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摘要:结构设计是建立在强度的极限承载力基础上的,但大多数工程的使用标准却是由裂缝控制的。近代建筑材料的研究认为,建筑物的裂缝是不可避免的,有裂缝是绝对的,无裂缝是相对的。本文对建筑工程中最为常见的钢筋混凝土现浇楼板裂缝问题进行了探讨,从混凝土材料方面、施工因素方面、设计方面综合归纳分析了这类裂缝产生的成因,提出了要防止该裂缝的出现进行综合控制的方法和措施。
关键词:现浇楼板 常见裂缝 控制 应对措施
Abstract: the structure design is based on the strength of the ultimate bearing capacity of the foundation, but most of the project is using standard by the crack control. The modern building materials research that crack of the building is inevitable, there is crack is absolute, and free of cracks is relative. In this paper, the construction project is most common in the cast-in-situ reinforced concrete floor cracks and discusses the construction of concrete material, from factors, design for this kind of generalized analysis the causes of cracks, and puts forward to prevent the occurrence of crack of comprehensive control methods and measures.
Keywords: cast-in-situ floor common crack control measures
中图分类号: TU528.571文献标识码:A文章编号:
建筑产品的实现过程一般跨越数月到数年之久,施工期间对于钢筋混凝土结构,由于混凝土强度起初尚未达到设计预期标号,同时受到各种施工荷载、自重以及不同环境温度等多种作用的情况下,钢筋混凝土结构也会在不同部位出现裂缝,不仅会影响混凝土的观感,甚至影响到竣工验收及交付使用,因此必须采取有效的措施控制此类裂缝的出现。
1混凝土现浇楼板常见裂缝特征
按照不同的分类标准,裂缝可以有很多种分类方法。比如:按裂缝的大小可分为微观裂缝、宏观裂缝;按裂缝的开展方向可分为斜裂缝、竖向裂缝、水平裂缝;按破坏应力可分为张裂缝、压裂缝、剪裂缝;按裂缝的深度可分为表面裂缝、纵深裂缝、贯穿裂缝;按裂缝生成的原因可分为荷载作用引起的裂缝、变形变化引起的裂缝(包括温度变化引起的裂缝,不均匀沉降引起的裂缝,材料收缩、膨胀引起的裂缝以及地震引起的裂缝);按裂缝的运动规律可分为愈合裂缝、闭合裂缝、稳定运动的裂缝、不稳定运动的裂缝。
大量工程实践现场调查表明,混凝土现浇楼板常见裂缝因变形作用引起的几乎占全部裂缝的85%以上,因荷载效应引起的裂缝仅占不足15%。而在这些变形裂缝中,以收缩变形作用为主引起的裂缝占绝大多数。混凝土现浇楼板常见裂缝有如下几类:
(1) 45°斜裂缝:该类裂缝主要分布在房屋四角及内外墙交接角部,且大多数裂缝穿透楼板,裂缝形态一般呈中段宽,两端窄,端头消失在圈梁边,与外墙夹角约成45°。
(2)平行于楼板短边和长边的裂缝:这类裂缝常出现在楼板中部,多发生于楼板整体连续浇筑的工程中。
(3)穿线管位置裂缝:这类裂缝位于板内埋设线管的地方,裂缝分布沿线管走向。裂缝常常上下贯通,缝宽较大。
2. 裂缝形成的原因分析
结构物在实际使用过程中承受两大类荷载,有各种外荷载和变形荷载(温度、收缩、不均匀沉降等),统称广义荷载。其中静荷载、动荷载和其他外荷载,称为第一类荷载;而变形荷载,称为第二类荷载。裂缝的成因主要有以下三种:
(1)由外荷载(如静荷载、动荷载)的直接应力即按常规计算的主要应力引起的裂缝。
(2)由外荷载作用,结构次应力引起的裂缝。因为许多结构物的实际工作状态同常规计算模型有出入,如屋架按铰接节点计算,但实际混凝土屋架节点却有显著的弯矩和切力,它们时常引起节点裂缝,此处的弯矩和切力称为次应力。还有些常规不计算的外荷载应力,但实际却引起结构裂缝。
(3)由变形变化引起的裂缝(称之为第二类“荷载”),即结构由温度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素而引起的裂缝。
3. 裂缝的控制
3.1裂缝分析
施工前预先对混凝土楼板可能产生的裂缝进行分析,分析的目的是预计混凝土会产生何种裂缝及裂缝的开展程度,并由此设计综合控制程序。裂缝分析的依据是:
(1)结构设计情况:结构尺寸、结构类型、配筋情况、混凝土强度等级及其它性能要求。
(2)施工方法:混凝土的供应方式、水平及垂直运输方法、混凝土坍落度要求、浇筑程序、养护方法等。
