第一篇:住宅现浇楼板标准层角部切角裂缝的分析和探讨论文
摘要:该文通过对砖混住宅现浇楼板由于不均匀干缩和约束外墙热膨胀而产生的板内应力的计算,分析了标准层角部切角裂缝产生的原因,提出了避免此种裂缝的方法和措施。
关键词:砖混住宅 现浇楼板 角部裂缝引言
目前,砖混结构住宅越来越多地采用现浇楼板。在工程实践中,经常发现在住宅标准层端部四角的楼板出现切角裂缝,裂缝位置一般距角部400~1000mm以内,且在板的上下表面均出现,为贯穿裂缝。由于标准层楼板温度变化小,此种裂缝的成因显然不同于屋面板的裂缝,如房屋沉降正常,此裂缝也不可能是沉降裂缝,而且也不符合荷载裂缝的形式。本文拟对这种切角裂缝进行分析,从而找出成因与解决办法。不均匀干缩引起的板内应力
混凝土在硬化过程中,多余水分蒸发引起体积缩小,称为干缩。由于梁和板的水力半径倒数不同,板的干缩受到约束。同时梁板混凝土的收缩还受到纵横墙体的双向约束,这些约束作用在板上产生相应的正拉应力和剪应力。公式:
x=σx=-Eε(t)(1-chβx/chβL/2)H(t)-Cxεr(t)shβx.H(t)/βchβL/2(0≤x≤3L/8)
x=-Cxεr(t)/βchβL/2[shβx-shβL/2/1-el/8.(1-e(x-3L/8))]H(t)(3L/8≤x≤L/2)
由上式可见,约束应力中水平方向拉应力在板中间最大,剪应力在距板边L/8处最大,当在该区域的水平拉应力和剪应力的合力大于钢筋混凝土的抗拉强度时,就会产生切角贯穿斜裂缝。
下面对一个房间的楼板计算其收缩应力,取L1=3960mm,L2 =3360mm,楼板厚100mm,采用C20混凝土。由于砖混结构的圈梁与墙体同步施工,梁与大气接触的边长小,所以梁的水力半径倒数小,引起的梁板不均匀干缩要比框架结构大。它们的水力半径倒数:
γ梁=0.07cm-1
γ板=0.2cm-1
对低配筋率的钢筋混凝土,计算收缩值:
ε(t)=εoM1M2......M10(1-e-0.01t)
式中ε(t)---任意时间的收缩;t---由浇捣混凝土开始的天数,由于裂缝一般出现在施工后期,取200d;εo---标准状态下的收缩量,取3.24×10-4;M1M2......M10---非标准状态下的修正系数,考虑一般的施工得:M1(水泥品种)取1.1,M2(水泥细度)取1.35,M3(骨料)取1.0,M4(水泥比)取1.42,M5(水泥浆量)取1.75,M6(自然养护天数短)取1.11,M7(环境相对湿度)取1.0,M8(水利半径倒数)梁取0.176、板取1,M9(机械振捣)取1.0,M10(配筋率,包括不同模量比)梁取0.85、板取0.94。
板的收缩:ε板(200)=3.24×10-4×(1-e-0.01×200)×1.1×1.35×1×1.42×1.75×1.11×1×1×0.94=10.79×10-4
梁的收缩:ε梁(200)=3.24×10-4×(1-e-0.01×200)×1.1×1.35×1×1.42×1.75×1.11×1×0.176×1×0.85=6.98×10-4
梁板混凝土的相对收缩差ε差=ε板-ε梁(=3.81×10-4
考虑混凝土徐变的x=3/8L处的应力公式为:
=Cxεshβ3/8LH(t)/βchβL/2
σ=Eε(1-chβ.3L/8/chβ.L/2)H(t)
式中H(t)为考虑徐变引起的内力松弛系数,平均取0.5;
Cx为水平阻力系数,梁板混凝土之间的约束取1.5N/mm3,墙与混凝土约束取0.8N/mm3;L为板长;β=√Cx/HE,在板混凝土-梁混凝土纵向取β1=2.73×10-4,在板混凝土-梁混凝土横向取β2=2.96×10-4,砖-混凝土纵向取β3=1.99×10-4,在砖-混凝土横向取β4=2.16×10-4,而其中H为混凝土换算宽度,取0.2L;E为混凝土弹性模量,取2.55×104N/mm2;
