現澆鋼筋混凝土樓板裂縫的成因和防治

胡秋炎

摘 要:本文從施工操作方面來剖析現澆混凝土樓板裂縫的成因,探討施工中具體的防治措施。

關鍵詞:樓板裂縫;住宅;水灰比;塌落度

1 前言

目前,我國大中型城市的高層住宅普遍采用現澆鋼筋混凝土結構,樓板施工后由于受設計、施工、溫度變化及混凝土材料本身等原因的影響,出現裂縫的機率非常高,既影響建筑的美觀,又影響結構的使用壽命,因此,越來越受到人們的重視。

2 現澆樓板常見裂縫原因分析

2.1 樓板面不規則的表層裂縫

裂縫的產生主要是由于混凝土澆筑后約4h,混凝土本身還處在塑性狀態,現澆板表面如果沒有及時覆蓋,受風吹日曬,水分蒸發過快,高溫干燥情況下凝結,產生急劇的收縮,而此時混凝土早期強度低,不能低抗這種變形應力而導致開裂。當混凝土成形后,內外溫差較大,因此混凝土內外干縮量也不同,表面變形受到混凝土內部的約束產生拉應力,也會產生裂縫。

2.2 與受力方向垂直的跨中裂縫

這種裂縫主要是由于結構承載力不足而引起的,是破壞開始的先兆,潛藏著結構的危險性,在不同荷載作用下構件會出現不同形狀的裂縫。構件在集中或均布荷載作用下,當拉應力超過混凝土的抗拉強度時,會出現垂直于構件縱向的裂縫。這種裂縫的產生多在板受彎抗拉處,裂縫的大小與長短視荷載的大小而變化,多呈單條而較規則。施工中常是現澆板早期受振,施工荷載增加,現澆鋼筋混凝土的強度尚未達到一定強度(1.2N/mm2)時,就在上面進行施工活動,尤其是上料口及運料通道部位容易產生裂縫;其次是過早拆模(板尚不能承擔自重),以及支模與拆模不按規程操作,立柱下不設插手楔,當板被荷載壓緊,拆模時只得將立柱強行砸倒,將板向上頂起而產生裂縫,也有因施工不當導致現澆板厚度減小,澆筑混凝土時立筋下未安墊塊,而是將鋼筋網向上提,導致保護層過大,板受力時剛度不夠,撓度超過設計要求,板下跨處即產生裂縫。

2.3 沿支座邊上皮產生的裂縫

當構件在荷載作用下產生較大剪應力時,與縱向450的夾角處主拉應力值最大,容易出現斜向裂縫并向下延伸擴展。在實際施工中,利用其掃描儀對有裂縫的部位進行掃描,發現有些支座負筋沒按圖施工,負筋長度不夠、綁扎間距超寬等,甚至有些負筋幾乎都與板的主筋粘在一起。澆筑混凝土時,由于板負筋被踐踏與砸碰變形,致使其沒有起到應有的作用,也有的負彎矩筋墊起高度不夠,造成保護層過大,則樓板截面的有效高度減小,使板的承載能力達不到設計要求,從而導致板裂縫的產生。

2.4 板角處的斜向裂縫

此類裂縫大多出現在建筑物的板角部位,其走向與板的對角線相垂直,多為上貫通的裂縫。此類裂縫多屬于設計時沒有按規范要求配置足夠的板角輻射筋,也有的屬于施工時遺漏制作與綁扎工序,或者將其踏倒以及墊置高度不夠所致;還有當板跨較大,而設計板厚不足,產生較大的撓度,致使板角處發生斜向裂縫。另外,當構件澆筑后,混凝土在凝結硬化時產生收縮,體積變化受到限制約束時,如板角處受支座的約束,不能自由伸縮,所以當混凝土的收縮所引起現澆板的約束應力超過一定限度時,勢必引發現澆板開裂,產生通縫。這種由干縮引起的裂縫多發生在應力比較集中的板角處。通過長期的積累分析,發現這種板角裂縫大多是在竣工驗收后0.5d的時間內發生的。原因是有的房間長期緊閉,其相對濕度在70%～80%,混凝土長期處干燥的環境中而引起混凝土收縮狀態,這種收縮狀態自其澆筑完成后可持續2d左右。當混凝土所處環境的相對溫度有較大變化時,混凝土內部的自由水(非化學結合水)蒸發加速,從而加劇混凝土的收縮。若這一過程持續時間長,微裂縫就會進一步擴展,進而形成通縫。

