工程质量、减少工程事故具有重要意义。
一、混凝土楼面产生裂缝的原因及常见的特征
1、温度和湿度的变化
一般楼面厚度相对比较小,表面积大,面水分容易流失,尤其是夏季施工会尤为突出。混凝土在浇筑好后45分钟左右开始初凝,一般在恒温恒湿的条件下混凝土从内到外凝固的速度是一样的,但在施工时会受到强烈的阳光照射,这样会使混凝土表面的温度升高,导致混凝土表面凝固速度加快;水分流失加速,使混凝土表面收缩加剧;造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,形成温度梯度,使混凝土表面产生一定的拉应力(实践证明当混凝土本身温度达到 25℃-26℃时混凝土内便会产生大致在 10 Mp a左右的拉应力),混凝土是一种脆性材料抗拉强度是抗压强度的1/10左右,当表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束将产生很大的拉应力,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。
由温度和湿度的原因产生的裂缝,是无规则的梁或墙上表面也会出现,当不采取措施时,裂缝会不但延伸,宽度增加,深度加大,如果裂缝在没有板面钢筋的地方会至班底,形成上下通缝,次类裂缝对结构安全影响非常大。
2、水灰比过大
实际施工中工人的违章操作或现场实际条件等因素很容易导致混凝土水灰比过大,水灰比过大后会导致混凝土的粘聚性和保水性下降,在混凝土浇注到楼面经过振捣后石子会沉到板底,板面20mm到30mm都是一层浮浆,严重的还会出现离析分层,在表面水分蒸发后就会出现裂缝。由次原因产生的裂缝有两种现象,一种是无规则想龟背纹路的如图1,一种是成线型通常有一条主裂缝,周边有小裂纹如图2。
3、由荷载产生的应力引起的裂缝 荷载变化引起的裂缝,包括施工和使用阶段的动载和静载所引起的,处于运动和不稳定扩展状态。施工阶段混凝土模板支撑系统稳定对是否会产生裂缝起决定作用,在施工时施工人员常常会进入一个误区,认为模板支撑在浇筑砼时没有变形,那么支撑系统就是稳定的,其实对于楼面来说砼的自重是比较小的,后续的施工荷载是很大的,比如混凝土凝固后楼面会堆积钢筋、钢管等材料,在这些荷载的作用下如果模板支撑系统不稳定,出现一点变形,那么楼面就会出现裂缝。在使用阶段由于过大的堆积荷载也会时楼面出现裂缝。由此产生的裂缝,第一批会出现在板底中部,然后逐渐沿450向板的死角扩展如图3。
4、楼板表面钢筋的保护层过小,导致混凝土表面出现裂缝,这类裂缝出现在板面随着钢筋的方向,长度也会同钢筋,深度一般在10mm以内。
5、其他因素
(1)原材料的选用与检验环节失控骨料含泥量过大;(2)现浇板中管线设置部位不合理出现的问题;(3)混凝土养护及拆模施工过程中出现的问题如养护部到位、过早拆模;(4)施工缝的位置不合理或未清理干净;(5)施工时没有严格控制板面标高导致板的厚度不够,这种现象多出现在板跨中。
二、混凝土裂缝的预防控制措施
1、收面和覆盖控制
控制好第二道面施工的时间,不要过早,二道面收完后及时用薄膜和粘毯覆盖,这样可以有效层水分流失,有足够的水与水泥进行水化反应,同时水的吸热和散热都比较缓慢这样可以在一定程度上起到恒温的作用,降低砼内外温差,有效防止裂缝的产生。
2、配合比控制
按照设计要求严格控制混凝土配比。混凝土的配比是保证混凝土强度极限的最优的组分的比例。其中水和泥的用量影响着混凝土的干缩变量。施工中严格控制混凝土配比,可以有效地控制混凝土的干缩变量,防止裂缝的产生。
3、在施工前应对模板支撑系统进行验算,主要是竖向立杆的间距,验算时充分考虑施工荷载。施工时模板应按验算后的施工方案施工保证支撑牢固,确保足够的强度、刚度及稳定性,并使地基和模具受力均匀。严格按施工规范要求合理把握拆模时间。拆模时间对混凝土裂缝的产生有重要影响。拆模时如发现表面微裂缝、蜂窝、麻面、露筋,要及时补抹水泥浆。杜绝过早拆模和过早上荷载。
4、混凝土的早期养护
混凝土早期养护的主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到如下效果:一是使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩,实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝;防止混凝土超冷,应该设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度;防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。二是使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的,混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到这种不利的影响。因此,混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视该时期的养护。
5、混凝土板中线管设置部位的处理
现浇板线管必须倾斜轴线方向设置,特别要避开横向布置;每隔1m设置40mm小马登,保证线管与钢筋可靠隔离;线管上部距上表面10mm处设置间距200mm的宽铅丝网片,加强现浇板混凝土薄弱部位的抗裂性。
6、其它措施
(1)施工缝的位置宜设在板块跨的1/3处,在二次浇注时应清理干净,并应在接茬处刷1:2的水泥砂浆;(2)严格控制钢筋保护层的厚度,如在板角钢筋重叠区可将混凝土表面标高局部提高5~10mm;(3)混凝土骨料进场时应检验其含泥量,颗粒级配应均匀,粗骨料最大粒径不宜超过板厚的1/3,且不得超过40mm。(4)在板跨较大的无板面钢筋的部位设置抗裂钢筋。消除了混凝土现浇板裂缝,基本解决了由此引气的钢筋锈蚀、地面渗漏等质量问题,提高了结构安全性、耐久性及使用功能,未今后在施工中出现的各种质量问题提供了解决问题的方法与途径。
三、现浇混凝土楼面裂缝的处理
1、裂缝的判定
当发现楼板有裂缝时,不能盲目的处理,应观察裂缝的宽度、长度、是否是上下贯通裂缝,裂缝是否还在继续变化,做好记录,以此信息判断此裂缝对结构安全是否有害,一般判断标准是(1)小于0.3mm以下的非贯通裂缝为无害裂缝;(2)小于0.3mm但形成通缝的为有害裂缝;(3)大于或等于0.3mm的裂缝为有害裂缝。无害裂缝可以不作处理或做一些简单的处理。
2、有害裂缝的处理
当施工单位发现楼板裂缝,应用刻度放大镜观察裂缝的宽度,在又裂缝的部位倒水,看是否是通缝,如发现时有害裂缝应立即报监理单位和建设单位,三方组织专业技术人员进行复查,如确认是有害裂缝,施工单位应委托有资质的单位进行技术鉴定。一般的过程是,(1)用石膏在裂缝上铁灰饼,观察裂缝是否在变宽;(2)抽芯取样检查混凝土的强度是否满足要求;(3)钻眼量板厚度;(4)用仪器检查钢筋间距,直径及保护层厚度;各种数据经验算后,分析裂缝的原因,出据加固方案,裂缝处理好后经各单位验收合格签字盖章后报质检部门备案。
3裂缝的灌浆处理