(1)梁板混凝土不均匀收缩而产生的剪应力和正拉应力
纵向:y1=Cxε差(shβ13/8L1/β1chβ1L1/2)H(t)=0.379MPa
σy1=Eε差(1-chβ13/8L1/chβ1L1/2)H(t)=0.281MPa
横向:x1=Cxε差(shβ23/8L2/β2chβ2L2/2)H(t)=0.327MPa
σx1=Eε差(1-chβ23/8L2/chβ2L2/2)H(t)=0.239MPa
(2)墙体约束对混凝土梁板的剪应力和正拉应力
纵向:y2=Cxε梁(shβ33/8L1/β3chβ3L1/2)H(t)=0.39MPa
σy2=Eε梁(1-chβ33/8L1/chβ3L1/2)H(t)=0.285MPa
横向:x2=Cxε梁(shβ43/8L2/β4chβ4L2/2)H(t)=0.339MPa
σx2=Eε梁(1-chβ43/8L2/chβ4L2/2)H(t)=0.246MPa
(3)楼板剪应力和正拉应力的合力
纵向:σ=√(σy1+σy2)2+(y1+y2)2=0.955MPa
横向:σ=√(σx1+σx2)2+(x1+x2)2=0.824MPa
由此可见,正常施工条件下砖混住宅标准层端部楼板的干缩应力并不足以引起切角裂缝,这也符合其它部位的楼板不出现裂缝的事实。考虑外墙受热膨胀后的板内应力
房屋四角楼板与其他楼板不同之处在于,外墙无保温设施,因夏季气温升高而膨胀,而室内楼板并不同步升温,故约束其膨胀,从而受到拉应力,拉应力在墙体端部最大。公式:
σT==Cxαctcshβ.xH(t)/βchβ2/L
式中Cx为楼板与外墙间混凝土的阻力系数,取1.5N/mm3;αc为混凝土线膨胀系数1×10-5/℃;tc为温差,杭州夏季室内外温差较大,取10℃;H(t)为考虑徐变的应力松驰系数,由于升温较快,取0.7;β=√Cxt/bhE,此处b为墙高取2800mm,h为墙厚240mm,E为混凝土弹性模量,t为板厚100mm,故β=0.936×10-4。
在距角部L板/8处(x≈11/24L墙,L墙为墙体总长,取10m),则:
σT=Cxαctcshβ.11/24LH(t)βchβ2/L=0.519MPa
在混凝土不均匀干缩和外墙膨胀的共同作用下:
纵向:σ=√(σy1+σy2+σT)2+(y1+y2)2=1.33MPa>f1=1.1N/mm2
横向:σ=√(σx1+σx2+σT)2+(x1+x2)2=1.11MPa>f1=1.1N/mm2结论和建议
由以上计算分析可看出,由于混凝土的不均匀干缩和外墙相对于楼板的膨胀变形,在砖混住宅标准层的端部四角楼板中产生了正拉应力和剪应力,当二者的合力(即斜拉应力)超过了混凝土的抗拉强度,就容易产生切角贯穿裂缝。要减少这种裂缝的发生,可采取以下措施:
(1)提高施工质量。减小干缩应力是减少切角裂缝的主要手段。混凝土中的砂石配比不当,砂多石少,水灰比控制不严,水泥浆量过大(尤其当采用商品混凝土时),保湿养护期过短,均会增大混凝土的收缩应力。在混凝土的配合比设计中,在保持良好的工作性条件下,应尽量减小混凝土的用水量,以减小混凝土的收缩应力。在混凝土中适量地掺加塑化剂、减水剂可减少收缩,但过量掺加反而会增加混凝土的收缩。良好的养护可显著地减少混凝土的收缩应力。
(2)减少外墙和室内楼板的温差一般很难做到,因此可从减小外墙的连续长度来减小温差应力,比如设置大的落地门窗和八角窗可有效地减小端部温差应力,避免切角裂缝的产生。
