現(xiàn)澆住宅樓板產生裂縫的原因及防治措施

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摘要:近年來住宅建筑數(shù)量不斷增多,而現(xiàn)澆樓板裂縫是目前最普遍也較難克服的質量通病之一,雖然有的裂縫對結構安全沒有多大危害,但在有水源等特殊情況下會發(fā)生滲漏缺陷,容易引起住戶投訴。本文結合工程實例,分析樓板裂縫產生的原因及防治措施、處理方法,供同行借鑒。
 　　關鍵詞:樓板裂縫;開裂原因;防治措施;處理辦法
 　　一、概況:
　　如汕頭市某一住宅小區(qū)共建住宅樓14幢,總建筑面積約15萬平方米。地下一層,地上8~18層,多層為框架結構,建筑高度為29.5m,高層為框-剪結構,建筑高度為63.5m,該建筑基礎為錘擊高強預應力混凝土管樁;樓面結構層為現(xiàn)澆鋼筋混凝土板,板厚100mm,本工程結構構件裂縫控制等級為三級,最大裂縫寬度限值為:室內正常環(huán)境0.3mm,露天環(huán)境及地下室0.2mm。該工程于經實地踏看發(fā)現(xiàn)樓板有裂縫出現(xiàn),14幢房屋均存在深淺不一的裂縫。裂縫寬度在0.2mm-0.4mm之間,裂縫位置絕大多數(shù)處在板四周陽角處,少數(shù)沿板跨間及板負筋邊緣的裂縫。于是,根據(jù)業(yè)主要求組織有關單位,首先對房屋沉降量和傾斜度進行復查,結果都在允許范圍內,為確認混凝土強度,現(xiàn)場取24個部位作了回彈實驗,并用超聲波和鉆芯取樣進行強度校正,實驗結果滿足設計強度要求。而從施工單位提供的各項原材料質量證明書、復驗報告、混凝土強度實驗報告和現(xiàn)場原材料抽樣分析的結果來看,可以排除各種原材料不合格的因素。再查看施工圖紙也符合有關規(guī)范要求。鑒于上述情況,經過認真分析,確認引起現(xiàn)澆板裂縫原因有以下幾點:
　　(一)混凝土的收縮:混凝土的收縮變形是混凝土的固有特性,主要表現(xiàn)形式為澆筑初期(終凝前)的凝縮變形、硬化過程中的干縮變形、在恒溫絕濕條件下由凝膠材料的水化作用引起的自生收縮變形和溫度下降引起的冷縮變形。
 　　1、澆筑初期(終凝前)的凝縮變形
 　　凝縮變形產生的裂縫發(fā)生在混凝土結硬前最初幾小時內,通常澆筑后24h即可觀察到。這種裂縫有兩類:一類是由于塑性混凝土下沉產生的裂縫,在梁、板中都有可能產生;另一類是塑性收縮裂縫,常出現(xiàn)在板中,裂縫逞不規(guī)則的雞爪狀或地圖狀。凝縮變形產生的裂縫多與混凝土的泌水現(xiàn)象有關。
 　　新澆筑的混凝土經壓實后,由于重力作用,重的固體顆粒向下沉,迫使輕的水向上移,即所謂“泌水”。當固體顆粒彼此支撐不再下沉,或水泥結硬阻礙了它的下沉,泌水即停止。如混凝土中固體顆粒能不受阻礙地自由下沉,則僅使結硬后混凝土的體積減少,并不會產生裂縫。
 　　塑性收縮裂縫并不受混凝土中鋼筋的影響,影響塑性收縮裂縫的主要因素是混凝土表面的干燥速度,當水分蒸發(fā)速度超過了泌水速度時,就會產生這種裂縫。因此凡是能加速蒸發(fā)速度的因素(如氣溫高、相對濕度低、風速大以及混凝土中溫度高于周圍空氣溫度)都會促使塑性收縮裂縫的發(fā)生。塑性收縮裂縫的表面寬度有的可達1~2mm。這種裂縫在自由支承板的四角處則很少出現(xiàn),因為角部的干縮不受約束;相反,如板的邊緣受到約束(磚墻等),則將出現(xiàn)與板邊呈45°的一系列平行裂縫。
 　　2、硬化過程中的干縮和水化作用引起的自身收縮
 　　自身收縮與干縮一樣,在澆筑后相當長的時間,約1~2d才會出現(xiàn),它是由于水的遷移而引起的。但它不是由于水向外蒸發(fā)散失,而是因為水泥水化時消耗水分造成凝膠孔的液面下降,形成彎月面,產生所謂自干燥作用,使混凝土體的相對濕度降低和體積減少;水灰比的變化對干燥收縮和自身收縮的影響正相反,即當混凝土的水灰比降低時干燥收縮減少,而自身收縮增大。
 　　3、溫度下降引起的冷縮變形
 　　收縮裂縫由溫度影響產生的另一種裂縫,是混凝土外約束引起的,大多發(fā)生在混凝土的降溫階段,混凝土逐漸散熱和冷卻收縮過程中,全部或部分外約束,會產生較大的拉應力,當拉應力超過混凝土極限抗拉強度,就會產生降溫收縮裂縫,收縮裂縫多在混凝土養(yǎng)護一段時間才出現(xiàn)的,裂縫較深,有時是貫通性的。
 　　(二)現(xiàn)澆板上過早施工而加荷引起的裂縫:《混凝土結構施工質量驗收規(guī)范》規(guī)定,混凝土強度達到 1.2 N/ mm2前,不得在其上踩踏或安裝模板及支架。但有時由于為了搶時間,趕進度,在剛澆好的現(xiàn)澆板上或混凝土尚處在初凝階段,就任意踩踏,搬運材料,集中堆放磚塊、砂漿、模板等。過早的加荷,人為地造成了現(xiàn)澆板裂縫。