对于影响结构承载力,或者防水、防渗性能的裂缝,为恢复机构的整体性和抗渗性,根据裂缝的宽度、性质和施工条件等,一般采用水泥灌浆或法学灌浆的方法予以修补。一般宽度大于0.5mm的裂缝可采用BR水泥基灌浆料;宽度小于0.5mm的裂缝,宜采用化学灌浆。化学灌浆所用的灌浆材料,应根据裂缝的性质、缝宽和干燥情况选用。作为补强作用的灌浆材料,常用的有BR-401灌浆树脂(能修补0.2mm以上的干燥裂缝)和聚氨脂(能注入0.15mm以上的裂缝)。
第二篇:浅析现浇钢筋混凝土楼板裂缝的产生原因及处理办法
浅析现浇钢筋混凝土楼板裂缝的产生原因及处理办法
[摘要]
近年来,由于建筑工程施工技术的不断发展,现浇钢筋混凝土技术已经发展到了一个较为成熟的地步。但由于商品混凝土的品质、混凝土搅拌运输、结构设计、施工管理等多方面因素导致现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝,对建筑结构整体性和使用功能产生了一定的影响,因此分析楼板裂缝产生的原因和合理的控制处理,对保证钢筋混凝土建筑结构的整体性及正常使用具有重要的意义。本文主要根据自己个人的施工经验,结合各方面的理论知识,在施工管理方面对楼板裂缝的原因和控制处理进行简单的分析归纳。
[关键词] 现浇钢筋混凝土楼板;裂缝;施工技术;质量控制;裂缝处理办法
一、现浇钢筋混凝土楼板常见裂缝的种类
1、斜向裂缝:多分布在房屋外墙转角所在房间的楼板上,裂缝一般成45°斜向,有时一只角同时出现两条裂缝,裂缝基本上为上下贯通。如某七层框架商住楼工程,结构总长度约为100m,设有两道温度缝,其基础一侧为条形基础,其余为独立承台基础。在工程交接时后两个月左右突然发现在靠其中一条温度缝的一跨柱角楼板有45°裂缝,从三层至六层楼板每层均有3条,但均未贯穿楼板。
2、纵横向裂缝:主要表现为纵横向裂缝。如某教学楼,其现浇钢筋混凝土楼板大面积出现宽度0.1-0.3mm不等的纵横向裂缝。
3、表面龟裂:此类裂缝主要表现在施工过程中产生的裂缝,容易控制与处理。如某在建工程,因板面面积大,在晚上浇混凝土,第二天早上派人浇水,但前面浇,后面就干掉,到中午时板面出现龟裂缝,用肉眼可辩识。
二、现浇钢筋混凝土楼板裂缝原因分析
1、商品混凝土引起楼板裂缝的原因分析 如今建筑施工都基本采用商品混凝土,由于商品混凝土采用泵送,要求混凝土的流动性要好,因此一般商品混凝土的水灰比、坍落度比较大。如果混凝土水灰比、坍落度偏大,经过振捣后楼板表面会形成一层水泥含量较多、收缩性较大的水泥浮浆层或砂浆层。一方面由于混凝土初凝时表面游离水分蒸发过快产生急剧的体积收缩,而此时混凝土早期强度较低,面层为浮浆或砂浆层强度更低,不能抵抗这种变形应力而导致混凝土表面裂缝。另一方面由于面层浮浆或砂浆的收缩值比基层混凝土大许多,变形值不同也导致混凝土表面裂缝。
2、模板及支撑体系引起楼板裂缝的原因分析
浇捣混凝土前模板不洒水润湿,过于干燥,模板吸收混凝土中大量的水分,造成楼板混凝土塑性收缩,产生裂缝。模板支撑体系未完全按规范和方案要求进行搭设,导致梁板支撑刚度不够或模板挠度过大,在荷载作用下沉陷变形,造成楼板混凝土裂缝。
3、钢筋成品保护引起楼板裂缝的原因分析
在楼板混凝土浇捣时,不注重钢筋的成品保护,上部负弯矩钢筋被操作工人踩弯、踩倒、下沉,由于变形破坏的钢筋没有及时得到调整归位,导致楼板钢筋保护层过厚,使其不能有效地发挥抵抗负弯矩的作用,降低了楼板结构抵抗外荷载的能力,楼板很容易产生裂缝。
4、混凝土振捣引起楼板裂缝的原因分析
混凝土过分振捣,将使骨料沉落挤出水分和空气,表层呈现泌水,造成比下层混凝土收缩性大的表面砂浆层,待水分蒸发后,极易形成混凝土表面收缩裂缝。混凝土振捣后过度抹平压光也会使混凝土中骨料下沉,楼板表面也会形成收缩性大的表面砂浆层,造成楼板表面混凝土收缩裂缝。
5、过早拆模和上荷引起楼板裂缝的原因分析
施工单位为了节约模板成本,现场只配备二套模板周转使用,同时为抢工期,施工进度达到四至五天一层,这样过早拆除下层模板时,楼板混凝土还远远没有达到拆模强度要求。加之施工单位不科学安排施工工序,在楼板混凝土浇捣完成后第二天就上人上材料进行下一道工序施工,混凝土未达到终凝时间强度就上荷载,造成混凝土楼板的弹性变形,导致混凝土早期强度低或无强度时,承受弯、压、拉应力,造成楼板产生裂纹或断裂。
6、混凝土养护引起楼板裂缝的原因分析
在现浇混凝土楼板的施工过程中,由于一次性浇捣面积大,表面与空气接触面积也大,水化过程较快,致使楼板表面温度较高。受太阳照射后,更加快了混凝土表面的游离水分蒸 发,水泥缺乏必要的水化水,从而产生急剧的体积收缩。此时混凝土早期强度低,不能抵抗这种应力而产生裂缝。特别是夏、冬两季,因昼夜温差大,养护不当更容易产生裂缝。
二、现浇钢筋混凝土楼板裂缝的施工管理控制
1、商品混凝土引起楼板裂缝的施工管理控制
搅拌站要根据实验室配合比要求,控制好水泥、水、砂石的级配,从而控制混凝土水灰比、塌落度,提高混凝土的抗裂性能。施工时严把商品混凝土进场质量,混凝土进场后,如混凝土有离析现象,必须进行二次搅拌,如检测混凝土塌落度过大,一律退场,严禁使用。在施工过程中,混凝土要在初凝前浇捣完成,超过初凝期的混凝土不能随意加水再使用。
2、模板及支撑体系引起楼板裂缝的施工管理控制 在楼板混凝土浇捣前,应先将基层和模板浇水湿透,避免模板过多吸收混凝土中的水分。模板支撑体系的搭设必须符合规范和方案的要求,保证模板及支撑体系有足够的刚度,在施工井架或施工运输工具频繁经过的位置,适当增加模板支撑。
3、钢筋成品保护引起楼板裂缝的施工管理控制 浇捣楼板混凝土时,必须设置马道或铺设操作平台,防止操作工人直接踩踏负弯矩钢筋,同时在浇捣楼板混凝土的整个过程中,要指派专人调整钢筋,恢复踩踏变形、移位的钢筋,确保负弯矩筋发挥应有的作用。
4、混凝土振捣引起楼板裂缝的施工管理控制 施工中混凝土充分振捣,可使骨料和水泥浆在模板中致密排列,有助于混凝土的密实性和抗裂性,对浇捣后的混凝土进行二次振捣可以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成孔隙,减少内部微裂缝的形成和发展,提高混凝土与钢筋的握裹力,增加混凝土的密实度,从而提高混凝土的抗裂性,但要注意掌握二次振捣时间,振捣时间不宜过长。在混凝土硬化前,混凝土还未终凝时表面进行二次抹压,消除混凝土的收缩应力,闭和泌水收缩裂缝。
5、过早拆模和上荷引起楼板裂缝的施工管理控制
施工单位现场要配备多套模板循环使用,当拆除最下层模板时,楼板结构混凝土强度已达到设计拆模强度。同时施工单位在浇捣混凝土时多留置几组同条件养护试块,根据实际情况随时送实验室测试强度,保证混凝土达到规定拆模强度后再拆模。如确实需要提早拆模,可以在楼板混凝土中掺用复合高效减水早强剂,其3d强度比普通混凝土增加30%,7d强度可达90%。科学、合理地组织施工,严格施工操作程序,不盲目抢工期。在混凝土强度未达到1.2MPA之前,不准随便上人和集中堆放钢筋等重物,混凝土强度达到1.2MPA之后,堆放重物也要在两根梁之间放上方木,将重量通过方木传递到梁上。
6、混凝土养护引起楼板裂缝的施工管理控制