(3)环境条件:气温、湿度、风速、雨量等。
3.2 结构设计控制
目前混凝土结构设计大都是荷载、变形及裂缝计算,然后按照设计规范的构造要求配制构造筋.实践证明,这对于防止出现裂缝,特别是出现变形裂缝是远远不够的。因此结构设计须考虑以下问题:
(1)考虑混凝土因变形而产生裂缝的可能,须配制相应的抗裂钢筋。
(2)考虑结构约束过大对产生裂缝的不利影响,须采取减少约束的措施。
(3)考虑高强混凝土增加开裂的可能性,钢筋混凝土设计规范应增加抗裂措施内容,在容易产生应力集中和变形部位增配构造钢筋,并在结构设计中考虑到混凝土产生裂缝的各种可能性。
结构设计控制措施有:
(l)增加混凝土耐久性要求,并提出具体的耐久性指标。
(2)混凝土结构形式应合理,对可能产生应力集中的部位要配制构造筋。
(3)对于强约束的结构应适当留有变形余地,以减少约束力,有些结构之间可考虑设置滑动层。
3.3原材料及混凝土配合比控制
原材料品种、质量状况及混凝土配合比对混凝土的抗裂性能影响很大,如厚大体积混凝土,水泥使用不当将有产生温度裂缝的可能,砂石的含泥量和泥块含量过高将加剧混凝土的干燥收缩,矿物掺料及外加剂的使用也应在满足混凝土一般技术要求的基础上避免引起混凝土的变形,同时,在确定混凝土配合比时应考虑其抗裂性能。
原材料及配合比应控制以下几点:
(1) 根据裂缝分析选择原材料。为了防止产生温度裂缝应该选用铝酸三钙和硅酸三钙含量低,细度不宜过细(即比表面积不宜过大)即水化热较低的水泥。
(2) 尽量降低用水量和水泥用量。含水量和水泥用量较高是产生裂缝的主要原因,因混凝土强度等级的不断提高和泵送混凝土的大量使用,两者难有较大的下降空间,但采取一些措施用量还是可以降低的。预控制混凝土的用水量必须控制坍落度,大力提倡使用塑性混凝土,尽量不使用大流动性的混凝土,同时掺加引气减水剂改善混凝土工作性。
3.4施工控制
以下针对常见的塑性裂缝、温度裂缝和干缩裂缝,说明对裂缝的施工控制。
防止塑性裂缝的施工控制;
①不随意提高混凝土的坍落度。
②保持适宜的搅拌时间,防止混凝土离析。
③在混凝土初凝前进行二次压光。混凝土浇筑后表面会产生泌水,泌水较多时应予清除,待泌水消失后对混凝土表面进行二次压光,即用木抹子拍打压实,这有利于避免或消除塑性裂缝。也可在混凝土终凝前用平板振動器进行二次振捣,以排除混凝土中的空隙和水分。
防止温度裂缝的施工控制:
①控制混凝土温度。因为发生温度裂缝的主要原因是混凝土存在温度梯度,故控制混凝土温度是首要的措施。控制混凝土温度主要是控制入模温度、内部最高升温及降温速度。
②控制浇筑程序。为了有利于混凝土的散热,有利于减少混凝土的约束,使混凝土留有变形的时间和空间,对于现浇钢筋混凝土楼板应控制其浇筑程序,采用分段施工的方法,各个段间可设置变形缝。
③控制混凝土的养护。养护是混凝土施工的常规程序,它既不是什么高新技术,也不是施工的主要工序,故常常被人们忽视,有的混凝土结构从选择原材料到施工都有良好的抗裂措施,但就是因为养护不良而导致结构开裂,这种实例并不少见。
(3)防止干燥收缩裂缝的施工控制:
干燥收缩裂缝的施工控制与上述两种收缩裂缝的控制相同。由于干燥收缩裂缝主要是混凝土中的毛细水蒸发过快所致,而且此种收缩又是一个比较长的过程,故在混凝土施工时应使其达到最大密实。
4 结论
总之,现浇混凝土楼板出现裂缝的原因是多方面的,只要从设计、施工和材料等方面采用有效的综合方法及措施,混凝土裂缝是可以得到控制的。
参考文献:
[1] 国家标准《混凝土结构设计规范》(GB 5010 -2002)
[2] 《工程结构裂缝控制》中国建筑工业出版社
关键词:现浇楼板 常见裂缝 控制 应对措施
Abstract: the structure design is based on the strength of the ultimate bearing capacity of the foundation, but most of the project is using standard by the crack control. The modern building materials research that crack of the building is inevitable, there is crack is absolute, and free of cracks is relative. In this paper, the construction project is most common in the cast-in-situ reinforced concrete floor cracks and discusses the construction of concrete material, from factors, design for this kind of generalized analysis the causes of cracks, and puts forward to prevent the occurrence of crack of comprehensive control methods and measures.
