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【摘 要】 钢筋混凝土结构在实际工程中经常出现裂缝,特别是现浇的钢筋混凝土楼板出现裂缝的情况更为普遍,在这里通过分析现浇楼板裂缝产生的原因,总结了预防和控制裂缝产生的具体措施。
【关键词】 楼板裂缝;管线布置;原因分析;裂缝防治;养护
1.前言
现浇的钢筋混凝土结构在实际工程中经常出现裂缝,特别是现浇的钢筋混凝土楼板裂缝情况更为常见,裂缝的影响很广泛,有的会降低构件强度,降低结构的承载力,有的会导致钢筋锈蚀,降低耐久性和强度,有的发生渗漏,影响使用,特别是在民用住宅中,即使裂缝很小,不会影响安全度,但是也会让人们有不安全的感觉,因此控制和预防裂缝很重要。裂缝形成的原因很多,有设计的原因、施工的原因、也有材料优劣方面的原因。搞清楚裂缝形成的原因,可以让我们更好的进行裂缝控制和预防。
2.现浇混凝土楼板裂缝原因分析
现浇楼板产生裂缝的原因很多,可以从设计、施工、材料等方面归纳分析:
2.1设计方面
2.1.1楼板温度收缩问题:从楼板裂缝发生的部位分析,楼板配置的负弯矩筋以及角部放射筋末端或外侧发生45°左右的楼板斜角裂缝,这是现浇混凝土楼板中都普遍存在的。主要是混凝土的收缩特性和温差等作用所引起,并且越靠近最顶层处的楼板往往越大。从设计角度看,设计大都侧重于强度,对温差和混凝土收缩特性等等方面考虑不足。而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梁约束,限制了楼板的自由变形,因此在温差和混凝土收缩变化时,楼板在配筋薄弱处首先开裂,产生45°左右的斜角裂缝。
2.1.2楼板内管线布置问题:由于楼板中各专业设计的管线相互交错,出现水电管等交叉叠放,且部分预埋管径较大,楼板有效截面受到很大程度(15%-30%)削弱,出现沿管线表面呈直线状的裂缝。
2.2施工方面
2.2.1过分堆载:楼板施工时,拆模后楼板立刻承受较大的集中荷载,如堆放钢筋、砖等。这些荷载的集中堆放,超过了设计荷载范围,产生裂缝。
2.2.2养护不到位:施工单位一般较重视混凝土浇筑后1-2天的养护工作,当上部主体施工开始,无法覆盖养护,便让板面暴露在空气中,间断浇水养护,造成开裂。
2.2.3振捣不规范:浇筑过程中,振捣不足或过度振捣使混凝土产生离析和泌水,在表面形成水泥含量较多的水泥浆层,水分蒸发,易形成收缩裂缝。
2.2.4楼面上层钢筋网受压变形:由于施工管理不当,在楼板支座处的上层钢筋网绑扎结束后、楼板混凝土浇筑前,部分上部钢筋常被工作人员踩踏下沉,又未得到及时纠正,导致无法有效发挥抵抗上部负弯矩的能力,裂缝就容易出现。
2.3从材料方面看
2.3.1目前混凝土结构的建筑已普遍采用商品混凝土,但商品混凝土厂商的产品质量良莠不齐,有些采用低价位、低性能的外加剂,以及细度模数低、含泥量较高的劣质细砂作为降低价格的主要竞争手段,直接导致混凝土性能下降。
2.3.2泵送混凝土为了满足泵送的条件:塌落度大,流动性好,易产生局部粗骨料少,砂浆多的现象,此时,混凝土脱水干缩时,就会产生表面裂缝。
3.裂缝防治和控制措施
楼面裂缝的发生,一类是在楼板阳角处发生45°左右的楼板斜角裂缝;一类是预埋线管及线管集散处;一类为施工中吊装卸料堆放区域。为很好防止裂缝的出现,建议采取以下几项主要技术措施:
3.1加强设计控制
板钢筋尽量采用HPB300受力钢筋且间距不宜过大;楼板负筋应由分离式切断,改为沿房间全长配置,否则也应在未配置负筋部位配置构造钢筋网;屋面配筋宜加强;楼板内管线应避免出现交叉;控制管线直径,使其不超过板厚的30%且D≤25mm。