施工单位要重视混凝土早期养护,楼板混凝土要在二次振捣后及时养护,随抹随覆盖塑料薄膜,在不易覆盖塑料薄膜的部位涂刷养护剂,防止在混凝土表面撒干水泥抹压。楼板混凝土严禁在经太阳直晒后直接浇水养护,以防止温度骤降导致楼板表面裂缝。混凝土终凝后,指派专人浇水养护,使混凝土一直处于湿润状态,养护时间不少于7d。
四、裂缝的处理
修补前需要对楼板裂缝进行检测与研究以确定裂缝部位、开裂程度和裂缝产生的原因等。根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理,以保证建筑物的混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法:
1.树脂灌注法。环氧树脂是最常见的裂缝灌注材料。它具有较高的机械强度,并能抵抗混凝土所遇到的大多数化学侵蚀,树脂可以灌入到0.05㎜的裂缝。除某些特殊的环氧树脂之外,当裂缝是活动的、有渗漏的、不能干透的或者裂缝数量极多时,通常不易采用树脂灌注法。
2.钉合法。当必须恢复主裂缝断面的抗拉强度时,使用钉合法比较适宜。特别比较适宜在不会损坏周围结构的场合下用来锁闭活动裂缝。用相对薄而长的金属“缝合u形钉”跨过裂缝嵌入事先开好的槽沟中,用无收缩砂浆或者环氧树脂基粘合剂来固定。
3.表面封闭法。这是最简单和最普通的裂缝修补方法。用于修补对结构影响不大的静止裂缝,通过密封裂缝来防止水汽、化学物质和二氧化碳的侵入。4.灌浆法。(1)普通水泥灌浆大体积水坝、厚混凝土墙、或者水工结构的岩石基础上的裂缝,有时通过注入硅酸盐水泥砂浆来密闭。(2)聚合物灌注基于氨基甲酸乙酯或者丙烯酰胺聚合物的灌浆料,和水反应后形成固态沉淀物或泡沫材料,起到封闭裂缝的作用。可在潮湿环境中使用。
5.钻孔嵌塞法。这种方法通常用来灌注墙体中的裂缝。如果要求密封防水,孔中应填入柔性沥青来代替砂浆;如果灌注栓塞的作用比较重要,孔中则要灌注环氧树脂。
6.柔性密封法。通常将活动裂缝转变为运动节缝是比较适宜的办法。沿裂缝边缘开一凹槽并填入适当的柔性材料。节缝底部使用隔离层。
7.粘贴法。当运动不止作用于一个平面时,或者过度的运动已超过一个普通尺寸的凹槽所允许的范围时,或者不可以切割出槽时可使用这个方法。用柔性的密封带盖住裂缝,仅将带的边缘部分粘住。8.附加钢筋法。(1)普通钢筋首先将裂缝密闭,然后贯穿裂缝平面大约90°的方向钻孔,将环氧树脂注入孔内,再将钢筋插入孔中使之粘合成整体。(2)外部施加预应力通过后张法施加应力,来加强结构件的主要部分或者封闭裂缝。9.自闭合法
混凝土依靠自身合拢裂缝称为“自闭合”,这是在存在湿气并且没有拉应力作用时发生的一种现象。机理:由于周围空气和水中存在二氧化碳,使水泥浆中的氢氧化钙发生碳化作用,结果碳酸钙和氢氧化钙晶体在裂缝内析出并生长。晶体组合交织产生一种机械粘接作用,又被邻近晶体之间以及晶体和水泥浆及骨料表面间的化学粘接作用所增强,最后混凝土裂缝部位的抗拉强度得到一定的恢复,裂缝也被密闭了。主要用于修补潮湿环境的结构。整个自闭合时期的水饱和必须连续保持。
五、结束语
现浇钢筋混凝土楼板裂缝是建筑工程中常见的质量通病,大量的工程实践说明,弄清钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因,在施工过程中,全面、细致地考虑到各种楼板裂缝影响因素,严格遵守施工规范,加强现场混凝土施工的管理,就可以有效地预防和控制楼板裂缝的发生。一旦楼板产生裂缝,应分析裂缝产生原因,对症下药,采取合理的修补措施。
参考文献
1、工程结构裂缝控制 中国建筑工业出版社
2、建筑材料 中央广播电视大学出版社
3、混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50204-2002 中国建筑工业出版社
4、赵爱书、赵浩,探讨混凝土裂缝产生原因及控制措施[j],科技信息,2010年08期
5、蔡明海,钢筋混凝土现浇楼板裂缝原因分析及防治措施,煤炭工程,2004年第10期
第三篇:浅谈现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因、预防和处理
浅谈现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因、预防和处理
浙江凯恩房地产有限公司 张建雄
摘要:现浇钢筋混凝土楼板裂缝是常见的质量问题,裂缝的存在不仅会影响居民的日常生活,也直接影响到房屋建筑的正常使用以及结构安全性,已经成为房屋建筑工程施工迫切需要解决的质量通病。本人长期工作在施工第一线,结合自己多年施工实践经验就现浇钢筋混凝土楼板裂缝形成原因从混凝土的特性、原材料质量、设计和施工等方面进行了分析,旨在施工过程中预先制定专项裂缝预控措施和方案,减少裂缝的产生作一些探讨,并提出了预防楼板裂缝产生的相应措施和处理方法。
关键词:现浇钢筋混凝土楼板裂缝原因、预防措施、处理方法
混凝土是由水泥、掺合料、外加剂与水配制的胶结材浆体将分散的砂、石子搅拌粘结在一起的工程常用材料,是一种多元、多相、分均匀的水泥基复合材料,弹性模量较高而抗拉强度较低,在受约束条件下只要发生少许收缩,产生的拉应力往往会大于该龄期混凝土的抗拉强度,导致混凝土开裂。现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝是十分普遍的现象,是工程常见的质量通病,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下降,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,还会降低建筑物的整体性、耐久性和抗震性,也降低了建筑物的使用寿命。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。因此分析其开裂的原因,既不能忽视隐患的存在,也不能对裂缝产生恐惧感,采取科学的态度进行认真的分析和处理,具有重大的经济效益和社会价值,对于完善混凝土结构设计、施工技术具有极强的现实意义。
一、现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生原因分析
1、混凝土的收缩变形使楼板产生裂缝
1.1浇筑初期(终凝前)的凝缩变形
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、墙中都有可能产生;另一类是塑性收缩裂缝,常出现在板中,裂缝呈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。新浇筑的混凝土经压实后,由于重力作用,重的固体颗粒向下沉,迫使轻的水向上移,即所谓“泌水”。当固体颗粒彼此支撑不再下沉,或水泥
结硬阻碍了它的下沉,泌水即停止。如混凝土中固体颗粒能不受阻碍地自由下沉,则仅使结硬后混凝土的体积减少,并不会产生裂缝。
