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摘要:目前,随着我国城市商品房建设的发展,混凝土结构得到了广泛的应用,但混凝土结构工程一直存在着裂缝的问题,该问题直接影响到建筑物的正常使用功能和耐久性,还给商品房的交房工作带来诸多困扰。文章主要通过工程实践,针对住宅楼现浇板裂缝的原因分析,提出在设计和施工中应采取的预防与改进措施,并对已有裂缝的处理方法进行总结。
关键词:现浇混凝土楼板裂缝处理方法
1 工程概况
某住宅楼,是16层的小高层住宅。交房后发现部分房间(主要是板跨较大的客厅)楼板跨中有通长裂缝,在边跨板面出现部分顺板外缘裂缝,并在房屋角部板面出现呈等腰三角形的45度斜裂缝,裂缝宽度达0.2~0.5mm,裂缝两头小中间大;还有部分裂缝在板面沿楼板支座边0.3m范围内平行于支座展开,甚至有些楼板四周均出现连续的裂缝。从凿开楼板抹灰层的情况看,部分裂缝深度超过混凝土保护层,但均未贯通板厚。考虑到裂缝属深层裂缝,随着业主的入住,荷载增加,裂缝有可能朝不利方向发展,对结构的长期耐久性及不透水性有一定的影响,故需要作修补处理。针对以上裂缝情况,文章通过分析了这些裂缝的影响因素及形成机理,并结合实际作出相应的防范和控制措施。
2 裂缝的影响因素分析
通过工程构造措施﹑工程材料选用以及地基情况,根据裂缝形态以及裂缝出现部位可判断:裂缝可能由四种原因引起。
2.1钢筋安放位置不规范、部份钢筋间距偏大,楼板浇筑时厚度达不到设计要求、浇筑混凝土时振捣不密实等等,如局部跨中裂缝。
2.2楼板模板支撑刚度不够,梁板支撑刚度差异或模板挠度过大,模板支撑下沉造成变形过大;或模板支撑的稳定性不够,在施工期间过度震动使支撑刚度变异部位出现多次瞬间相对位移;如板角裂缝。
2.3施工浇注混凝土时未铺设架板,施工人员在钢筋上踩踏,致使板面负筋下沉混凝土保护层厚度偏大,且施工管理上未安排专人进行跟进、纠正,引起板面开裂;特别是负弯矩钢筋没有通长配置时,裂缝往往会出现在负弯矩钢筋的端部,沿板边缘近似成直线发展。如板边裂缝与支座处平行裂缝。
2.4浇筑楼板正值气温较高的8月份,高温天气引起混凝土收缩过快,出现较大的收缩应力。由于施工缝处理不当,混凝土结合不好,再加上混凝土浇筑后未按要求进行养护,在混凝土的干缩及温度应力作用下,楼板内产生很大的拉力,这些力将在最薄弱的环节(施工缝)引起裂缝。
3 混凝土裂缝的处理措施
由于裂缝属于深层裂缝,并随着业主的入住,裂缝会有不同程度的增大,这样可能会对结构的长期耐久性及不透水性产生影响,故需作修补处理。另外裂缝的宽度在0.2mm~0.5mm之间,因此采用表面修补法进行处理。具体处理方法及步骤如下:
3.1对于0.05mm≤ω<0.3mm的允许裂缝,可先将裂缝清洗干净,待干燥后用环氧树脂砂浆灌缝作封闭处理。
3.2对楼板裂缝值为0.3mm≤ω<3.0mm的裂缝(即影响结构正常使用及耐久性的不允许裂缝),需进行化学灌浆处理,处理方法如下:
(1)将楼板面裂缝附近混凝土保护层切割凿除,混凝土表面凿毛,并沿裂缝将混凝土开凿成“V”型槽(槽深20~30mm,宽30~50㎜),以备嵌补环氧树脂砂浆。
(2)裂缝处楼板的顶面先采用扒钉铆合法处理。处理时,在裂缝两侧一定距离用冲击钻打孔(孔深50mm),然后将扒钉两端插入孔内,灌注环氧树脂砂浆锚固。扒钉采用φ6的光面鋼筋制成,长度为120~300mm,设置时应注意扒钉的长度、位置、方向都不应一致,应根据裂缝外形合理分布,务必使对裂缝的铆紧力分布开,而不集中在一个平面上。扒钉间距为100~200mm,在靠近裂缝的端部缩小。