(3)设计中可提高房屋四角的板配筋率,从而增大混凝土的极限拉伸值。角部负筋应有足够的长度以越过裂缝易发生的区域(宜双层双向配筋),也可在四角设置放射筋以抵抗裂缝。
在杭州维也纳春天住宅小区的设计中综合采取以上措施,未再发现标准层角部切角贯穿裂缝,取得了较好的效果。
第二篇: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。
第三篇:分析现浇工程钢筋混凝土楼板裂缝
浅谈现浇工程钢筋混凝土楼板裂缝
摘要:根据多年的现场经验和查询有关资料,对住宅工程的现浇楼板裂缝这一常见质量问题进行了分析并提出了一些相应的防治措施。从四个方面对此问题进行了分析。这四个方面分别是:设计角度、施工技术角度、砼的质量角度、过失弥补的角度。这几个方面,作者均做了比较详细的阐述,同时对问题也提出了一些自己的想法,由于此类问题是作者在工程施工过程和维修保驾工作中比较常见的经历,所以有比较深刻的认识,也是自己的学习过程、经验累积的过程、能力成长的过程。作者通过发现问题、研究问题、解决问题的经历对此问题的认识又有了进一步的提升。最后,作者呼吁在施工过程中每个工程管理人员要及时发现并总结导致问题产生的新的原因并找出解决问题的办法,确保工程建设的质量。
关键词:裂缝;分析;防治
随着社会经济的快速发展,公用建筑及住宅建设的步伐也在加快,不计其数的办公楼和住宅小区相继建成,人们陆续搬进新居,他们对办公环境和住房的质量要求越来越高,与此同时,人们对建筑结构的安全的关注程度也越来越高,尤其对一些现浇楼板出现的裂缝情况非常关注,担心这些裂缝最终会引发安全事故,因而向建筑质量监督部门投诉的事情也时有发生,这也一直是施工单位和开发商经常面对的质量难题。
问题剖析
对于上述情况,本人也经历不少,尤其是入住后期的维修阶段发
生频率较高,根据多个工程的施工和管理经验,也结合一些查找的资料,现从以下几点对裂缝产生的原因及如何防治进行分析:
1、设计中重点加强部位
从工程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末端或外侧发生45度左右的楼地面斜角裂缝。其原因主要是砼的收缩特性和温差双重作用所引起的,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。
对于外墙转角处的放射形钢筋,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),当阳角处的房间在不按双层双向钢筋加密加强而仍按分离式设置构造负弯矩短筋时,45度的斜向裂缝仍然会向内转移到放射筋的末端或外侧,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,并且放射形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。
2、施工中应采取的主要技术措施
楼面裂缝的发生除以阳角45度斜角裂缝为主外,其他还有较常
见的就是预理线管及线管集散处。现从施工角度进行综合分析,并分类采取以下几项主要技术措施。
2.1重点加强楼面上层钢筋网的有效保护措施
钢筋在楼面砼板中的抗拉受力,起着抵抗外荷载所产生的弯矩和防止砼收缩和温差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。在实际施工中,楼面下层的钢筋网在受到砼垫块及模板的依托下保护层比较容易正确控制,楼面上层钢筋网的有效保护,一直是施工中的一大难题。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马凳设置间距有时过大,甚至不设。