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。因此凡是能加速蒸发速度的因素(如气温高、相对湿度低、风速大以及混凝土中温度高于周围空气温度)都会促使塑性收缩裂缝的发生。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45°的一系列平行裂缝。
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,在浇筑后相当长的时间约1~3 周才会出现,它是由于水的迁移而引起的。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。如当水灰比大于0.5时,其自身干燥作用和自身收缩与干缩相比可以忽略不计;但是当水灰比减少到0.35时,混凝土内相对湿度会很快降低到80%以下,自身收缩与干缩则相接近。在硬化混凝土收缩受约束的条件下,收缩应变将导致弹性拉应力,拉应力可被近似看作弹性模量与应变的乘积;当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,材料出现开裂。但是由于混凝土的粘弹性(徐变),部分应力释放,徐变产生的应力松驰后的残余应力才是决定混凝土是否开裂的关键。
2、材料特性及材料质量问题产生的裂缝
2.1混凝土收缩变形
混凝土作为由砂石集料、水泥以及水拌和而成的脆性材料,在施工成型后随着水分的大量蒸发,混凝土体积势必随之收缩产生变形。但是由于现浇混凝土楼板受到梁、柱、墙等周边支座的约束力,并不能自由收缩变形。当约束应力超过混凝土的极限承受能力时,就会造成现浇混凝土楼板的开裂。这样的裂缝通常出现在板角等应力相对较为集中区域。2.2混凝土温度裂缝
钢筋混凝土楼板浇筑初凝过程中,由于水化热的作用会导致钢筋混凝土内部温度较高,根据相关监测数据发现温度差最高可达50℃以上。在养护期14 天内,混凝土内外温差一般处于较大水平。混凝土楼板表面由于具有较好的热量散失条件温度基本相对较低,现浇钢筋混凝土楼板的内外温差导致温度应力的产生,当温度应力超过混凝土的极限抗拉强度时,便会导致裂缝的产生。
2.3水泥质量和使用上的问题
水泥品种混乱,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,掺杂使假、违规生产盛行;建设、设计、施工单位对于水泥产品不熟悉,致使水泥品种单一,促成水泥厂造假。中小型水泥厂管理跟不上,盲目提高混合材的掺量,出厂水泥质量难以保证。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硅水泥,无论对于确保工程质量还是降低造价都没有好处。
2.4商品砼自身特点
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。泵送砼坍落度大,易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象,此时砼脱水干缩时,就会产生表面裂缝。
3、施工技术和方法不当产生的裂缝
3.1模板支撑体系施工措施不当
在现浇钢筋混凝土楼板施工过程中,模板支架没有设计计算或设计达不到规范要求也是导致现浇混凝土楼板开裂的主要原因。近年来现浇钢筋混凝土楼板施工多采用大规格竹胶板(五合板)做模板,铺设后应用钉子与下面的木方支撑肋钉牢固,否则大规格模板与木方档之间会产生空隙,当受到上部压力时,模板会下陷变形(俗称“喘气”)。混凝土浇注过程中因荷载较小,有时模板不变形,当楼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。另外支模过程中模板下方木档的间距过大,上下层之间的支撑不垂直,垂直支撑面与现浇楼板接触位置松动等等都会造成模板支撑体系变形,使混凝土楼板内产生过大的应力变形,造成裂缝的发生。此外由于拆模板过早,现浇钢筋混凝土尚未达到设计强度等级时,在荷载的作用下楼板结构受荷超过承载能力也会造成楼板的开裂。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倒砸在楼板上,巨大的冲击力经常导致楼板角部出现环状的密集微裂缝。3.2管线埋设处理不当
现代建筑设计中多采用将各类强电、弱电管线在楼板内暗敷的方式,局部会出现楼板内电气埋管(PVC)集中的现象,集中的PVC埋管占据了较大的楼板截面,形成局部薄弱带,这在一定程度上导致了混凝土楼板内的有效截面减小,而且PVC埋管与混凝土两种材 3
料的线性膨胀系数差别较大,粘结力不强,造成现浇钢筋混凝土的密实度不足,极易导致由于应力集中而造成楼板在PVC埋管弹性力作用下产生与管线走向一致的楼板裂缝。3.3混凝土泵送浇捣施工存在质量问题
在房屋建筑工程施工过程中,现浇钢筋混凝土一般采取泵送的方式,这就要求混凝土的坍落度在120-220MM 之间,水泥用量以及水灰比均较大。同时为了缓解运输过程中出现初凝,部分混凝土中还掺加了缓凝剂,极易导致在泵送以及浇捣过程中出现浮浆,造成浇筑混凝土的均匀性较差,表面收缩量增加,因而出现裂缝,浇捣方法不当和浇捣速度过快也是砼产生裂缝的因素之一。3.4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。现代施工节奏较快,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。
3.5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,这时楼板受到动荷载的作用,必然在混凝土内部产生微裂缝。
3.6操作工艺及养护措施
经过多年的实践,发现商品混凝土浇捣后二次抹压十分重要。初凝前进行二次振捣和抹压并及时覆盖薄膜对表面裂缝效果很好。规范合理的养护措施可以有效降低混凝土的收缩量,试验研究表明混凝土保湿养生两周相比于不足一周的养护时间,收缩量可以降低25%左右,这对于控制混凝土现浇楼板的裂缝具有重要的作用。但是部分施工单位对于混凝土浇筑结束后的保湿养生重视不足,难以按照相关规范要求进行养护,造成现浇钢筋混凝土裂缝的出现。
3.7过早加载或施工超载
在新浇的板面过早加载或施工超载,在使用塔吊向新浇筑的楼板上吊运钢筋、料箱(斗)等重量较大的物体时,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而产生楼板裂缝。
4、结构设计方面产生的裂缝 4.1建筑和构造
平面布局不合理,结构构造措施不力,变形缝(后浇带)位置不合理,构造钢筋不足。设计无抗裂要求,抗扭、抗冲切和抗剪强度不足。地基变形或沉降过大等。
4.2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。
4.3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。
4.4对楼板来说,约束最大的位置在阳角和阴角处,因为转角处梁或墙的刚度最大,它对楼板形成的约束也最大,同时沿外墙转角处因受外界气温影响,也是楼板收缩变形最大的部位;一般来说,板内配筋都按平行于板的两条相邻边设置,使得转角处夹角平分线方向的抗拉能力最薄弱,沿外墙转角处的楼板容易出现45°斜向放射状裂缝。