 　　(三)板負筋下沉產生的裂縫:在樓面工程施工中各種交叉作業(yè),樓面負筋位置的正確性難以得到保證,由于受到施工人員踩踏后會使鋼筋彎曲、變形,致使負筋下陷,保護層過大,降低了板截面的有效高度,使板的承載能力達不到設計的要求,從而導致板裂縫的產生
二、防治措施
 　　如何防治現(xiàn)澆板板裂縫的產生,根據(jù)多年的施工經驗,提供以下一些防治措施,可供參考:
　　(一)設計方面
 　　在設計方面應該注意以下幾點:
　　1.現(xiàn)澆板結構設計中除考慮強度要求外,還應進行撓度及裂縫驗算,考慮施工不均勻性及混凝土本身的收縮因素,適當增加板厚,增強板的剛度。
 　　2.宜采用較小直徑密度分布的方式進行布筋,為防止溫度及收縮引起的應力影響,應適當提高配筋率,這樣可提高混凝土體的極限拉伸應變及混凝土抵抗干縮變形的能力,防止因混凝土自身收縮出現(xiàn)大量的應力集中點,使局部出現(xiàn)塑性變形產生裂縫。另外混凝土標號設計強度不宜太高。
 　　3.應在樓板上每隔20m左右處設置一后澆帶,并在樓板中間墻體支座處設一條伸縮縫,使其釋放內應力。
 　　4.樓板因四周嵌固于墻體內,應在四角部位按要求配置雙向鋼筋,伸出長度應小于1/3L(L 為短向邊長),且不小于1.2m為宜。
 　　5.在抗震非設防地區(qū),也應適當增設混凝土構造柱,提高房屋整體抗震強度。
 　　(二)施工方面
 　　1.應嚴格按配合比進行計量投料,控制攪拌時間及水灰比,并根據(jù)現(xiàn)場砂含水量變化及原砂中含粒徑5cm以上的礫石篩選調整施工配合比,保持混凝土強度及坍落度一致,防止因水及水泥用量過多而增加混凝土中多余的水分及空氣,從而產生較大的內應力,導致產生收縮裂縫。
 　　2.混凝土中骨料的用量占體積的70%左右,必須注意粗骨料的質量,宜用粒徑15~20mm的石子進行合理級配,含泥量 <1%;砂子應用中、粗砂,含泥量 <3%,砂率控制為40%左右,坍落度控制為14~20mm;水泥應選用非早強度型、水化熱低和質量穩(wěn)定的普通硅酸鹽水泥,減少混凝土自身收縮。
 　　3.嚴格控制板面負筋保護層厚度?，F(xiàn)澆板負筋按設計要求都放在板上面,有梁通過或隔斷時,一般放置在梁鋼筋上面或與梁鋼筋綁扎在一起。為了控制好負筋保護層厚度,必須采用Φ10~14的鋼筋馬凳,縱橫間距為800mm左右來固定負筋的位置,并用電焊把馬凳與負筋焊牢,使馬凳在混凝土澆筑過程中不移位,保證負筋不下沉,從而有效控制負筋保護層的厚度,不使板負筋保護層過厚而產生裂縫。模板中線管鋪設密集處的上部及下部鋪放一層18號鋼絲網,寬度每邊應大于管區(qū)100mm為宜。
 　　三、裂縫的處理方法
 　　經過以上的分析,本樓層的結構是安全的,梁板的承載力是滿足設計要求的。根據(jù)結構設計說明及參照《混凝土工程裂縫調查及補強加固規(guī)程》4.2.3條款之規(guī)定,小于0.3mm的裂縫無須修補。但考慮到本工程的重要性和業(yè)主對此問題的重視程度,同時也為了防止鋼筋銹蝕而影響耐久性,本著預防為主的原則,決定按照需要修補的規(guī)定進行修補。具體修補處理如下。
 　　1、對于一般混凝土樓板表面的龜裂,可先將裂縫清洗干凈,待干燥后用環(huán)氧漿液灌縫或用表面涂刷封閉。施工中若在終凝前發(fā)現(xiàn)龜裂時,可用抹壓一遍處理;其它一般裂縫處理可在清洗板縫后用1:2或1:1水泥砂漿抹縫,壓平養(yǎng)護。
 　　2、當裂縫較大時,應沿裂縫鑿八字形凹槽,沖洗干凈后,用1:2水(下轉119頁)(上接118頁)泥砂漿抹平,也可以采用環(huán)氧膠泥嵌補。
 　　3、當樓板出現(xiàn)裂縫面積較大時,應對樓板進行靜載試驗,檢驗其結構安全性,必要時可在樓板上增做一層鋼筋網片,以提高板的整體性。
 　　4、個別通長、貫通的危險結構裂縫,裂縫寬度大于0.3mm的,采用結構膠粘扁鋼加固補強。板縫用灌縫膠高壓灌膠。
 　　結束語:
　　現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫是工程常見的質量通病,大量工程實踐說明,只要在設計和施工過程中針對各影響因素考慮全面、細致,嚴格遵守設計和施工規(guī)范,弄清裂縫出現(xiàn)的原因,再加以正確的處理措施,裂縫是可以得到控制和預防的。
 　　
 　　參考文獻:
　　1、張雄,張小偉.混凝土結構裂縫防治技術.北京:化學工業(yè)出版社,2006.