在上述四个原因中,前两条是客观存在,不可能也难于提出措施加以改进(否则楼面负筋用钢量将大大增加,造成浪费)。但后二个原因却在施工中必须大大加以改进,对于最后一个原因,根据大量的施工实践,建议楼面双层双向钢筋(包括分离式配置的负弯矩短筋)必须设置钢筋小马凳,其纵横向间距不应大于700毫米(即每平方米不得少于2个),特别是对于准8一类细小钢筋,小马凳的间距应控制在600毫米以内(即每平方米不得少于3个),才能取得较良好的效果。对于第三条原因,可采取下列综合措施加以解决:
(1)在楼梯、通道等频繁和必须的通行处应搭设(或铺设)临时的简易通道,以供必要的施工人员通行。
(2)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,应自觉沿钢筋小马凳支撑点通行,不得随意踩踏中间架空部位钢筋。
(3)安排足够数量的钢筋工(一般应不少于3~4人或以上)在砼浇筑前及浇筑中及时进行整修,特别是支座端部受力最大处以及楼面裂缝最容易发生处(四周阳角处、预埋线管处以及大跨度房间处)应重点整修。
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砼受到较多削弱,从而引起应力集中,容易导致裂缝发生的薄弱部位。当预理线管的直径较小,并且房屋的开间宽度也较小,同时线管的敷设走向又不重于砼的收缩和受拉方向时,一般不会发生楼面裂缝。反之,当预埋线管的直径较大,开间宽度也较大,并且线管的敷设走向又重合于砼的收缩和受拉力向时,就很容易发生楼面裂缝。因此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。根据经验,建议增设的抗裂短钢筋采用,直径6~8钢筋间距≤150,两端的锚固长度应不小于300毫米。
3、商品砼的性能改善
混凝土结构的宏观裂缝产生的原因主要有三种,一是由外荷载引起的,这是发生最为普遍的一种情况,即常规计算的主要应力引起的;二是结构次应力引起的裂缝,这是由于结构的实际工作状态与计算假设模型的差异引起的;三是变形应力引起的裂缝,这是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起结构变形,当变形受到约束时便产生应
力,当此应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝。
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和原材料价格上涨的影响,导致各商品砼厂商以采用大粉煤灰掺量,低价位、低性能的砼掺加剂,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。因此应尽快健全和统一对商品砼厂商的行业管理,促使商品砼厂商转变观念,控制好原材料质量。另一方面使用方在订购商品砼时,应根据工程的不同部位和性质提出对砼品质的明确要求,不能片面压价和追求低价格、低成本而忽视了砼的品质,导致砼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,以保证砼熟料的半成品质量。
4、裂缝的弥补处理
在采取了上述综合性防治措施后,由于各种原因仍可能有少量的楼面裂缝发生。根据经验,楼地面上部的面层一般较厚,可以通过在找平层中增改钢丝网、钢板网或抗裂短钢筋进行加强,并且上部常被木地板等装饰层所遮盖,问题相对较小。但板底则粉刷层较薄,并且通常无吊顶遮盖,更易暴露裂缝,影响美观并引起投诉,所以板底更应妥善处理。板底裂缝宜委托专业加固单位采用复合增强纤维等材料对裂缝作粘贴加强处理,当遇到裂缝较宽、受力较大等特殊情况时,建议采用碳纤维粘贴加强。复合增强纤维的粘贴宽度以350-400毫米为宜,既能起到良好的抗拉裂补强作用,又不影响粉刷和装饰效梁,是目前较理想的裂缝弥补措施。