综上所述,现浇钢筋混凝土楼板裂缝是工程常见的质量通病,在设计和施工过程中要充分考虑到上述因素,有针对性的加以预防和解决,采用合理的技术措施,现浇钢筋混凝土楼板裂缝是可以得到有效控制和预防的。
二、现浇钢筋混凝土楼板裂缝预防措施
1、严格控制混凝土原材料质量
由于钢筋混凝土现浇楼板大多使用商品混凝土,因此为避免由于混凝土材料原因出现裂缝,必须严格控制水泥、砂石等原材料的质量,严格按照设计以及规范要求进行配合比设计及计量。对于进场使用的混凝土,除进行坍落度等必要的试验验收外,仍需留置混凝土试块,以确保用于浇筑施工的混凝土质量。
2、完善钢筋混凝土现浇过程施工工艺,规范混凝土养护作业。
对于模板支撑体系施工作业,首先应该根据工程不同情况及相关要求进行设计验算,综合考虑施工过程中吊装等各种荷载对模板稳定性的影响。对于钢筋的绑扎,应该确保保护层的厚度与设计要求一致,避免保护层过厚导致现浇板有效厚度降低而出现裂缝。电暖等管线的铺设应尽可能的与钢筋交叉布置或者与现浇板短跨方向平行铺设。避免多层管线相互叠放造成应力集中,如不得已需要在各种管线集中位置增加钢筋加强网或采取预埋线盒等保护措施。对于混凝土的浇筑捣实作业,应根据不同季节混凝土的初凝时间,确保初凝前完成捣实以及找平。在现浇混凝土终凝时间之前应完成板面的二次抹压工作,以便于及时进行混凝土保湿养生。规范合理的混凝土养护措施,是提高钢筋混凝土现浇板整体强度,预防裂缝发生的有效措施。养护作业的关键要点在于确保混凝土处于潮湿状态下,避免混凝土表面水分的蒸发。通常情况下二次抹平后及时对混凝土采用覆盖塑料薄膜或者使用薄膜养生液,保湿养生时间不得低于一周,有抗渗要求的不少于14天,对其它使用外掺剂的混凝土应适当延长养生时间。在混凝土强度没有达到7.2N/mm2前,不得上去踩踏或进
行施工作业。
三、现浇钢筋混凝土楼板裂缝常用的处理方法
现浇钢筋混凝土楼板裂缝常用的处理方法有表面修补法、局部修补法(部分凿除重浇)、水泥压力灌浆(≥0.5MM的稳定裂缝)、化学灌浆(≥0.5MM的裂缝)、减小结构内力及卸载或控制荷载、结构补强、改变结构方案及拆除重做等方法,具体应根据不同建筑类型和用途按照实际情况慎重选用,下面就一般常用做法作简单的介绍。
1、表面封闭法
对于混凝土裂缝小于 0.15mm 难以使用填充材料的微缝,可以通过表面封闭的方式进行处理,以提高钢筋混凝土现浇板的防水性,避免水分浸入对钢筋的锈蚀。表面封闭法的施工工艺为首先清洗处理干净现浇楼板表面(包括迎水面和背水面),待充分干燥后使用黏度相对较低的液态树脂或者是表面涂料胶均匀的填充涂刷裂缝表面,形成对裂缝的封闭处理。
2、压力灌浆法
压力灌浆主要包括水泥灌浆以及化学灌浆两种方式,一般情况下用于处理宽度介于0.15-0.5mm 之间的裂缝,其处理方式为通过一定的压力条件将水泥或者环氧、甲凝类材料灌入裂缝内部实现混凝土现浇楼板裂缝的修复。压力灌浆法施工步骤主要包括:清洁裂缝、确定灌浆口、裂缝封闭、安设底座及灌浆设备、压力灌浆及封口,最后作业结束后清理灌缝表面的封缝胶。
3、开槽填补法
对于宽度超过 0.5mm 而且较长的现浇混凝土楼板裂缝,一般采用开槽填补的方式处理。首先利用切割机沿裂缝发展方向将裂缝扩大,使其形成v 型槽的形式,之后将处理后的裂缝清洗干净,将槽底通过水泥浆处理后分层填充环氧砂浆、水泥砂浆或者其他密封材料,密封裂缝后将现浇楼板表面抹平压实。
4、压力灌浆法施工工艺 4.1材料选用
①水溶性聚氨酯灌浆液与丙酮化学分析醇
适用于地下室底板及地下室顶板裂缝长度大于2米或裂缝宽度大于0.2mm的裂缝。水溶性聚氨酯是由环氧乙烷或环氧丙烷开环共聚的聚醚与异氰酸合成制得的一种不溶于水的单组分灌浆材料,该材料适用范围广泛,无污染。
②速凝微膨胀水泥
适用于地下室顶板裂缝长度小于2米或裂缝宽度小于0.2mm的裂缝。
③水泥基聚合物防水剂
在地下室顶板裂缝修补后的迎水面进行防水处理,原卷材防水照常施工。4.2施工工艺流程
将照明灯引入施工面寻打出裂缝部局并做好标记→在地下室架好通风设备→凿去缝表面的松动混凝土及杂物,并用水清洗干净缝口→用速凝微膨胀水泥补平→每一定距离用冲击电钻钻孔深100mmΦ12mm孔→用12mm灌浆咀埋入孔中(孔深及灌浆咀直径应根据板确定)→再用电动压力机将水溶性聚氨酯,从灌浆咀注入渗水裂缝内→注浆时缓慢进行→直至有浆料开始从裂缝渗出来为止→检查清理。
4.3施工步骤
①检查:仔细检查漏水部位,清理渗漏部位附近的污物,以备灌浆。
②寻找裂缝是一项繁琐、细致的工作,如表面不易干燥,可以用喷灯烘干,用角磨机磨光周边,裂缝处因含有水份,立即可以发现,此办法即提高了工作效率,又可确保每一分区无遗漏。
③布孔:在漏水部位打灌浆孔,对深层裂缝可钻斜孔穿过缝面,一般孔距为200MM—500MM。
④埋嘴封缝:埋设注浆嘴,用快干水泥封闭。
⑤裂缝修补:灌浆液应从每一枚针头开始(结构立面由下往上灌注),当浆液从微孔处冒出时,应立即停止,移入第二枚继续灌注,依次向前进行。在灌注过程中,如果浆液已灌满相邻的针头位置,可以跳开不注;如注浆后发现裂缝两端仍有继续延伸、或有裂缝与其相交叉,应在该位置补孔,重新注浆。这样,整条裂缝的第一次注浆才算结束。
⑥灌浆:根据渗漏部位的具体情况确定灌浆压力、灌浆量。用堵漏注浆泵将水溶性聚氨酯灌入裂缝,当全邻孔出现纯浆液时,移至邻孔,在规定的压力下灌浆,直至压不进为止(注入率≤0.01L/min),随即关闭阀门。(一般灌浆压力0.3Mpa)。
⑦72小时后检查渗漏部位有无渗水,无渗水将灌浆嘴折断,用快干水泥将基面封闭、抹平。
⑧先做样板经监理甲方确认后再大面积施工。4.4注浆时应注意的问题
①当一枚针头在灌注较长时间后(约5分钟后),浆仍未从裂缝内冒出,应停止灌注,间隔一段时间后再进行,如仍未灌满,应检查钻孔是否与埋管线交叉、板底是否有孔洞等情况,待查明原因后再进行灌浆。
②灌注时应严密注视灌注机的工作压力表,如超过额定压力(350kg以上),应停机后再进行,如压力仍居高不下,应检查钻孔是否与裂缝完全交叉。
③聚氨酯是遇水膨胀材料,工作时应穿戴好防护用具,如手套、护目镜等。表面清理及设备维护。
④待浆液凝固后,表面应及时清理。
⑤灌注机连续使用最多不超过10小时,如中途停止工作超过30分钟,应及时清理机械,清洗可用专用清洗剂或丙酮等。
4.5资料整理
①对于地下室渗漏的部位,必须在图纸中标注清楚,注明裂缝方向、部位、裂缝宽度等。
②做好施工纪录,详细注明裂缝修复部位、长度、裂缝宽度及施工时间及其施工方法。③对原材料厂家证明、合格证及有关检验报告进行收集与整理。4.6施工中应注意的问题
①在寻找裂缝前,首先应对裂缝进行分析,并按裂缝宽度、长度的不同分别取蕊,以确定裂缝深度发展规律。如非贯穿裂缝且深度较浅,可以作表面处理。
②裂缝修补:灌浆液应从每一枚针头开始(结构立面由下往上灌注、平面一般由板底面向上灌注),当浆液从微孔处冒出时,应立即停止,移入第二枚继续灌注,依次向前进行。在灌注过程中,如果浆液已灌满相邻的针头位置,可以跳开不注;如注浆后发现裂缝两端仍有继续延伸、或有裂缝与其相交叉,应在该位置补孔,重新注浆。这样,整条裂缝的第一次注浆才算结束。
