長興縣國家建設項目審計中心 313000
一、樓屋面裂縫的危害
現澆混凝土樓蓋或屋蓋出現了貫穿裂縫,就容易導致滲漏,特別是屋蓋或廚衛等經常處于潮濕環境下的樓板,會因滲漏而引起鋼筋銹蝕,降低結構剛度和耐久性,時間長了甚至可能造成鋼筋銹斷,對結構產生隱患。如果沒有及時發現并消除裂縫,還會因滲漏水而破壞下一層天花板或墻面的裝飾層,產生霉斑、水漬、褪色變質等現象,甚至污染室內其它設施,影響居住。
導致樓屋面現澆板產生裂縫的原因很多,摸清裂縫形成的機理并采取針對性的預防措施,才能最大限度地防止裂縫的產生和限制它對工程質量的危害。
二、樓屋面裂縫產生的原因分析
總體上講,混凝土是脆性材料,其特性是抗壓強度高而抗拉強度低,在受力狀態下受拉區較易開裂,因而必須通過配筋來改變。但在通過配筋并滿足設計計算要求的前提下,裂縫照樣還會出現,其原因是比較復雜的。本文把常見裂縫大致分成四類分別闡述如下:
(一)干縮裂縫產生的原因分析
1、樓屋面現澆板混凝土成型后,未及時覆蓋養護和防風防曬,表面水分散失過快,體積收縮較大,而板內部濕度變化相對很小,收縮也小,表面收縮變形受到內部約束,產生拉應力,由于混凝土早期強度低,不能抵抗變形應力,引起表面開裂。
2、樓板澆搗后終凝前沒有及時用抹子進行收水、抹實。
3、水泥細度較大、安定性差、用量過多,或者粉煤灰摻量過多,都會導致混凝土收縮而開裂。
4、配制混凝土的細骨料含泥量大、粒徑偏小,如采用泥質大的粉細砂。
5、混凝土水灰比和坍落度偏大、硬化過程中游離水太多。
6、混凝土過振引起離析,砼表面形成水泥含量較多的砂漿層。
(二)溫度裂縫產生的原因分析
1、夏季施工,樓屋蓋澆搗后不久,保護措施不當,大面積曝曬,砼表面溫度劇增,與樓板內部形成溫差,板面伸展受到內部混凝土的約束,產生壓應力,而早期強度尚低,不足以抵抗變形而開裂。養護措施不當,夏季樓蓋暴曬后驟然澆水養護,也易產生溫度裂縫。
2、冬季施工,樓屋蓋澆后不久,同樣因保護措施不力,夜間砼表面降溫幅度很大,特別是受到寒潮襲擊時,而板內部由于水化熱的作用降溫較緩慢,形成溫差,板面收縮受約束,產生拉應力,致使開裂。
3、南側房間一般受氣溫影響較大,特別是陽角(即轉角)部位,由于應力集中多屬薄弱部位,在太陽曝曬下,外部墻體與室內樓板之間存在溫差,兩翼墻體受熱伸展受到樓板的約束,樓板在拉應力作用下就會被拉裂,特別當樓板齡期較短強度尚低時更容易被拉裂;反之,當樓板強度足夠大時則容易使墻體產生裂縫。溫度裂縫也是現澆屋面的建筑在交付使用后仍產生屋面滲漏的重要原因之一。
(三)構造裂縫產生的原因分析
1、設計方面
樓板厚度較小,剛滿足設計計算要求,沒有考慮其它不利因素,特別是樓板中設計線管較多時,樓板的有效截面厚度就大為減小;采用單層鋼筋分離式配筋,雖然滿足設計計算要求,但支座處配置的負彎矩鋼筋,其施工質量一般很不理想,位置很難固定,又極易踩踏變形;建筑物平面布局不規則,轉角多,特別是住宅樓容易出現縱向布局過長的弊端,伸縮縫或后澆帶設置不合理。
2、施工方面
最常見的情況有2種:
(1)澆樓板混凝土時,局部負筋遭作業人員的踩踏而變形或移位至板截面中下部,樓板有效截面達不到設計要求,甚至造成負筋基本不發生抵抗負彎矩的作用。
(2)在梁柱交接處,梁端上部的鋼筋比較密集,振動棒難以插入,局部負筋被強行擠向一邊,但最后沒有及時加以恢復,容易形成局部板面實際上無負筋的情況。
(四)施工裂縫產生的原因分析
上述三種裂縫尚不足以囊括全部情況,為便于說明,將主要由施工原因引起的裂縫單列一類,稱作施工裂縫。施工裂縫與上述三類裂縫有時存在交集。
1、模板工程方面
(1)采用木模系統的工程,在澆搗樓蓋前,木模未經澆水濕透,或者隔離劑涂抹太少近乎失效,混凝土與模板粘結成一體。混凝土板成型后,模板大量吸收混凝土中的水分而發生膨脹,而此時的砼強度太低不足以抵抗模板的拉應力,混凝土板常常在梁柱角或邊部位置被拉裂。