(3)嵌补环氧树脂砂浆,处理前,将裂缝附近表面灰尘、浮渣清除并洗净、干燥。油污应用二甲苯或丙酮擦洗干净。如表面潮湿,应用喷灯烘烤干燥、预热,以保证环氧树脂砂浆与基层良好粘结。先分两次涂刷环氧树脂水泥浆,再用刮刀嵌填环氧树脂砂浆。
(4)待扒钉铆合及环氧树脂砂浆嵌补完成后,用钢板网抹灰恢复面层。
3.3楼板底裂缝的修补与与板面基本相同,即将原抹灰层凿除,嵌填环氧树脂砂浆,然后用钢板网抹灰恢复面层。
4 混凝土裂缝的防治措施
现浇楼板裂缝一般虽属于非结构受力因素引起,但是对房屋的整体性、耐久性影响较大,给住户造成一种不安全感。因此在设计施工中,应采取有效措施,防止楼板裂缝产生。考虑到建筑物是从设计到施工阶段性地形成的,在这里,我们从这两个方面入手,提出有效的防范措施,有针对性地规范施工,将会取得较好的效果。
4.1设计阶段的防治措施
在建筑设计中应处理好构件中“抗”与“放”的关系。所谓“抗”就是处于约束状态下的结构,没有足够的变形余地时,为防止裂缝所采取的有力措施,而所谓“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态下,有足够变形余地时所采取的措施。设计人员应灵活地运用〝抗—放〞结合设计原则,选用以“抗”为主、或以“放”为主的设计方法,进而确定结构方案和使用的材料。
(1)要充分掌握地质情况,准确计算各种静、动荷载、内力与配筋,平面布置上应尽量减少凹凸现象和设置必要的伸缩缝,减少应力集中。同时,在板角增加辐射钢筋(长度1.5m左右) ,四周外墙阳角楼板钢筋加强,可沿房间全长配置,并适当加密加粗,或者采用双层双向钢筋加强加密,利用纵横两个方向钢筋网的合理抵抗和防止45度斜角裂缝的发生和转移,避免因荷载产生直接应力,次应力引起的裂缝。
(2)对跨度较大的现浇楼板厚度的确定,应考虑到板在正常使用极限状态下挠度的计算值应符合规范要求,同时可适当增加板厚,以增强刚度以及其抗裂能力。
(3)积极采用补偿收缩混凝土技术:在常见的混凝土裂缝中,有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝,可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩,实践证明,效果是很好的。
(4)重视构造钢筋的配置:在结构设计中,设计人员应重视对于构造钢筋的配置,特别是于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。
(5)设置隔热保温层,可考虑防水层做在保温层下或两层保温层之间。防水层通常的做法是将其设置在顶面,易老化,黑色的防水层受光照射后,温度可上升到70℃以上。
(6)设计分析上应对楼板受力进行充分考虑:对于剪力墙结构,由于楼板起到在剪力墙之间传递水平的作用,设计时应对可能产生的拉应力给予重视。对于L/B>2的楼板,由于长跨方向的钢筋量配置较少,容易在长跨中间产生垂直于长跨方向的通长裂缝,设计上需进行设计构造加强处理。
4.2混凝土施工阶段的防治措施
(1)对松软土,回填土进行夯实加固,提高地基承载力,保证模板有足够的强度与刚度,同时防止混凝土浇筑过程中地基被水浸泡,以避免沉陷引起裂缝。