③为使裂缝内注满浆液,应进行第二次注浆,第二次灌注应与第一次间隔一段时间(约30分钟),必须在浆液凝固前完成,如第二次灌注后,浆液仍不能愈合,应在该位置重新钻孔注浆。
④裂缝内注满浆液后拨下高压注浆管,其止水针在没有压力的情况下能自动封闭。
⑤注浆完后,剔除止水针头,用避水通防水砂浆抹平压光,恢复成板面平。结束语
现浇钢筋混凝土楼板裂缝是工程常见的质量通病,只有在设计过程中针对各种影响因素考虑全面、细致,严格遵守设计规范,设计合理;同时对于混凝土楼板施工做好事前、事中和事后控制,施工前做好各种专项施工方案的编制、审核,确保方案可行,切合实际;施工中加强对钢筋质量的检查、验收和过程保护,加强混凝土施工工艺控制;施工完成后 8
做好楼板混凝土的养护工作,总之只有在施工中加强管理、责任到人、措施到位,这样才能有效的预防和减少裂缝的产生,真正做到安全防患于未然。
容易出现的一些非结构性裂缝现象,国内外专家虽有很多的预防措施和处理的方法,但混凝土结构带裂缝工作是绝对的,无裂缝工作是相对的,重要的是在施工过程中要避免可见的、能够预控的、特别是对结构安全有影响的裂缝产生。现阶段只能采取以“预防为主,修补为辅”的裂缝控制方案,要想在实际施工中彻底杜绝裂缝的产生,仍需要科技的不断创新、施工技术的不断提高。全面保证混凝土现浇构件的质量,关键在于混凝土形成过程中的一系列阶段的控制,从平面布置、设计构造、原材料、配合比、混凝土的开盘鉴定、混凝土的拌制和运输,入模振捣、施工缝及后浇带的处理、养护等各个环节都会影响混凝土的质量。因此,施工单位要提高认识,加强管理,控制好工序的质量,而监理工程师也要对混凝土施工实行旁站监理,加强对施工工艺及措施的监督,针对裂缝形成的不同原因,有目的性的采取预防处理办法,加强施工过程中的质量控制管理,完善施工监管及质量验收手段,可以有效的缓解现浇钢筋混凝土裂缝的发生。
参考文献:
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2014年11月20日星期四
第四篇:现浇钢筋混凝土楼板裂缝及处理
现浇钢筋混凝土楼板裂缝及处理
引言
现浇楼板产生裂缝的因素很多,也比较复杂,一旦出现裂缝,处理起来有一定难度。因此现浇板裂缝问题受到设计、施工、监理、建设等单位的普遍关注,从图纸上注意到设计部门正运用设计手段通过加强构造配筋、设缝等措施进行预防。
1现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因
1.1混凝土配合比不当,混凝土过于粘稠,振捣时气泡很难排出,也是造成硬化混凝土结构表面出现蜂窝麻面的原因。由于混凝土配合比不当,例如胶结料偏多、砂率偏大、用水量太小、外加剂中有不合理的增稠组份等,都会导致新拌混凝土过于粘稠,使混凝土在搅拌时就会裹入大量气泡,即使振捣合理气泡在粘稠的混凝土中排出也十分困难,因此导致硬化混凝土结构表面出现蜂窝麻面。由于混凝土和易性较差,产生离析泌水。
为了防止混凝土分层,混凝土入模后不敢充分振捣,大量的气泡排不出来,也会导致硬化混凝土结构表面出现蜂窝麻面。有一些水泥厂为了增大水泥细度,又考虑节约电能,往往在磨粉时加入一些助磨剂。
1.2在实际施工时,往往浇注厚度都偏高,超过了GB/T10-95《混凝土泵送技术规程》规定“混凝土浇注分层厚度,宜为300-500mm”的标准,由于气泡行程过长,即使振的时间达到规程要求,气泡也不能完全排出面。模板材质不同也会使混凝土结构面层出现不同的状态。在生产实践中大家都知道,在其它条件相同的前题下,使用尿醛树指压制的竹或木模板成型的混凝土面层质量比用铁模板成型的混凝土面层质量有明显的提高。
1.3环境温度对混凝土结构面层的影响。由于气泡内部含有气体,因此气泡体积变化与环境温度特别敏感,环境温度高时气泡体积变大,气泡承载力变小,容易破灭。环境温度低时气泡体积变小,承载力较大,不容易形成联通气泡。
即使混凝土结构面层有气泡,气泡也很小,对混凝土结构外观影响不大,由此使人们联想到冬夏季混凝土结构面层好于春秋季。春秋季节昼夜温差较大,因此敷着在混凝土结构表面的气泡体积变化也很大,当混凝土面层水泥浆体的强度小于气泡强度时,气泡体积随环境温度变化而变化,气泡周围的水泥浆体也随之变化,随着时间的推移水泥浆体的强度不断增加,当气泡周围水泥浆体达到一定强度时,再不随气泡体积变化而变化,如果此时正赶上气泡直径最大时,势必给混凝土面层留下孔洞。
2现浇钢筋混凝土楼板裂缝分析
2.1温度应力。现浇钢筋混凝土楼板裂缝主要是由混凝土温度变形和收缩变形引起的。当环境的温度和湿度变化时,混凝土相应的会产生温度变形和收缩变形,由于现浇板的体积与表面积的比值(体表比)较小,混凝土的收缩变形较大,使板内出现拉应力。石河子地区具有荒漠大陆性气候特点属于典型的炎热和干燥气候,夏季白天升温快,气候炎热,夜间降温快,日差较大。
据石河子气象局统计资料表明,5-9月份月均日差16.5-17.8℃,普通混凝土的热膨胀系数为1×10-5,即温度每升高1℃每米膨胀0.01mm,按温差为17℃计算,造成的收缩量为1.7×10-4,C20混凝土的弹性模量25.5Gpa,如果按完全约束条件考虑产生的弹性拉应力可达到4.34Mpa.混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料,当板内的拉应力超过混凝土的抗拉强度并且楼板变形大于配筋后混凝土的极限拉伸的时候,楼板内就会产生裂缝。
2.2水泥的品种与强度等级、水泥用量、水灰比。水泥的水化热是水泥固有的性质,水化热引起混凝土内部温度的升高,内外产生温差,温差引起的应力可使混凝土产生裂缝。不同品种不同强度等级的水泥矿物成分的含量不相同,矿物成分中铝酸三钙水化产生的热量最大,速度也快,另外水泥细度越细,水化反应比较容易进行,水化放热量越大,放热速度也越快。
因此根据水泥的不同矿物成分含量选择低水化热的水泥品种和与混凝土强度等级相适宜的水泥强度等级是预防裂缝的前提。混凝土中的水泥用量越大,总发热量越大。混凝土的温度会随水泥用量的增加而提高,造成混凝土的收缩大,水化热高,产生非受荷裂缝。相同强度等级的混凝土,水灰比增大,水泥用量增多,混凝土的收缩量增大。
混凝土硬化过程是化学结合水与水泥化合的结果,水灰比大,用水量多,混凝土的收缩增大。这是由混凝土收缩引起的非荷裂缝。夏季露天堆放的砂石料受高温和太阳辐射的影响表层温度达60℃以上,用这种砂石料配制混凝土会增大用水量,环境温度过高使水泥出现假凝和粘罐现象。由于水灰比的增大和搅拌质量的降低,将导致混凝土的强度降低干缩增加。
2.3浇筑方案。整体现浇楼板浇筑之前,应从人、机、料、法、环五个方面入手编制一个科学的浇筑方案,在实际的施工过程中,大多数工地的垂直运输机械使用的是龙门架,设备比较陈旧,工作效率不高,在天气炎热、操作人员比较困乏的情况下会出现部分混凝土从搅拌机中卸出到浇筑完毕的时间超过了规范规定的时间,未做技术处理。混凝土浇筑完成后,还没有达到足够的强度,就迫不及待的上人操作和堆放材料,使其产生过大的变形,导致裂缝产生。这是结构受荷后产生的裂缝,施工中主要是楼板上施工荷载超载如:普通粘土砖堆放集中,塔吊吊运材料下落时吊笼对楼板的冲击等。现浇板在未达到规定的拆模强度时拆除模板或支架,此时楼板的承载能力低于设计允许荷载,使楼板在不正常的情况下受荷产生裂缝,这是结构受荷引起的裂缝。施工现场也会出现在未达到规定的拆模强度时,拆除个别的木支撑或钢管支撑、扣件等,造成支架的承载体系发生变化而产生裂缝。