3 裂縫的預防措施

3.1 鋼筋工程

板的四周支座處鋼筋、板的四角放射形鋼筋或陽臺板鋼筋均應按負彎矩鋼筋設置在板的上部,但有些工程上述鋼筋的綁扎位置不正確;或綁扎位置正確而未設置足夠的小支架將其牢固固定;或前兩者均符合要求,但在混凝土澆搗時,操作人員隨意踩踏鋼筋,使這些鋼筋落到下面了,混凝土澆搗后此處保護層變大,板的計算厚度減小,樓板受力后出現裂縫。針對上述鋼筋設計與施工中的裂縫成因,相應采取措施,未雨綢繆,是可以防患于未然的。首先在結構上與設計聯系,建議樓板的分布鋼筋與構造鋼筋宜采用變形鋼筋來增強鋼筋與混凝土的握固力,特別是小直徑的分布筋以熱軋鋼筋代替光圓鋼筋,對控制樓板裂縫的效果明顯好轉;施工中,認真檢查板支座處的負彎矩鋼筋、板四角的放射形鋼筋和陽臺板鋼筋綁扎位置是否正確,并在鋼筋網下設置間距不大于lm的鋼筋馬凳,將上述鋼筋牢固架設;在板底筋與模板之間設置砂漿墊塊,墊塊用鐵絲將主筋固定在恰當位置上;加強鋼筋班組對施工現場的巡查,選派責任心過硬的專人護筋,同時為預防人為踩踏板筋,并多設供工人行走的操作跳板,盡量減少人為或機械損壞、踏壞鋼筋;建筑物東西山墻處450裂縫是樓板裂縫較為集中的,因建筑物內外溫差較大,鋼筋混凝土干縮特性,形成裂縫比較常見,施工中應會同設計、監理一起協調在裂縫較為集中的墻轉角處設置?覬8@100、長度大于1/3跨(且不少于1.5～2.0m)的放射筋,同時分布筋適當加密,可以有效減少裂縫。

3.2 模板工程

由于建設工期短,加之建筑企業為了謀求經濟效益取最大化,樓板模板配備的數量不足,而因拆模過早,砼強度未達到規范要求或因模板水平、豎向連系桿設置不合理,造成支撐系統剛度不夠,樓面荷載影響造成樓板超值撓曲,可能造成樓板裂縫。一般工程應根據工期要求,配備足夠數量的模板,砼應達到拆模強度要求才允許拆模,考慮到安裝現澆結構的上層模板及其支架、混凝土澆搗時,下層模板應具有承受上層施工動荷載的承載能力,因此,必須在施工層砼澆筑完畢,下一套模板在已達到可拆模要求時方可拆除;此外,模板支撐的選用必須經過計算,除滿足強度外,還必須有足夠的剛度和穩定性,因此模板支撐中豎向連系桿應設置合理,支撐立桿應采用 48,壁厚不小于3.5的鋼管,其間距一般不大于900mm,模板拆除過程中,隨意扔鋼管沖擊樓板,也可能造成不可恢復的裂縫和變形,應盡量避免。

3.3 混凝土工程

樓板混凝土澆搗時,既無控制板厚的工具,也未做有效的標高標記,而是憑操作人員的經驗和感覺,經常會導致板的澆筑厚度小于設計和規范要求;混凝土水灰比、塌落度過大,或使用過量粉砂;在混凝土終凝前,未壓抹或壓抹不及時;混凝土澆搗后,沒有及時澆水養護或養護期不足;在混凝土強度小于1.2MPa時進行后續工序施工,或在混凝土強度小于1OMPa時在樓板上吊運堆放重物,尤其是工人在施工時不注意隨意用重物沖撞樓板面而使樓板混凝土出現內傷,這些現象都容易使板面出現裂縫。為此,在混凝土施工的工序及工藝中首先需要做到的是保證樓板澆筑厚度,澆搗混凝土前設置標示板厚的三腳標架,并要求操作人員嚴格依據三腳標架控制板厚;其次是嚴格控制混凝土用水量,嚴禁貪圖方便,任意加水的現象;指定專人負責澆水養護,當不能澆水養護時,可在混凝土表面覆蓋塑料薄膜;合理安排工期,在養護期內混凝土強度小于1.2MPa時不得進行后續工序施工,混凝土強度小于10MPa時(特別是對那些開間跨度較大的)樓板上不得吊運堆放重物。實踐證明,混凝土澆搗后,在其終凝前進行二次壓抹處理,能消除混凝土在塑性收縮階段由于收縮變形引起的表面裂縫,壓抹階段項目部派專人監督實施。施工中要嚴格控制混凝土原材料的質量和技術標準。配制混凝土時,要分析混凝土集料的配合比,當強度等級、水化熱及收縮有矛盾時,應根據工程所處各種條件進行最優方案選擇,嚴格控制水灰比和水泥用量。選擇級配良好的石子,減少空隙和砂率,控制石子、河砂的含泥量同時要提高澆灌、振搗混凝土的施工技術,采用最適宜的振搗時間,從而提高混凝土的密實度,以減少收縮量,提高混凝土抗裂強度,防止樓板裂縫的產生。

4 裂縫的處理方法

對于一般混凝土樓板表面的龜裂,可先將裂縫清洗干凈,待干燥后用環氧漿液灌縫或表面涂刷封閉。施工中若在終凝前發現龜裂時,可用抹壓一遍處理。其它一般裂縫處理,其施工順序為:清洗板縫后用1:2或l:1水泥砂漿抹縫,壓平養護。當裂縫較大時,應沿裂縫鑿八字形凹槽,沖洗干凈后,用1:2水泥砂漿抹平,也可以采用環氧膠泥嵌補。當樓板出現裂縫面積較大時,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。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

綜合分析,引起鋼筋混凝土樓板裂縫綜合因素很多,影響的原因也是多方面的,定要貫徹預防為主的原則,加強設計及施工方面的管理,確保結構安全和避免不必要的損失。