结束语
关于现浇混凝土楼板裂缝的产生原因和防治办法,上面已经进行了总结和分析,但是随着施工技术和施工方法的不断更新,新的导致裂缝出现的原因会不断出现,每个工程管理人员都应该对此引起足够的重视,在工程管理过程中不断去总结,发现问题并想出好的解决问题的方法,只有这样,我们才会持续建设出真正的精品工程。
参考文献:
1、建筑施工手册(第四版)
2、建筑工程质量验收规范
第四篇:住宅建筑现浇混凝土楼板裂缝的防治措施(范文)
住宅建筑现浇混凝土楼板裂缝的防治措施
摘要 本文主要从建筑设计、施工、监督等方面来分析楼板裂缝的成因与防治措施。关键词 建筑 混凝土 楼板裂缝防治
近年来,住宅建筑的楼面板和屋面,已由现浇混凝土板代替了预制混凝土空心板,房屋的结构整体性和抗震性能都有了很大的提高。但是,由于混凝土收缩应力、温度影响、砖混结构施工的特殊性等因素,我们发现楼板裂缝有各种不同表现形式,如表面龟裂,浅层不规则裂缝,深层或贯通的纵、横向裂缝以及斜向裂缝,并呈现出逐年增多的趋势。对此,居民反映强烈,现浇混凝土楼板裂缝问题是建筑工程常见的质量通病。这些裂缝,轻者(规范允许裂缝宽度范围内)影响美观和使用功能,影响保温隔热、隔声、防水,重者涉及结构安全和人民财产安全。防治现浇混凝土楼板裂缝,确保工程质量,让广大用户放心,成为工程管理者和建设者研究和探讨的问题。
混凝土现浇板裂缝的防治,从设计、施工方面来剖析楼板裂缝的成因与防治措施。监督与监理是重要保证。现就如何防治住宅现浇混凝土楼板裂缝,提出如下措施。
一、裂缝产生的设计原因
在住宅建筑设计中,设计单位必须认真执行《砌体结构设计规范》(GB50003-2001)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)等规范的有关规定,采取以下设计技术措施,防治现浇混凝土楼板裂缝。
必须严格执行《砌体结构设计规范》(GB50003-2001)关于砌体房屋伸缩缝最大间距的规定,在未采取切实可靠的技术措施作保障时,伸缩缝间距不得超越伸缩缝最大间距的规定。住宅建筑平面较为复杂或因工程需要建筑物长度超过规范规定的伸缩缝间距时,宜选用相应的结构计算软件进行混凝土楼板的温度应力分析,确定温度应力集中的部位,从而采取相应的技术措施。设计中要采取缩小现浇板长度的措施,减少混凝土收缩应力和温度收缩应力影响。要求按照住宅单元设计混凝土现浇板,即相邻住宅单元的混凝土现浇板是不连续板,单元之间隔墙的混凝土圈梁为板底圈梁,并对单元之间隔墙两侧的纵向混凝土圈梁采取局部后浇措施,避免混凝土现浇板由于设计长度过长而产生裂缝。现浇板厚度必须符合《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)关于现浇钢筋混凝土板最小厚度的要求;跨度较大现浇楼板厚度的确定,应考虑到板在正常使用极限状态下挠度的计算值应符合规范要求;也可适当增加板厚,以提高其刚度,增强混凝土现浇板的抗裂能力。住宅现浇混凝土楼板应按不出现裂缝设计。
外墙设计必须符合节能要求,可按《砌体结构设计规范》(GB50003-2001)的要求,在外墙内侧设置混凝土圈梁,减少温度对混凝土圈梁及混凝土现浇板的影响,从而避免由于温度影响导致混凝土现浇板产生裂缝。
混凝土现浇板宜采用直径小而间距密的配筋方式,尽量使用变形钢筋,提高钢筋的变形力,增强混凝土现浇板的抗裂能力。楼板配筋时,应同时考虑荷载应力和温度应力的影响因素。靠近山墙部位的板块宜配置双层双向钢筋网片。墙阳角处应增设放射性钢筋。在温度、收缩应力较大的现浇板区域内,应配置双层双向钢筋网片。屋面板筋宜采用双层双向钢筋。