2.4养护方法。混凝土失水会影响水泥水化作用的正常进行,而且因水化作用未能完成,造成混凝土结构疏松,渗水性增大,形成干缩裂缝。特别是早期养护质量与裂缝的关系密切,早期表面干燥或早期内外温差较大更容易产生裂缝。
3现浇楼板裂缝的预防措施
3.1在图纸会审时,根据施工经验对某些部位提出增强构造配筋,采用细筋密配,对现浇板在单元隔墙上留置温度变形缝,改善现浇板支座处的约束条件等建议,加强对温度裂缝的控制。
3.2设计楼板底模及支架时,应充分考虑能否满足承受各种可能的施工荷载的需要,混凝土浇捣后必须留有足够的养护时间,在没有达到拆模强度时,不得减少模板的支架。只允许立码两层砖。施工速度应建立在严密的科学组织基础上,应坚决杜绝蛮干的做法,这样才能使楼板结构裂缝这一质量通病得到有效遏制。
3.3根据现场的实际认真编制浇筑方案,科学确定浇筑顺序和方向,按规范要求留置施工缝,对施工缝的处理要符合要求。选择低水化热的水泥品种和与混凝土强度等级相适宜的水泥强度等级。减少水泥用量,在做配合比设计时按等和易性、等强度原则掺入粉煤灰,降低水泥用量。
在条件允许的前提下掺加减水剂,进一步减少水泥用量和用水量。采用低水灰比的混凝土,减少混凝土的收缩。对暴晒的砂石料使用前洒水降温,浇筑前应对模板、模板内的钢筋骨架等与混凝土接触的表面洒水湿润降温。应在混凝土初凝前用木抹子二次搓平混凝土表面,以消除混凝土的收缩裂缝。加强混凝土的早期养护,并适当延长养护时间,气温高应及早浇水养护,不能保证混凝土表面充分湿润时,要采用覆盖保湿材料,确保养护质量。楼板内PVC预埋管只允许平行于楼板受力方向或双向板的短边方向埋设,埋设在楼板内的PVC管上下部位增铺不小于400mm的钢丝网作为补强措施。
第五篇:高层住宅现浇楼板裂缝分析与处理
高层住宅现浇钢筋混凝土楼板裂缝成因分析与处理
李勇奇
摘要:本文结合笔者多年建筑施工实践,介绍了高层住宅现浇钢筋混凝土楼板裂缝的类型,并结合实例,从多方面着重对常见的斜角裂缝形成原因进行了分析,并对裂缝防治措施及修复处理进行了详细阐述。
1引言
现浇楼板具有整体性好、抗震性能强、防渗漏性能好等特点,其应用也越来越广泛。但由于设计、施工及材料本身等方面引起的现浇板开裂问题时有发生,裂缝是不可避免的,但通过良好的设计与施工则可以减少裂缝的发生。其中斜角裂缝在住宅工程裂缝问题中占了较大比重,因此,合理对现浇板斜角裂缝进行分析与防治成为众多建筑技术人员不断研究探讨的重要课题,现结合笔者多年施工技术管理实践对此进行分析探讨。
2楼板斜角裂缝的主要特征
近年来,很多新建住宅不同程度出现现浇楼板斜角裂缝,这也引起了业主投诉等诸多问题。有很多建筑平面为矩形,完工后一年左右,装修时发现楼板出现了斜角裂缝,经过混凝土强度及楼板承载力检测,结果都符合要求。可以看出,裂缝并非贯穿性结构裂缝,一般来说,高层住宅最常见、最普遍和数量最多的是这类分布在房屋四周阳角处或平面形状突变的凹口房屋阳角处的裂缝。
具体位置大多在离开阳角左右,即在楼板的分离式配筋的负弯矩筋以及角部放射筋末端或外侧发生45度左右的楼地面斜面裂缝,且上下贯穿,裂缝宽度一般均小于1mm,分布在各层楼盖的两端处(边单元)、卧室墙角部地面,裂缝一般中间较宽,两端较细。从工程现浇楼板裂缝发生的部位分析,钢筋混凝土楼板斜角裂缝的主要特征如下:
1)这种裂缝具有相当大的普遍性,并不局限于某个特定的地区,在南方城市如南宁、广州,北方城市如大连等也均有发生。
2)裂缝主要出现在新建住宅完工后的几个月到一年的时间内;
3)出现此种裂缝的楼板大多为商品混凝土现浇楼板,且裂缝中部宽,两头窄;
4)裂缝均发生在房屋四周阳角处或平面形状突变的凹口房屋阳角处,离开阳角1m左右,均为斜向切角裂缝,与纵横墙夹角约45度;
5)裂缝多为一条,少数为两条平行斜向裂缝,且裂缝宽度均较小,一般小于1mm。
3现浇楼板裂缝形成原因分析:
引起建筑物楼板裂缝的原因很多,大致可以分为两类:一是由荷载引起的裂缝;二是由其它原因引起的裂缝,如设计不够合理、施工养护不善、温度变化、混凝土收缩徐变、基础不均匀沉降等。
相关资料表明:荷载引起的裂缝仅占20﹪左右,而其它原因引起的裂缝约占80﹪左右;荷载引起的裂缝可以通过设计验算裂缝宽度,使之符合《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)所规定的限值,许可裂缝宽度最大为0.3mm。而实际楼板斜角裂缝宽度往往在0.5~1.0mm之间,在满足设计要求的前提下,很明显并非荷载裂缝,而属于其它原因造成,主要原因分析如下:
3.1材料方面的原因
钢筋混凝土楼板一般受到其收缩和温差双重作用,这种作用极易引起开裂,并且愈靠近屋面处的楼层裂缝往往愈大。房屋的四周阳角由于受到纵、横两个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束,限制了楼板钢筋混凝土的自由变形,因此,在温差和砼收缩变化时,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末端结束处)首先开裂,产生45度左右的斜角裂缝,这也是形成这种裂缝的主要原因。
1)根据砌体和钢筋混凝土结构设计规范知,普通烧结粘土砖砌体的干缩率为0.1mm/m,而钢筋混凝土的干缩率为0.2mm/m,比砖 砌体大1倍。砖砌体温度线膨胀系数为0.5×10-5/℃,钢筋混凝土的温度线膨胀系数为1.0×10-5/℃,又比砖砌体大1倍。这表明如果砖外墙的收缩量为1mm,则现浇楼板同期的收缩为2mm,此差值即为现浇楼板开裂的根源。
2)收缩的叠加效应:在房屋竣工后空置期间,可认为内温度与大气温度相等,如果比施工期间温度升高,则热胀具有抵偿干缩的作用,表现为不缩也不胀。到冬季,气温较施工期间有所降低,此时产生的冷缩与干缩同时作用,收缩加剧,成为收缩的叠加效应,即为现浇板板角产生斜裂缝的内在原因.3.2施工方面的原因
建筑工程施工及其养护是防治裂缝产生的重要环节,此环节稍有不慎也会造成楼板裂缝,从严重影响后期使用及商品住宅的销售。建筑工程施工质量必须满足《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001)及其相应专业工程施工质量验收规范的要求,施工引起钢筋混凝土斜角裂缝的原因主要可归结为以下几方面:
1)折模过早使楼板产生弹性变形,支座处产生负弯矩;
2)楼板上层钢筋位置未得到有效保护,移位、变形严重;
3)不合理的施工荷载;
4)在施工中随意增加水泥用量;
5)钢筋混凝土浇捣后过分抹干、压光及养护、保护不当;
6)后浇带和施工缝处理不慎。
3.3设计方面的原因
