李海洋
河南省第一建筑工程集團有限責任公司(450014)
當前,現澆混凝土樓板出現裂縫的現象比較普遍。筆者回顧了近年來的工程實踐,試對現澆混凝土樓板裂縫的現狀、成因進行分析。
僅就我公司參加鑒定的近40棟有裂縫的住宅樓統計,裂縫一般都發生在施工后期及使用后;裂縫主要發生在以下部位:1)現澆樓板跨中,沿進深通長方向;2)沿負彎矩筋邊緣,進深方向;3)模板四角 45°折角處;4)沿電線管預埋方向;5)施工縫處。
裂縫深度多為貫通裂縫和縱深裂縫,少部分為表面裂縫和淺層裂縫。 (當 h<0.1·H 時為表面裂縫;當 0.1·H<h<0.5·H時為淺層裂縫;當 0.5·H<h<1.0·H 時為縱深裂縫;當 h=H 時為貫通裂縫。H:板厚,h:縫深。)按裂縫出現時間統計多為中期裂縫。(早期裂縫一般出現在3個月之內,中期裂縫均在6個月之內,其后1~2年或更長,屬后期裂縫。)裂縫寬度在0.1 mm~0.5mm居多。個別的大于0.5mm,或只有0.05mm。裂縫形態呈上寬下窄形式,或肉眼只觀察到上部裂縫,下部沒有縫,但澆水試驗,滲水軌跡清晰。裂縫呈現一定的規律性,即大開間多、小開間少;南向房間多、北向房間少;底層多、上層逐漸減少;進深方向多、開間方向少;條形樓中間單元多,邊單元少。
由于裂縫具有較明顯的規律性和普遍性,排除了偶然因素的影響(如設計失誤、施工事故等),它反映了目前在國內外工程結構領域中一個相當普遍的問題,就是建筑物裂縫問題。大量的調查與實測研究證明,砼裂縫原因有兩類:第一類,由外荷載直接應力引起的裂縫和次應力引起的裂縫;第二類,由變形作用引起的裂縫,變形作用包括溫度變形、收縮變形和地基不均勻沉降變形。
我市現澆樓板大量裂縫的出現并非與荷載有直接關系,通過對現澆樓板裂縫現狀的調研、分析可以認定,90%以上的裂縫是由變形作用引起的;在變形作用中,由地基不均勻沉降變形引起的裂縫發生的很少,主要是溫度變形和收縮變形引起的。由于這兩種變形受到約束超過砼的抗拉強度,導致裂縫產生。
干燥收縮主要是砼在硬化后較長時間產生的水分蒸發引起的。砼中由于集料的干燥收縮很小,主要是水泥石干燥收縮造成的。在調查中發現出現裂縫的時間大多在主體工程完工后3~10個月之間。而且條形樓砼板收縮裂縫的薄弱部位在中間,裂縫方向與條樓垂直,這一力學特征與前述裂縫的規律性是一致的。
目前磚混結構中的現澆板,由于抗震要求,不僅有墻體的約束,而且有圈梁、構造柱的約束,可以說約束非?!皬姶蟆保笆隽芽p下層多、上層少,呈規律性。所以說,只要砼的溫差應力和收縮變形這一固有本性不變,只要有約束存在,現澆砼板的裂縫就是不可避免的。
除了內因條件外,還有外因條件的作用,外因通過內因起作用。外因條件中首先是季節溫差對樓板的影響。在我市住宅工程施工工期主要有兩種情況:1)當年開工當年竣工;2)入冬前完成主體。越冬后,裝修竣工。其主體工程不是在炎夏就是在嚴冬,砼現澆板一年內季節溫差40~60℃,尤其是越冬的建筑物,主體完工后即停止養護。有的住宅入冬前交驗,但多數用戶并不入住,室內在封閉狀態下采暖,處于完全干燥狀態。現澆板在這種反復溫差作用下,砼內部產生溫差應力,必然引起變形,但其變形卻受到圈梁構造柱和墻體的約束,造成現澆樓板在四角折角處和房間中部受拉產生裂縫。
此外,除季節溫差影響外,裂縫與施工質量控制水平有著密切的關系。
干燥的環境對早期砼的抗裂能力有嚴重影響,國內有關試驗表明,濕潤養護的砼其極限拉伸值比干燥養護的要大20%~50%。裂縫一旦產生,開始的微裂縫和楔形裂縫的尖端起到毛細管的吸水作用和楔劈作用,收縮應力集中,裂縫向下延伸,此種裂縫一般發生較早,當砼再次經歷溫差變化及干縮變形時,應力集中于原有裂縫處,致使原有的部分裂縫裂透。
1)施工縫處,多是接搓處理不細,致使新舊砼銜接不緊密,砼凝固過程中收縮變形引發裂縫。
2)預埋線管部位。在線管預埋時不按規程嚴格操作,致使線管位置的保護層厚度失控,有的多管交叉,如不仔細處理會使局部截面削弱,抵抗砼變形能力減小,在砼產生溫差應力或干縮時,在此位置引發裂縫。
3)早期塑性裂縫,中后期產生的裂縫,有許多是早期裂縫的發展,這種裂縫一般發生較早,在砼澆筑完數小時內便出現,有的干縮裂縫是早期塑性裂縫的延伸。