(2)有些承包人為節省模板投入,只準備了兩層模板,這就使得第三層樓板支模前必須先給第一層拆模,這就實際上使上面二層的荷載全部由強度尚不夠的第一層來承受,導致一層樓板產生裂縫。按照現時的施工技術水平,完成一個樓層的結構施工一般只需7、8天。考慮到流水施工,第三層梁板的最早支模時間距第一層梁板的最后澆搗時間也僅8天左右,也即第一層梁板混凝土在齡期8天時就開始拆模了。如果按日平均氣溫15~20℃、使用強度等級32.5的普通水泥考慮,此時第一層梁板的混凝土強度大約在60%~63%左右,低于規范關于拆除梁板承重模板應滿足混凝土達到75%強度的規定,氣溫低則強度還要更低。過早拆模容易導致樓板過早受力而開裂。
2、混凝土工程方面
(1)材料問題,如水泥安定性較差,體積變化不均勻;采用粉細砂;粗細骨料含泥率高;粉煤灰摻量過多;水灰比過大,用水過多等。前文已有論及。
(2)操作原因,如過振引起離析,砼表面形成砂漿層;過振造成板筋移位;負筋被踏掉以及板內線管過于集中等。預埋線管不論是焊接管還是硬塑管,因表面光滑都與混凝土結合不良,當位置過于偏上偏下時都于結構不利,易開裂;當過于集中敷設時(有的甚至總直徑超過板厚的1/3~1/2),則造成板的有效截面大大降低,加上這些部位往往振搗不良,極易產生裂縫。特別是懸臂板,固定端的負筋位置不正確,輕則開裂,重則傾覆。
3、后繼作業方面
(1)混凝土養護措施不當,澆搗后未覆蓋養護致使表面水分散失過快,或高溫季節灼燙的砼表面裸露澆水。
(2)樓蓋混凝土齡期很短,但后續施工已經緊緊跟上。磚塊、鋼筋、腳手架鋼管等過早集中堆放到樓板上,樓板受到撞擊或局部集中荷載過大,都是導致樓板開裂或內傷的原因。樓層結構第一天才澆好,次日已全面展開砌墻,梁板混凝土在持續硬化過程中其伸縮受墻體約束,導致樓板開裂,這在磚混結構施工最常見。框架結構施工中利用墻體作為磚底模也會出現這種情況。
三、樓屋面裂縫的防治措施
(一)熟悉圖紙,及時糾正可能引起裂縫的設計缺陷。建議現澆板盡量采用雙層雙向配筋,至少首層和屋蓋如此。同樣滿足計算要求的情況下,鋼筋等級、鋼筋面積相同時,應選擇直徑較小間距較密即細而密的樓板配筋方案,而不宜選擇粗而稀的方案。建筑平面應盡量規整,避免平面突變;凹口狀部位周邊樓板配筋應適當加強;平面不規則時,應設梁分割使之規則化。縱向長度較長時,應按規范合理設置伸縮縫、后澆帶。
(二)認真檢查,充分做好開盤澆搗前的準備工作。襯好保護層墊塊和足夠數量的鋼筋支撐(馬凳),確保鋼筋位置正確和有效截面厚度;合理敷設預埋線管,避免過于集中或交叉敷設,薄弱部位應增設鋼筋網片加強或適當增加樓板厚度;清除施工垃圾,防止產生隔渣或隔斷現象;充分濕潤模板。
(三)把好材料關,準確控制混凝土配合比(按現場拌制混凝土考慮)。水泥進場前要通過安定性檢測;粉細砂以及泥質多的砂子、碎石不得進場;澆搗前務必根據混凝土配合比進行現場試配,合理控制水灰比和坍落度,控制用水量,必要時,可摻減水劑等外加劑;粉煤灰的摻量一般不宜超過水泥用量的10%~15%;嚴格控制水泥用量。
(四)把好人員關,細致控制混凝土澆搗質量。挑選有經驗的熟練工人負責振搗,不漏振,也不過振、不蠻振,對于因踩踏、擠插等原因移位的鋼筋及時予以復位。當樓板留置施工縫時,在已澆混凝土強度達到1.2MPa(15℃、32.5級普通水泥配制的混凝土澆搗后大約需要24h)后才能接著澆搗,如果在先澆混凝土終凝不久強度過低時續澆,則在振動效應下極易造成開裂。
(五)采用補償收縮砼屋蓋。必要時屋蓋可考慮摻膨脹劑配制成補償收縮混凝土,抵消混凝土在凝結初期因分泌游離水及體積收縮而形成的微裂,提高屋蓋混凝土的致密性和抗滲性。
(六)落實專人科學養護。混凝土樓蓋成型后,應根據當時的氣溫情況采用覆蓋法及時養護。夏天用草袋覆蓋并保持草包濕潤,可防止混凝土表面溫度劇增和驟干驟濕;冬天用塑料薄膜覆蓋后加蓋草袋,可收到養護和防凍兩種功效。
(七)合理控制技術間歇和緊后工序。樓蓋結構完成后禁止未經合理的間歇就大量集中堆放建筑材料,進行砌墻等緊后作業。根據經驗,在不拆模狀態下,一般應在混凝土強度達到設計的30%以上(15℃、32.5級普通水泥配制的混凝土澆搗后3d)時才可以進行較大荷載的后續施工作業,并且材料應盡量放在支座處,不得集中堆放和傾倒,防止撞擊。工期允許時,可延遲技術間歇時間。
(八)增加模板投入合理安排時間。禁止通過加速模板周轉即提前拆模的方法趕進度。應至少準備3層模板,既可保證適宜的拆模時間,又可防止下層樓板過早單獨承受上部結構荷載和施工荷載而出現裂縫。盡量避開高溫或嚴寒季節澆搗混凝土樓屋蓋。