在板角上面双向配置长度为L/4的负弯矩钢筋(L为单向板跨度或双向板的短边跨度),它与下面正弯矩钢筋伸入外角框架柱或构造柱,有时该板通过圈梁与角柱钢筋混凝土浇筑成一个整体,目前现浇板的结构设计一般大多都是这样做的。这种增强节点构造措施的做法,与砖外墙一起形成一种特有的角柱约束机构,其刚度极大,使现浇板板边和板角均受到很强的嵌固、约束作用,所以板角斜裂缝被局限在一定范围。在角柱牵制下板角绝无自由伸缩的余地。而在砖砌体中,板边界为强度等级很低的砂浆层,其抗剪能力较差,因此板边的伸缩比较自由。从板角配筋加强区到一般配筋区的中间有一个斜向的过渡带,这是一个比较薄弱的环节,在此不可避免的要发生由于混凝土干缩加冷缩造成的双向合成裂缝,该裂缝的宽度可达单向收缩量的倍左右。正是由于在外角部位存在的一个强大的约束牵制机构和双向收缩的条件,此类现浇板板若不在四角处配置上部抗裂钢筋有可能在角上出现斜角裂缝,这是现浇板出现斜角裂缝的原因之一。
4住宅现浇楼板裂缝的控制措施
虽然楼板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,是裂缝防治的重点。对于钢筋混凝土斜角裂缝的控制,施工时可考虑在钢筋混凝土中掺入UEA、HEA等微膨胀剂、抗裂剂来防止现浇钢筋砼楼、屋面板开裂。此外,在把握好每个施工环节严格按照相应的施工规程进行施工的前提下,主要是从设计的角度来加以防控。设计人员应充分认识采用商品钢筋混凝土及本地区的气候特点,适当采取加强措施,尽量减小现浇板开裂的可能性。
4.1建筑设计方面
1)适当控制建筑物的长度。多层住宅一般应控制在不大于40m,高层应控制在不大于45m较为合适。如果超过此长度,应采取构造措施,设置伸缩缝,超出量不大时,可用留设后浇带等措施,减少楼板混凝土的收缩影响。
2)减少伸缩缝的间距,增强外墙保温措施。
从调查结果可知,采用了外墙保温措施的工程中,出现板角斜裂缝的概率远远小于没有采用外墙保温措施的工程。
3)设法使该板与外角约束牵制机构脱离,即板不与下面圈梁和角柱整体连接,仅由圈梁和角柱构筑成约束框架,满足抗震的需要。在角柱与现浇板之间设一道虚缝,板四边支承在砂浆垫层上,板边界的外侧和上面均为2mm厚的砂浆层,可任板边较自由地伸缩。也可在角柱边与现浇板接触处预留一道20mm厚的空槽,用弹性密封胶填实,以消除温度能量的间隙。
4.2结构设计方面
4.2.1合理构造配筋
设计时注意构造配筋十分重要,目前国内设计对此都不够重视,对结构抗裂影响很大。合理的构造配筋,如采用小筋密布的配筋方式,可以提高混凝土的极限拉伸,可采用齐斯克列里经验公式估算混凝土的极限拉应变εp·a:
式中:ftk——混凝土轴心抗拉强度标准值;
p——配筋率;
d——纵向钢筋的直径。
1)采用双层双向钢筋加密加强。使纵、横两个方向钢筋网的合力能够很好地抵抗和防止45度斜角裂缝的发生和转移。
2)在外墙大角处设置放射形钢筋。按相关规范的要求,在建筑物的阳角设置抗裂构造钢筋,附加斜向应平行于该板的角平分线,间距不大于150mm,直径不小于5mm,长度为L/Z(L为板短向计算跨度),位置应在负筋或分布筋的下面。这种方法使建筑物的大角得到了有效保护,实践证明,按上述方法配置板角抗裂筋的工程中鲜有发现板角斜裂缝。3)适当增大板厚,板厚应≥L0/(30~35)(L0为单向板跨度或双向反短向跨度),一般楼板厚度应≥100mm,屋面板厚度宜≥120mm,且当板厚≥130mm时,采用双层双向配筋。
4)屋面板应采用双层双向配筋。若楼面双向板负筋按分离式配筋,在板面无负筋区应配置双向钢筋网与负筋搭接200mm,其配筋率不宜小于0.15%。钢筋直径不宜小于~P6或~P6.5,钢筋间距不宜大于150mm。在有条件时,宜采用双层双向配筋,即负筋也拉通配筋,并可采用冷轧带肋钢筋等强度较高、与砼握裹较好的钢筋配筋,并采用细而密的配筋方案。
另外,对连续多跨现浇混凝土梁板结构不宜采用分离式配筋;孔洞处配加强筋,混凝土梁的腰部增配构造腰筋,间距200mm。构造钢筋的直径由8~14mm,间距100~200mm,视情况而定。
4.2.2充分考虑楼板结构正弯矩荷载受力
为减少楼板角部开裂的可能性,双向板周边支座为墙、梁、圈梁时,支座弯矩宜按四边嵌固板计算,并进行配筋;正弯矩筋应将弯矩增大1.2~1.5倍配筋,对于两端受到转动约束的简支梁,其约束力矩M可按下式计算:
式中:E——混凝土梁的弹性模量;
I——混凝土梁的截面惯性矩;
α——混凝土的线膨胀系数;
△T——温差;
h——混凝土梁的截面高度。
其中ET为梁截面的弯曲刚度,它不仅随荷载增大而减小,而且还随荷载作用时间增长而减小,刚度越大,约束力矩越大,这适宜于裂缝出现及扩展阶段的预控。
4.2.3楼板结构细部处理
建筑平面有凹口时,凹口处外横墙应与横墙拉通对齐,并应在凹口外缘设置拉梁,其截面及配筋不能太少;凹口处的楼板应适当加厚并加强配筋,使能抵抗在此处集中的温度应力及钢筋混凝土收缩应力;在砖混结构中,凹口阳角及阴角处必须设置构造柱。在砖混结构沿所有240墙设置钢筋混凝土圈梁,圈梁平面应封闭,起圈梁作用的梁的主筋应与圈梁钢筋搭接LL(LL为圈梁钢筋的搭接长度),圈梁截面高度不宜小于200mm,配筋不宜小于4@12mm。
对刀把形等异形板块应设次梁,使板块成为矩形、四边形等形状,且板块不能太大,一般不宜大于450cm×600cm,否则应设次梁予以分离。
5现浇楼板裂缝的处理
混凝土结构裂缝修复是在可能情况下对结构构件裂缝进行相应处理,这是对结构构件的耐久性和承载力满足设计要求的一种裂缝处理方法。一般情况下,可分为表面处理法、压力灌浆法和填充法。
5.1表面处理法
这种方法主要适用于裂缝宽度<0.2mm,且深度较浅的细微裂缝,主要用来提高结构的防水性和耐久性。这种方法的特点是填充材料无法深入到裂缝内部,仅仅是对裂缝表面进行闭合处理,其修复要点为:
1)凿开表面,露出结构面,用钢丝刷清洁表面污物;
2)用清水充分清洗并干燥;
3)用弹性涂膜放水材料或聚合物灰浆等填充裂缝表面,注意涂抹均匀;
4)待第一遍涂抹层半干燥后,再涂抹第二遍,干燥固化后即可。
5.2压力灌浆法
压力灌浆是将环氧树脂或其它低粘结度粘结材料在一定的压力下注入裂缝内部的修复方法,这种方法适用于裂缝宽度在02~0.5mm之间的情况,其施工工艺大致可分为:裂缝基层处理→确定注入口,埋设灌浆嘴→封闭裂缝,试漏→压力灌浆→封口→清理表面。
5.3填充法
填充法是沿裂缝处凿开混凝土,在该处填充修补材料的裂缝修复方法。其适用于裂缝宽度>0.5mm的情况。这种方法在施工时,如凿开后发现钢筋已锈蚀,应先将钢筋除锈并作防锈处理后再作填充。对于住宅工程中常出现的钢筋混凝土楼板斜角裂缝,当裂缝贯穿板厚时,其修复方法可采取凿槽嵌补法。其方法为:先沿裂缝凿一条深40~60mm,上口宽40~60mm的V形槽,槽内先用素水泥浆打底,再采用环氧树脂浆液灌缝,剩余部分用环氧胶泥填充压实,表面用1:1微膨胀水泥砂浆(掺5﹪放水粉)抹平压实。
6结语
综上所述,结构裂缝产生的原因很多,对于钢筋混凝土楼板斜角裂缝,由于其具有普遍性的特点,应该仔细分析开裂原因,从实际出发,有针对性地采取必要的控制措施,尽量防止这类裂缝的出现,才能从根本上保证住户的利益。