各类预留管线应尽量在圈梁及墙体内敷设。必须在楼板内敷设的管线,应尽量平行于楼板受力方向(或双向板的短边方向)布设。现浇板中预埋管线应避免集中布置,预埋管径较粗时,管线必须设置在板厚中心位置;管线应尽量避免立体交叉穿越,确需交叉时应采用布置线盒的方法处理,预埋管线处应采取增设钢筋网等加强措施。
住宅的建筑平面设计宜规则,免平面形状突变;特殊条件下应采取在不规则处设置双层双向钢筋网片或暗梁的方法进行处理。
屋面板应设置保温、隔热层,保温层厚度应根据材料的参数进行热工计算,然后确定其厚度。刚性屋面防水层应按规范要求及屋面节点设计详图设置分格缝,分格缝内应嵌填密封防水材料。
二、现浇混凝土裂缝防治措施
施工单位要采取以下措施,防治现浇混凝土楼板裂缝。
由于目前住宅建筑施工进度过快,楼板混凝土疏于养护,致使在现浇板内形成较大收缩应力,是造成混凝土楼板裂缝的主要原因之一。因此,科学组织施工,是控制现浇混凝土楼板裂缝产生的主要措施。要求不论在任何情况下,现浇混凝土楼板在浇筑后五日,120 小时内,除进行正常的养护工作外,不允许进行上楼层的砌筑工程,且不允许在楼板上堆放硬物等施工活动。
现浇混凝土楼板在施工前,应采集现场的砂、石子、水泥等材料进行配合比设计,做好调整试配工作,严格控制水灰比和坍落度。浇筑混凝土时,要保证振捣密实,且不得漏振。
现浇板钢筋的保护层及板厚应严格控制,板的负弯矩钢筋应设置通长钢筋马凳支撑,浇筑混凝土时应设跳板以免踩乱钢筋。现浇混凝土楼板在浇筑完毕后,必须按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)的规定覆盖并浇水养护,确保养护标准,减少混凝土的收缩。主体工程竣工前,不得进行预留纵向混凝土圈梁后浇带的钢筋焊接。待主体工程竣工后,自下而上逐层进行纵向混凝土圈梁后浇带的施工。顶层纵向混凝土圈梁后浇带的施工,必须在混凝土浇筑完毕十日后进行。
在混凝土强度未达到1.2MPa 前,不得有踩踏行为,严禁在楼板上倾倒施工材料的行为。严格控制施工荷载不超过设计荷载,当施工荷载较大时,楼板下应根据计算加设支撑。现浇混凝土楼板的模板支撑位置,要经过计算来确定。底层模板支撑在回填土上时,要做到回填土夯打密实,避免由于回填土压缩变形或遇水沉降影响现浇混凝土楼板的质量。上下楼层的模板支撑要对应设置,并设置足够的垫板,避免上层施工荷载对下层楼板产生不利影响。现浇板底模拆除时的混凝土强度应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)的规定。拆除现浇混凝土楼板的模板时,要充分考虑该楼层现浇混凝土板承受上层楼板及其他堆放物的影响。若该层楼板承受上层现浇混凝土楼板及其他堆放物的重量时,在该层楼板的混凝土强度未达到100%时,严禁拆除模板支撑。
另外,监督部门及工程监理单位必须认真执行国家规范。规程的有关规定,增强质量意识,强化监督管理,监督和督促各项技术措施的落实,保证现浇混凝土楼板裂缝能得到有效防治质量监督部门必须将防治现浇混凝土楼板裂缝作为质量监督的工作重点,实施重点监督管理。负责监督施工单位落实防治现浇混凝土楼板裂缝的技术措施,对施工单位违反规范、规程有关规定的施工行为,必须责令其限期整改。加强对现浇板施工质量的抽查,并严格检测钢筋混凝土保护层厚度、混凝土强度、楼板厚度等质量技术指标,对不能满足规范和设计要求的工程不准主体验收和装饰工程施工。做到监督超前,尽量消除质量隐患,确保施工质量。