(2)控制好水灰比。水灰比是影响混凝土的收缩的主要因素,因为水灰比越大,干缩越大。因此,首先在混凝土配合比设计中尽量控制好水灰比选用,正确按设计配合比施工,要及时测定砂石含水率,将设计配合比换算为施工混合比,同时检查原材料是否与设计相符。
(3)配合比设计人员应深入混凝土配置及施工施工现场,依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况,合理选择好混凝土的设计坍落度,针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比,协助现场搞好构件的养护工作。
(4)选择合适的商品混凝土。商品混凝土由于其优越性,普及程度日益广泛。但由于商品混凝土为了满足施工泵送的需要,在配置上需要添加粉煤灰,而粉煤灰对混凝土的裂缝产生存在不利影响。由于技术条件的限制,该影响暂时无法消除,施工和设计上均应充分考虑其不利影响,做好必要的加强或补救措施。
(5)选择合适的楼板施工时间。楼板施工完毕后应立即施工养护,做好保温层或隔热层。屋面施工尽量避开高温时段,防止前后温差变化过大带来不利影响。
(6)合理设置后浇带。当现浇钢筋混凝土超过一定长度时,可在适当位置设置后浇带,或分段间隔浇注混凝土,以减小混凝土收缩变形引起的内力。
(7)加强现浇板浇筑后的养护,以保持适当的温度与湿度条件。
4 结束语
总之,商品房混凝土结构裂缝的发生的原因很复杂也是不可避免的,由于各种原因仍可能有少量的混凝土裂缝发生。当这些裂缝发生后,必须先查明裂缝产生的原因,判明裂缝的类型,才能选择正确的处理方法,同时要正确选用原材料、合理设计建筑结构、加强施工监控、严格遵守施工技术规程、提高施工技术水平,这样才有可能最大程度减少混凝土裂缝的产生,保证工程的质量,从而减少裂缝造成的危害。
参考文献
[1] 王海军等.大体积混凝土温度和收缩裂缝控制措施.[J].山西建筑.2006.15.
[2] 王铁梦.工程结构裂缝控制.中国建筑工业出版社.1997
[3] 庄宇等.浅析大体积混凝土施工裂缝控制.[J].佳木斯大学学报.2006.3.
关键词:现浇混凝土楼板裂缝处理方法
1 工程概况
某住宅楼,是16层的小高层住宅。交房后发现部分房间(主要是板跨较大的客厅)楼板跨中有通长裂缝,在边跨板面出现部分顺板外缘裂缝,并在房屋角部板面出现呈等腰三角形的45度斜裂缝,裂缝宽度达0.2~0.5mm,裂缝两头小中间大;还有部分裂缝在板面沿楼板支座边0.3m范围内平行于支座展开,甚至有些楼板四周均出现连续的裂缝。从凿开楼板抹灰层的情况看,部分裂缝深度超过混凝土保护层,但均未贯通板厚。考虑到裂缝属深层裂缝,随着业主的入住,荷载增加,裂缝有可能朝不利方向发展,对结构的长期耐久性及不透水性有一定的影响,故需要作修补处理。针对以上裂缝情况,文章通过分析了这些裂缝的影响因素及形成机理,并结合实际作出相应的防范和控制措施。
2 裂缝的影响因素分析
通过工程构造措施﹑工程材料选用以及地基情况,根据裂缝形态以及裂缝出现部位可判断:裂缝可能由四种原因引起。
2.1钢筋安放位置不规范、部份钢筋间距偏大,楼板浇筑时厚度达不到设计要求、浇筑混凝土时振捣不密实等等,如局部跨中裂缝。
2.2楼板模板支撑刚度不够,梁板支撑刚度差异或模板挠度过大,模板支撑下沉造成变形过大;或模板支撑的稳定性不够,在施工期间过度震动使支撑刚度变异部位出现多次瞬间相对位移;如板角裂缝。
2.3施工浇注混凝土时未铺设架板,施工人员在钢筋上踩踏,致使板面负筋下沉混凝土保护层厚度偏大,且施工管理上未安排专人进行跟进、纠正,引起板面开裂;特别是负弯矩钢筋没有通长配置时,裂缝往往会出现在负弯矩钢筋的端部,沿板边缘近似成直线发展。如板边裂缝与支座处平行裂缝。