在温度、收缩应力较大的现浇板区域内(与梁或墙整浇的单向板,当垂直于跨度方向的长度较长,在长向的中部区域)宜配置限制温度、收缩裂缝开展的构造钢筋。
3.2加强施工管理
楼板中的钢筋起着抵抗外荷载所产生的弯矩以及防止混凝土收缩裂缝的作用,保证设计要求的保护层尤为重要。在实际施工中,楼面下层的钢筋网保护层比较容易正确控制,但楼面上层钢筋网的有效保护,在施工中却较难实现。因为板的上层钢筋离楼板模板的高度较大,无法受到模板的依托保护,在受到人员踩踏后就会变形、下坠;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。为确保有效保护上层钢筋网,可采取下列综合措施加以解决:
3.2.1楼面上层钢筋必须设置钢筋小马凳,其纵横向间距取600mm为宜。
3.2.2在频繁通行处应搭设临时的简易通道,以供必要的施工人员通行。
3.2.3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,应自觉沿钢筋小马撑支撑点通行,不得随意踩踏中间架空部位钢筋。
3.2.4安排足够数量的钢筋工在混凝土浇筑前及浇筑中及时进行护筋及修复。
3.3加强控制预埋线管处产生裂缝的措施
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,短钢筋网可采用Φ6钢筋,间距≤150mm。
3.4加强控制材料吊卸区域楼面裂缝的措施
由于激烈的市场竞争,目前在主体结构的施工过程中,普遍存在着质量与工期之间的较大矛盾。一般当楼层混凝土浇筑完毕后不足24小时的养护时间,就忙着进行钢筋绑扎、材料吊运等施工活动,造成在混凝土强度增长初期强度不足的情况下受材料吊卸冲击振动荷载的作用而引起不规则的受力裂缝。并且这些裂缝一旦形成,就难于闭合,形成永久性裂缝,这种情况在高层住宅主体快速施工时较常见。对这类裂缝的综合防治措施如下:
3.4.1主体结构的施工速度不能强求过快,楼层混凝土浇筑完后的必要养护必须获得保证,一般不宜小于24小时。
3.4.2科学安排楼层施工作业计划,在楼层混凝土浇筑完毕的24小时以前,不允许吊卸大宗标材料,避免冲击振动。
3.4.3模板安装时,吊运(或传递)上来的材料应做到尽量分散就位,不得过多地集中堆放,以减少楼面荷重和振动。
3.5加强对楼面混凝土的养护
3.5.1及时养护,应在浇筑完后12小时内对混凝土加以覆盖保湿养护。根据采用水泥品种不同,确定养护时间,洒水养水应以保持混凝土处于湿润状态为宜。
3.5.2薄膜布养护应在振捣二次抹压后立即塑料薄膜严密覆盖,保证混凝土在不失水的情况下得到充足的养护,同时辅以洒水养护。
3.5.3对大面积楼板可采用蓄水养护的方法。
3.5.4冬季浇筑混凝土后,应采用适宜可行的养护方法,但总归要保证混凝土的环境温度。
4.结论
通过实践的检验,采取有针对性的预防措施是较为有效的,这也说明对裂缝产生原因的分析是基本合理的。因此,只要我们从设计上加以重视,从施工上加强混凝土楼板的施工工艺的管理,严格按照施工规范、规程操作,就能大大减少混凝土楼板裂缝的产生,从而保证混凝土楼板的施工质量,达到较为理想的效果。
参考文献:
[1]韩素芳耿维怒.《钢筋混凝土结构裂缝控制指南》[M].北京:化学工业出版社[2004]
[2]袁勇.《混凝土结构早期裂缝控制》[M].北京:科学出版社[2004]
[3]徐荣年.《工程结构裂缝控制》[M].北京:中国建筑工业出版社[2010]
[4]中国有色工程有限公司.《混凝土结构构造手册》第四版[M].北京:中国建筑工业出版社[2012]