Keywords: cast-in-situ floor common crack control measures
中图分类号: TU528.571文献标识码:A文章编号:
建筑产品的实现过程一般跨越数月到数年之久,施工期间对于钢筋混凝土结构,由于混凝土强度起初尚未达到设计预期标号,同时受到各种施工荷载、自重以及不同环境温度等多种作用的情况下,钢筋混凝土结构也会在不同部位出现裂缝,不仅会影响混凝土的观感,甚至影响到竣工验收及交付使用,因此必须采取有效的措施控制此类裂缝的出现。
1混凝土现浇楼板常见裂缝特征
按照不同的分类标准,裂缝可以有很多种分类方法。比如:按裂缝的大小可分为微观裂缝、宏观裂缝;按裂缝的开展方向可分为斜裂缝、竖向裂缝、水平裂缝;按破坏应力可分为张裂缝、压裂缝、剪裂缝;按裂缝的深度可分为表面裂缝、纵深裂缝、贯穿裂缝;按裂缝生成的原因可分为荷载作用引起的裂缝、变形变化引起的裂缝(包括温度变化引起的裂缝,不均匀沉降引起的裂缝,材料收缩、膨胀引起的裂缝以及地震引起的裂缝);按裂缝的运动规律可分为愈合裂缝、闭合裂缝、稳定运动的裂缝、不稳定运动的裂缝。
大量工程实践现场调查表明,混凝土现浇楼板常见裂缝因变形作用引起的几乎占全部裂缝的85%以上,因荷载效应引起的裂缝仅占不足15%。而在这些变形裂缝中,以收缩变形作用为主引起的裂缝占绝大多数。混凝土现浇楼板常见裂缝有如下几类:
(1) 45°斜裂缝:该类裂缝主要分布在房屋四角及内外墙交接角部,且大多数裂缝穿透楼板,裂缝形态一般呈中段宽,两端窄,端头消失在圈梁边,与外墙夹角约成45°。
(2)平行于楼板短边和长边的裂缝:这类裂缝常出现在楼板中部,多发生于楼板整体连续浇筑的工程中。
(3)穿线管位置裂缝:这类裂缝位于板内埋设线管的地方,裂缝分布沿线管走向。裂缝常常上下贯通,缝宽较大。
2. 裂缝形成的原因分析
结构物在实际使用过程中承受两大类荷载,有各种外荷载和变形荷载(温度、收缩、不均匀沉降等),统称广义荷载。其中静荷载、动荷载和其他外荷载,称为第一类荷载;而变形荷载,称为第二类荷载。裂缝的成因主要有以下三种:
(1)由外荷载(如静荷载、动荷载)的直接应力即按常规计算的主要应力引起的裂缝。
(2)由外荷载作用,结构次应力引起的裂缝。因为许多结构物的实际工作状态同常规计算模型有出入,如屋架按铰接节点计算,但实际混凝土屋架节点却有显著的弯矩和切力,它们时常引起节点裂缝,此处的弯矩和切力称为次应力。还有些常规不计算的外荷载应力,但实际却引起结构裂缝。
(3)由变形变化引起的裂缝(称之为第二类“荷载”),即结构由温度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素而引起的裂缝。
3. 裂缝的控制
3.1裂缝分析
施工前预先对混凝土楼板可能产生的裂缝进行分析,分析的目的是预计混凝土会产生何种裂缝及裂缝的开展程度,并由此设计综合控制程序。裂缝分析的依据是:
(1)结构设计情况:结构尺寸、结构类型、配筋情况、混凝土强度等级及其它性能要求。
(2)施工方法:混凝土的供应方式、水平及垂直运输方法、混凝土坍落度要求、浇筑程序、养护方法等。
(3)环境条件:气温、湿度、风速、雨量等。
3.2 结构设计控制
目前混凝土结构设计大都是荷载、变形及裂缝计算,然后按照设计规范的构造要求配制构造筋.实践证明,这对于防止出现裂缝,特别是出现变形裂缝是远远不够的。因此结构设计须考虑以下问题:
(1)考虑混凝土因变形而产生裂缝的可能,须配制相应的抗裂钢筋。
(2)考虑结构约束过大对产生裂缝的不利影响,须采取减少约束的措施。
(3)考虑高强混凝土增加开裂的可能性,钢筋混凝土设计规范应增加抗裂措施内容,在容易产生应力集中和变形部位增配构造钢筋,并在结构设计中考虑到混凝土产生裂缝的各种可能性。
结构设计控制措施有:
(l)增加混凝土耐久性要求,并提出具体的耐久性指标。
(2)混凝土结构形式应合理,对可能产生应力集中的部位要配制构造筋。
(3)对于强约束的结构应适当留有变形余地,以减少约束力,有些结构之间可考虑设置滑动层。
3.3原材料及混凝土配合比控制
原材料品种、质量状况及混凝土配合比对混凝土的抗裂性能影响很大,如厚大体积混凝土,水泥使用不当将有产生温度裂缝的可能,砂石的含泥量和泥块含量过高将加剧混凝土的干燥收缩,矿物掺料及外加剂的使用也应在满足混凝土一般技术要求的基础上避免引起混凝土的变形,同时,在确定混凝土配合比时应考虑其抗裂性能。
原材料及配合比应控制以下几点:
(1) 根据裂缝分析选择原材料。为了防止产生温度裂缝应该选用铝酸三钙和硅酸三钙含量低,细度不宜过细(即比表面积不宜过大)即水化热较低的水泥。
(2) 尽量降低用水量和水泥用量。含水量和水泥用量较高是产生裂缝的主要原因,因混凝土强度等级的不断提高和泵送混凝土的大量使用,两者难有较大的下降空间,但采取一些措施用量还是可以降低的。预控制混凝土的用水量必须控制坍落度,大力提倡使用塑性混凝土,尽量不使用大流动性的混凝土,同时掺加引气减水剂改善混凝土工作性。
3.4施工控制
以下针对常见的塑性裂缝、温度裂缝和干缩裂缝,说明对裂缝的施工控制。
防止塑性裂缝的施工控制;
①不随意提高混凝土的坍落度。
②保持适宜的搅拌时间,防止混凝土离析。
③在混凝土初凝前进行二次压光。混凝土浇筑后表面会产生泌水,泌水较多时应予清除,待泌水消失后对混凝土表面进行二次压光,即用木抹子拍打压实,这有利于避免或消除塑性裂缝。也可在混凝土终凝前用平板振動器进行二次振捣,以排除混凝土中的空隙和水分。
防止温度裂缝的施工控制:
①控制混凝土温度。因为发生温度裂缝的主要原因是混凝土存在温度梯度,故控制混凝土温度是首要的措施。控制混凝土温度主要是控制入模温度、内部最高升温及降温速度。
②控制浇筑程序。为了有利于混凝土的散热,有利于减少混凝土的约束,使混凝土留有变形的时间和空间,对于现浇钢筋混凝土楼板应控制其浇筑程序,采用分段施工的方法,各个段间可设置变形缝。
③控制混凝土的养护。养护是混凝土施工的常规程序,它既不是什么高新技术,也不是施工的主要工序,故常常被人们忽视,有的混凝土结构从选择原材料到施工都有良好的抗裂措施,但就是因为养护不良而导致结构开裂,这种实例并不少见。
(3)防止干燥收缩裂缝的施工控制:
干燥收缩裂缝的施工控制与上述两种收缩裂缝的控制相同。由于干燥收缩裂缝主要是混凝土中的毛细水蒸发过快所致,而且此种收缩又是一个比较长的过程,故在混凝土施工时应使其达到最大密实。
4 结论
总之,现浇混凝土楼板出现裂缝的原因是多方面的,只要从设计、施工和材料等方面采用有效的综合方法及措施,混凝土裂缝是可以得到控制的。
参考文献:
[1] 国家标准《混凝土结构设计规范》(GB 5010 -2002)
[2] 《工程结构裂缝控制》中国建筑工业出版社