2.4浇筑楼板正值气温较高的8月份,高温天气引起混凝土收缩过快,出现较大的收缩应力。由于施工缝处理不当,混凝土结合不好,再加上混凝土浇筑后未按要求进行养护,在混凝土的干缩及温度应力作用下,楼板内产生很大的拉力,这些力将在最薄弱的环节(施工缝)引起裂缝。
3 混凝土裂缝的处理措施
由于裂缝属于深层裂缝,并随着业主的入住,裂缝会有不同程度的增大,这样可能会对结构的长期耐久性及不透水性产生影响,故需作修补处理。另外裂缝的宽度在0.2mm~0.5mm之间,因此采用表面修补法进行处理。具体处理方法及步骤如下:
3.1对于0.05mm≤ω<0.3mm的允许裂缝,可先将裂缝清洗干净,待干燥后用环氧树脂砂浆灌缝作封闭处理。
3.2对楼板裂缝值为0.3mm≤ω<3.0mm的裂缝(即影响结构正常使用及耐久性的不允许裂缝),需进行化学灌浆处理,处理方法如下:
(1)将楼板面裂缝附近混凝土保护层切割凿除,混凝土表面凿毛,并沿裂缝将混凝土开凿成“V”型槽(槽深20~30mm,宽30~50㎜),以备嵌补环氧树脂砂浆。
(2)裂缝处楼板的顶面先采用扒钉铆合法处理。处理时,在裂缝两侧一定距离用冲击钻打孔(孔深50mm),然后将扒钉两端插入孔内,灌注环氧树脂砂浆锚固。扒钉采用φ6的光面鋼筋制成,长度为120~300mm,设置时应注意扒钉的长度、位置、方向都不应一致,应根据裂缝外形合理分布,务必使对裂缝的铆紧力分布开,而不集中在一个平面上。扒钉间距为100~200mm,在靠近裂缝的端部缩小。
(3)嵌补环氧树脂砂浆,处理前,将裂缝附近表面灰尘、浮渣清除并洗净、干燥。油污应用二甲苯或丙酮擦洗干净。如表面潮湿,应用喷灯烘烤干燥、预热,以保证环氧树脂砂浆与基层良好粘结。先分两次涂刷环氧树脂水泥浆,再用刮刀嵌填环氧树脂砂浆。
(4)待扒钉铆合及环氧树脂砂浆嵌补完成后,用钢板网抹灰恢复面层。
3.3楼板底裂缝的修补与与板面基本相同,即将原抹灰层凿除,嵌填环氧树脂砂浆,然后用钢板网抹灰恢复面层。
4 混凝土裂缝的防治措施
现浇楼板裂缝一般虽属于非结构受力因素引起,但是对房屋的整体性、耐久性影响较大,给住户造成一种不安全感。因此在设计施工中,应采取有效措施,防止楼板裂缝产生。考虑到建筑物是从设计到施工阶段性地形成的,在这里,我们从这两个方面入手,提出有效的防范措施,有针对性地规范施工,将会取得较好的效果。
4.1设计阶段的防治措施
在建筑设计中应处理好构件中“抗”与“放”的关系。所谓“抗”就是处于约束状态下的结构,没有足够的变形余地时,为防止裂缝所采取的有力措施,而所谓“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态下,有足够变形余地时所采取的措施。设计人员应灵活地运用〝抗—放〞结合设计原则,选用以“抗”为主、或以“放”为主的设计方法,进而确定结构方案和使用的材料。
(1)要充分掌握地质情况,准确计算各种静、动荷载、内力与配筋,平面布置上应尽量减少凹凸现象和设置必要的伸缩缝,减少应力集中。同时,在板角增加辐射钢筋(长度1.5m左右) ,四周外墙阳角楼板钢筋加强,可沿房间全长配置,并适当加密加粗,或者采用双层双向钢筋加强加密,利用纵横两个方向钢筋网的合理抵抗和防止45度斜角裂缝的发生和转移,避免因荷载产生直接应力,次应力引起的裂缝。
(2)对跨度较大的现浇楼板厚度的确定,应考虑到板在正常使用极限状态下挠度的计算值应符合规范要求,同时可适当增加板厚,以增强刚度以及其抗裂能力。