工程监理单位对于现浇混凝土楼板工程,必须采取旁站监理、参与施工的全过程;必须做好原材料进场验收、见证取样送检、混凝土开盘鉴定、计量控制、坍落度检查、钢筋位置控制、板厚度控制、浇水养护、拆模时间等各主要环节的质量监理,做好相应技术文件。负责落实防治现浇混凝土楼板裂缝的技术措施,协助施工单位制定切实可行的防治裂缝施工方案,并督促施工单位全面落实施工质量目标责任制,确保施工质量。
三、结束语
综上所述,现浇混凝土楼板裂缝的产生原因及预防措施应是多方面的,只要从设计质监、监理等部门和单位的通力合作与积极配合。不能仅从某一方面加以控制,要科学合理地考虑各种存在的影响因素,做到严格控制和规范施工,就一定能够把现浇板的裂缝宽度控制在规范以内。
第五篇:现浇住宅楼板产生裂缝的原因及防治措施
现浇住宅楼板产生裂缝的原因及防治措施
一、概况
如汕头市某一住宅小区共建住宅楼14幢,总建筑面积约15万平方米。地下一层,地上8~18层,多层为框架结构,建筑高度为29.5m,高层为框-剪结构,建筑高度为63.5m,该建筑基础为锤击高强预应力混凝土管桩;楼面结构层为现浇钢筋混凝土板,板厚100mm,本工程结构构件裂缝控制等级为三级,最大裂缝宽度限值为:室内正常环境0.3mm,露天环境及地下室0.2mm。该工程于经实地踏看发现楼板有裂缝出现,14幢房屋均存在深浅不一的裂缝。裂缝宽度在0.2mm-0.4mm之间,裂缝位置绝大多数处在板四周阳角处,少数沿板跨间及板负筋边缘的裂缝。于是,根据业主要求组织有关单位,首先对房屋沉降量和倾斜度进行复查,结果都在允许范围内,为确认混凝土强度,现场取24个部位作了回弹实验,并用超声波和钻芯取样进行强度校正,实验结果满足设计强度要求。而从施工单位提供的各项原材料质量证明书、复验报告、混凝土强度实验报告和现场原材料抽样分析的结果来看,可以排除各种原材料不合格的因素。再查看施工图纸也符合有关规范要求。鉴于上述情况,经过认真分析,确认引起现浇板裂缝原因有以下几点:
(一)混凝土的收缩:混凝土的收缩变形是混凝土的固有特性,主要表现形式为浇筑初期(终凝前)的凝缩变形、硬化过程中的干缩变形、在恒温绝湿条件下由凝胶材料的水化作用引起的自生收缩变形和温度下降引起的冷缩变形。
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,通常浇筑后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。
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。
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1~2d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。
3、温度下降引起的冷缩变形
收缩裂缝由温度影响产生的另一种裂缝,是混凝土外约束引起的,大多发生在混凝土的降温阶段,混凝土逐渐散热和冷却收缩过程中,全部或部分外约束,会产生较大的拉应力,当拉应力超过混凝土极限抗拉强度,就会产生降温收缩裂缝,收缩裂缝多在混凝土养护一段时间才出现的,裂缝较深,有时是贯通性的。
(二)现浇板上过早施工而加荷引起的裂缝:《混凝土结构施工质量验收规范》规定,混凝土强度达到 1.2 N/ mm2前,不得在其上踩踏或安装模板及支架。但有时由于为了抢时间,赶进度,在刚浇好的现浇板上或混凝土尚处在初凝阶段,就任意踩踏,搬运材料,集中堆放砖块、砂浆、模板等。过早的加荷,人为地造成了现浇板裂缝。