[5]实用建筑施工手册主编组.《实用建筑施工手册》第二版[M].北京:中国建筑工业出版社[2005]
作者简介:武海杰,男,1977.12,工程师,中机国能电力工程有限公司邯郸分公司
【关键词】 楼板裂缝;管线布置;原因分析;裂缝防治;养护
1.前言
现浇的钢筋混凝土结构在实际工程中经常出现裂缝,特别是现浇的钢筋混凝土楼板裂缝情况更为常见,裂缝的影响很广泛,有的会降低构件强度,降低结构的承载力,有的会导致钢筋锈蚀,降低耐久性和强度,有的发生渗漏,影响使用,特别是在民用住宅中,即使裂缝很小,不会影响安全度,但是也会让人们有不安全的感觉,因此控制和预防裂缝很重要。裂缝形成的原因很多,有设计的原因、施工的原因、也有材料优劣方面的原因。搞清楚裂缝形成的原因,可以让我们更好的进行裂缝控制和预防。
2.现浇混凝土楼板裂缝原因分析
现浇楼板产生裂缝的原因很多,可以从设计、施工、材料等方面归纳分析:
2.1设计方面
2.1.1楼板温度收缩问题:从楼板裂缝发生的部位分析,楼板配置的负弯矩筋以及角部放射筋末端或外侧发生45°左右的楼板斜角裂缝,这是现浇混凝土楼板中都普遍存在的。主要是混凝土的收缩特性和温差等作用所引起,并且越靠近最顶层处的楼板往往越大。从设计角度看,设计大都侧重于强度,对温差和混凝土收缩特性等等方面考虑不足。而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梁约束,限制了楼板的自由变形,因此在温差和混凝土收缩变化时,楼板在配筋薄弱处首先开裂,产生45°左右的斜角裂缝。
2.1.2楼板内管线布置问题:由于楼板中各专业设计的管线相互交错,出现水电管等交叉叠放,且部分预埋管径较大,楼板有效截面受到很大程度(15%-30%)削弱,出现沿管线表面呈直线状的裂缝。
2.2施工方面
2.2.1过分堆载:楼板施工时,拆模后楼板立刻承受较大的集中荷载,如堆放钢筋、砖等。这些荷载的集中堆放,超过了设计荷载范围,产生裂缝。
2.2.2养护不到位:施工单位一般较重视混凝土浇筑后1-2天的养护工作,当上部主体施工开始,无法覆盖养护,便让板面暴露在空气中,间断浇水养护,造成开裂。
2.2.3振捣不规范:浇筑过程中,振捣不足或过度振捣使混凝土产生离析和泌水,在表面形成水泥含量较多的水泥浆层,水分蒸发,易形成收缩裂缝。
2.2.4楼面上层钢筋网受压变形:由于施工管理不当,在楼板支座处的上层钢筋网绑扎结束后、楼板混凝土浇筑前,部分上部钢筋常被工作人员踩踏下沉,又未得到及时纠正,导致无法有效发挥抵抗上部负弯矩的能力,裂缝就容易出现。
2.3从材料方面看
2.3.1目前混凝土结构的建筑已普遍采用商品混凝土,但商品混凝土厂商的产品质量良莠不齐,有些采用低价位、低性能的外加剂,以及细度模数低、含泥量较高的劣质细砂作为降低价格的主要竞争手段,直接导致混凝土性能下降。
2.3.2泵送混凝土为了满足泵送的条件:塌落度大,流动性好,易产生局部粗骨料少,砂浆多的现象,此时,混凝土脱水干缩时,就会产生表面裂缝。
3.裂缝防治和控制措施
楼面裂缝的发生,一类是在楼板阳角处发生45°左右的楼板斜角裂缝;一类是预埋线管及线管集散处;一类为施工中吊装卸料堆放区域。为很好防止裂缝的出现,建议采取以下几项主要技术措施:
3.1加强设计控制
板钢筋尽量采用HPB300受力钢筋且间距不宜过大;楼板负筋应由分离式切断,改为沿房间全长配置,否则也应在未配置负筋部位配置构造钢筋网;屋面配筋宜加强;楼板内管线应避免出现交叉;控制管线直径,使其不超过板厚的30%且D≤25mm。
在温度、收缩应力较大的现浇板区域内(与梁或墙整浇的单向板,当垂直于跨度方向的长度较长,在长向的中部区域)宜配置限制温度、收缩裂缝开展的构造钢筋。