(3)积极采用补偿收缩混凝土技术:在常见的混凝土裂缝中,有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝,可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩,实践证明,效果是很好的。
(4)重视构造钢筋的配置:在结构设计中,设计人员应重视对于构造钢筋的配置,特别是于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。
(5)设置隔热保温层,可考虑防水层做在保温层下或两层保温层之间。防水层通常的做法是将其设置在顶面,易老化,黑色的防水层受光照射后,温度可上升到70℃以上。
(6)设计分析上应对楼板受力进行充分考虑:对于剪力墙结构,由于楼板起到在剪力墙之间传递水平的作用,设计时应对可能产生的拉应力给予重视。对于L/B>2的楼板,由于长跨方向的钢筋量配置较少,容易在长跨中间产生垂直于长跨方向的通长裂缝,设计上需进行设计构造加强处理。
4.2混凝土施工阶段的防治措施
(1)对松软土,回填土进行夯实加固,提高地基承载力,保证模板有足够的强度与刚度,同时防止混凝土浇筑过程中地基被水浸泡,以避免沉陷引起裂缝。
(2)控制好水灰比。水灰比是影响混凝土的收缩的主要因素,因为水灰比越大,干缩越大。因此,首先在混凝土配合比设计中尽量控制好水灰比选用,正确按设计配合比施工,要及时测定砂石含水率,将设计配合比换算为施工混合比,同时检查原材料是否与设计相符。
(3)配合比设计人员应深入混凝土配置及施工施工现场,依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况,合理选择好混凝土的设计坍落度,针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比,协助现场搞好构件的养护工作。
(4)选择合适的商品混凝土。商品混凝土由于其优越性,普及程度日益广泛。但由于商品混凝土为了满足施工泵送的需要,在配置上需要添加粉煤灰,而粉煤灰对混凝土的裂缝产生存在不利影响。由于技术条件的限制,该影响暂时无法消除,施工和设计上均应充分考虑其不利影响,做好必要的加强或补救措施。
(5)选择合适的楼板施工时间。楼板施工完毕后应立即施工养护,做好保温层或隔热层。屋面施工尽量避开高温时段,防止前后温差变化过大带来不利影响。
(6)合理设置后浇带。当现浇钢筋混凝土超过一定长度时,可在适当位置设置后浇带,或分段间隔浇注混凝土,以减小混凝土收缩变形引起的内力。
(7)加强现浇板浇筑后的养护,以保持适当的温度与湿度条件。
4 结束语
总之,商品房混凝土结构裂缝的发生的原因很复杂也是不可避免的,由于各种原因仍可能有少量的混凝土裂缝发生。当这些裂缝发生后,必须先查明裂缝产生的原因,判明裂缝的类型,才能选择正确的处理方法,同时要正确选用原材料、合理设计建筑结构、加强施工监控、严格遵守施工技术规程、提高施工技术水平,这样才有可能最大程度减少混凝土裂缝的产生,保证工程的质量,从而减少裂缝造成的危害。
参考文献
[1] 王海军等.大体积混凝土温度和收缩裂缝控制措施.[J].山西建筑.2006.15.
[2] 王铁梦.工程结构裂缝控制.中国建筑工业出版社.1997
[3] 庄宇等.浅析大体积混凝土施工裂缝控制.[J].佳木斯大学学报.2006.3.