(三)板负筋下沉产生的裂缝:在楼面工程施工中各种交叉作业,楼面负筋位置的正确性难以得到保证,由于受到施工人员踩踏后会使钢筋弯曲、变形,致使负筋下陷,保护层过大,降低了板截面的有效高度,使板的承载能力达不到设计的要求,从而导致板裂缝的产生。
二、防治措施
如何防治现浇板板裂缝的产生,根据多年的施工经验,提供以下一些防治措施,可供参考:
(一)设计方面
在设计方面应该注意以下几点:
1.现浇板结构设计中除考虑强度要求外,还应进行挠度及裂缝验算,考虑施工不均匀性及混凝土本身的收缩因素,适当增加板厚,增强板的刚度。
2.宜采用较小直径密度分布的方式进行布筋,为防止温度及收缩引起的应力影响,应适当提高配筋率,这样可提高混凝土体的极限拉伸应变及混凝土抵抗干缩变形的能力,防止因混凝土自身收缩出现大量的应力集中点,使局部出现塑性变形产生裂缝。另外混凝土标号设计强度不宜太高。
3.应在楼板上每隔20m左右处设置一后浇带,并在楼板中间墙体支座处设一条伸缩缝,使其释放内应力。
4.楼板因四周嵌固于墙体内,应在四角部位按要求配置双向钢筋,伸出长度应小于1/3L(L 为短向边长),且不小于1.2m为宜。
5.在抗震非设防地区,也应适当增设混凝土构造柱,提高房屋整体抗震强度。
(二)施工方面
1.应严格按配合比进行计量投料,控制搅拌时间及水灰比,并根据现场砂含水量变化及原砂中含粒径5cm以上的砾石筛选调整施工配合比,保持混凝土强度及坍落度一致,防止因水及水泥用量过多而增加混凝土中多余的水分及空气,从而产生较大的内应力,导致产生收缩裂缝。
2.混凝土中骨料的用量占体积的70%左右,必须注意粗骨料的质量,宜用粒径15~20mm的石子进行合理级配,含泥量 <1%;砂子应用中、粗砂,含泥量 <3%,砂率控制为40%左右,坍落度控制为14~20mm;水泥应选用非早强度型、水化热低和质量稳定的普通硅酸盐水泥,减少混凝土自身收缩。
3.严格控制板面负筋保护层厚度。现浇板负筋按设计要求都放在板上面,有梁通过或隔断时,一般放置在梁钢筋上面或与梁钢筋绑扎在一起。为了控制好负筋保护层厚度,必须采用Φ10~14的钢筋马凳,纵横间距为800mm左右来固定负筋的位置,并用电焊把马凳与负筋焊牢,使马凳在混凝土浇筑过程中不移位,保证负筋不下沉,从而有效控制负筋保护层的厚度,不使板负筋保护层过厚而产生裂缝。模板中线管铺设密集处的上部及下部铺放一层18号钢丝网,宽度每边应大于管区100mm为宜。
三、裂缝的处理方法
经过以上的分析,本楼层的结构是安全的,梁板的承载力是满足设计要求的。根据结构设计说明及参照《混凝土工程裂缝调查及补强加固规程》4.2.3条款之规定,小于0.3mm的裂缝无须修补。但考虑到本工程的重要性和业主对此问题的重视程度,同时也为了防止钢筋锈蚀而影响耐久性,本着预防为主的原则,决定按照需要修补的规定进行修补。具体修补处理如下。
1、对于一般混凝土楼板表面的龟裂,可先将裂缝清洗干净,待干燥后用环氧浆液灌缝或用表面涂刷封闭。施工中若在终凝前发现龟裂时,可用抹压一遍处理;其它一般裂缝处理可在清洗板缝后用1:2或1:1水泥砂浆抹缝,压平养护。
2、当裂缝较大时,应沿裂缝凿八字形凹槽,冲洗干净后,用1:2水(下转119页)(上接118页)泥砂浆抹平,也可以采用环氧胶泥嵌补。
3、当楼板出现裂缝面积较大时,应对楼板进行静载试验,检验其结构安全性,必要时可在楼板上增做一层钢筋网片,以提高板的整体性。
4、个别通长、贯通的危险结构裂缝,裂缝宽度大于0.3mm的,采用结构胶粘扁钢加固补强。板缝用灌缝胶高压灌胶。
结束语
现浇钢筋混凝土楼板裂缝是工程常见的质量通病,大量工程实践说明,只要在设计和施工过程中针对各影响因素考虑全面、细致,严格遵守设计和施工规范,弄清裂缝出现的原因,再加以正确的处理措施,裂缝是可以得到控制和预防的。