3.2加强施工管理
楼板中的钢筋起着抵抗外荷载所产生的弯矩以及防止混凝土收缩裂缝的作用,保证设计要求的保护层尤为重要。在实际施工中,楼面下层的钢筋网保护层比较容易正确控制,但楼面上层钢筋网的有效保护,在施工中却较难实现。因为板的上层钢筋离楼板模板的高度较大,无法受到模板的依托保护,在受到人员踩踏后就会变形、下坠;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。为确保有效保护上层钢筋网,可采取下列综合措施加以解决:
3.2.1楼面上层钢筋必须设置钢筋小马凳,其纵横向间距取600mm为宜。
3.2.2在频繁通行处应搭设临时的简易通道,以供必要的施工人员通行。
3.2.3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,应自觉沿钢筋小马撑支撑点通行,不得随意踩踏中间架空部位钢筋。
3.2.4安排足够数量的钢筋工在混凝土浇筑前及浇筑中及时进行护筋及修复。
3.3加强控制预埋线管处产生裂缝的措施
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,短钢筋网可采用Φ6钢筋,间距≤150mm。
3.4加强控制材料吊卸区域楼面裂缝的措施
由于激烈的市场竞争,目前在主体结构的施工过程中,普遍存在着质量与工期之间的较大矛盾。一般当楼层混凝土浇筑完毕后不足24小时的养护时间,就忙着进行钢筋绑扎、材料吊运等施工活动,造成在混凝土强度增长初期强度不足的情况下受材料吊卸冲击振动荷载的作用而引起不规则的受力裂缝。并且这些裂缝一旦形成,就难于闭合,形成永久性裂缝,这种情况在高层住宅主体快速施工时较常见。对这类裂缝的综合防治措施如下:
3.4.1主体结构的施工速度不能强求过快,楼层混凝土浇筑完后的必要养护必须获得保证,一般不宜小于24小时。
3.4.2科学安排楼层施工作业计划,在楼层混凝土浇筑完毕的24小时以前,不允许吊卸大宗标材料,避免冲击振动。
3.4.3模板安装时,吊运(或传递)上来的材料应做到尽量分散就位,不得过多地集中堆放,以减少楼面荷重和振动。
3.5加强对楼面混凝土的养护
3.5.1及时养护,应在浇筑完后12小时内对混凝土加以覆盖保湿养护。根据采用水泥品种不同,确定养护时间,洒水养水应以保持混凝土处于湿润状态为宜。
3.5.2薄膜布养护应在振捣二次抹压后立即塑料薄膜严密覆盖,保证混凝土在不失水的情况下得到充足的养护,同时辅以洒水养护。
3.5.3对大面积楼板可采用蓄水养护的方法。
3.5.4冬季浇筑混凝土后,应采用适宜可行的养护方法,但总归要保证混凝土的环境温度。
4.结论
通过实践的检验,采取有针对性的预防措施是较为有效的,这也说明对裂缝产生原因的分析是基本合理的。因此,只要我们从设计上加以重视,从施工上加强混凝土楼板的施工工艺的管理,严格按照施工规范、规程操作,就能大大减少混凝土楼板裂缝的产生,从而保证混凝土楼板的施工质量,达到较为理想的效果。
参考文献:
[1]韩素芳耿维怒.《钢筋混凝土结构裂缝控制指南》[M].北京:化学工业出版社[2004]
[2]袁勇.《混凝土结构早期裂缝控制》[M].北京:科学出版社[2004]
[3]徐荣年.《工程结构裂缝控制》[M].北京:中国建筑工业出版社[2010]
[4]中国有色工程有限公司.《混凝土结构构造手册》第四版[M].北京:中国建筑工业出版社[2012]
[5]实用建筑施工手册主编组.《实用建筑施工手册》第二版[M].北京:中国建筑工业出版社[2005]
作者简介:武海杰,男,1977.12,工程师,中机国能电力工程有限公司邯郸分公司