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[摘 要]在钢筋混凝土结构的建设和使用过程中,钢筋混凝土结构出现裂缝是一种非常普遍的现象,探讨钢筋混凝土结构裂缝的产生原因和预防措施及其补救措施是很有必要的。本文介绍了钢筋混凝土剪力墙和楼板的裂缝类型及产生原因,从材料、设计和施工等几方面论述了预防裂缝产生的具体方法。
[关键词]剪力墙及楼板;裂缝;防治措施
中图分类号:TU755.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)02-0194-01
一、概述
随着我国国民经济的高速发展,钢筋混凝土结构已经普遍用于工业和民用建筑中。在建筑工程施工过程中,混凝土是城市建设中广泛使用的结构材料,但是伴随这类材料的生产研究与应用,混凝土结构的裂缝问题一直受到人们关注。钢筋混凝土结构出现裂缝不仅种类繁多,形态各异,而且较普遍,尤其是楼板的裂缝,轻者影响建筑物美观,造成渗漏水,重者降低建筑结构的承载力、稳定性和整体性,甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故。这类裂缝是在现有施工技术条件下较难克服的质量通病之一,特别是民用建筑工程结构楼面出现裂缝,往往会引起业主对工程质量提出异议,从而引发投诉、纠纷以及索赔等情况。因此,正确分析裂缝产生原因,切实加以防治是十分必要和迫切的。综上所述,研究混凝土结构的裂缝产生原因及控制具有重要的社会意义和经济意义。现根据多年来对施工现场的观察和总结,从以下几方面着重阐述钢筋混凝土剪力墙和楼板裂缝的成因及综合防治措施。
二、钢筋砼构件裂缝的主要特征
钢筋混凝土结构施工中,裂缝是比较常见的质量通病,其中剪力墙及楼板的裂缝主要有以下特征:
1.钢筋砼墙体裂缝的主要特征
(1)绝大多数是竖向裂缝,多数裂缝长度接近墙高,两端逐渐变细而消失;
(2)裂缝数量较多,宽度一般不大,超过0.3mm的很少,大多数裂缝不大于0.2mm;
(3)裂缝出现时间多在拆模后不久,有的还与气温骤降有关;
(4)随着时间裂缝继续发展,数量增多,但缝宽增大不多;
(5)地下室墙沿长两端附近裂缝较少,中部及附近较多。地下室回填后常见裂缝处渗漏水,但水量一般不大。
2.钢筋砼楼板裂缝的主要特征
(1)裂缝一般较短,不超过1米长,大多数在300—600mm间;
(2)裂缝数量较多,宽度大约在0.5-3mm左右;
(3)裂缝分布一般在次梁所围成的方框内,有些沿板筋分布。有些裂纹呈不均匀分布。
(4)在楼板角部产生贯穿性的斜裂缝,与纵横墙形成约45度的夹角。
(5)在楼板跨中区间内,线管予埋处、后浇板带、以及施工缝处出现通长贯穿性的裂缝。
(6)单块面积大的楼板裂缝现象多于单块面积小的楼板。
三、产生裂缝的主要原因
1、收缩变形
混凝土在凝固过程中,随着混凝土中水分蒸发、湿度降低、体积减少,而产生收缩变形。
2、温度变形
混凝土同其它工程材料一样也具有热胀冷缩、湿胀干缩的特性,从而产生裂缝。
3、材料原因
商品混凝土的水泥用量大、含砂率大、石子粒径小、塌落度大,因此其收缩性比较大。
4、设计方面原因
①楼面结构形式:板厚常取下限值;②伸缩缝、施工缝:设计上一般将伸缩缝间距取得最大值甚至超过最大值。③钢筋设置:楼板的配筋均是按正负弯矩,以分离式的形式来布置的;④预埋的线管均为PVC管,有些通长管还是通过跨中单层配筋处。
5、施工方面原因
①商品混凝土塌落度过大,停置时间过长;②混凝土的均匀性和密实性不一致;③混凝土接搓处产生冷缝;④板厚尺寸控制不严,造成板厚不均匀。⑤施工时钢筋和线管变形移位;⑥模板和支撑构造不当,漏水、漏浆、刚度不足,过早拆摸,施工荷载不当,造成楼板裂缝;⑦混凝土养护不到位。
6、楼面钢筋网得不到合理保护出现的原因
常出现负筋的混凝土保护层厚度过大、楼板的有效截面高度减少,从而导致裂缝的产生。
7、加荷拆模过早的原因
造成了相应拆模部位楼板下沉形成永久性裂缝。
四、防止裂缝产生的综合措施
1.合理选用原材料
水泥宜选用水化热较低的水泥;强度较高的水泥能减少水泥用量,有利于防裂。外加剂选用减水率较高的高效减水剂以及性能优越的膨胀剂,若为泵送混凝土还须掺入缓凝剂,最好选用复合型外加剂,既满足多种性能要求,又方便施工。
砂、石骨料应选用中、粗砂,且砂含泥量严格控制在3%以内,根据泵送能力,尽量选用粒径较大的碎石,有条件时选用5-40mm粒径的级配石,若采用非泵送方法浇捣混凝土更有利于抗裂。
2.优化工程设计
提高墙体的强度和刚度是防止墙体开裂的有效措施,可适当增加墙体厚度和配筋率,由于墙体裂缝是竖向产生,合理利用横向分布筋;合理调整建筑物“重心”和“形心”的位置,尽量让其重合,减少偏心倾斜。基础设计应与上部结构荷载相协调,确保建筑物均匀沉降;墙体筋设计应采用细径密排,最好采用双层双向钢筋,角部设置放射筋,预留洞口等薄弱部位应设置加强筋。水、电管线避免重叠交叉。住宅楼板的配筋应尽可能细而密,分布筋间距应适当加密,对单块面积过大或厚度大的板以及房屋端部外角“L”墙处的楼板,建议按双层双向配筋,还可以增设放射筋,增加板厚等措施。
3.优化配合比设计
选用高性能混凝土,如采用补偿收缩混凝土,在混凝土中掺入适量的膨胀剂,使混凝土产生微量膨胀来补偿其产生的收缩;严格控制水灰比,宜控制在0.5以下,水灰比的降低,将会提高混凝土的弹性模量,提高其抗裂性能;在保证混凝土质量的前提下,尽量降低水泥、砂含量,提高石子用量。
4.加强施工过程控制
①保证钢筋位置准确,绑扎、支撑牢靠。板底筋垫块按不超过800mm的间距沿纵横方向设置,板边第一道垫块设置在板边第二道底筋下。
楼板马镫钢筋采用“几”字型马镫筋,其设置应严格按照有关规定和要求,并在浇筑过程中要随时检查,及时修复变形移位的钢筋。
②模板构造要合理,防止在施工荷载作用下模板变形,改变砼构件截面尺寸,甚至裂缝,拆摸时间不能过早。
③在浇筑提前标出楼板厚度的标志线,在混凝土浇筑过程中拉线控制楼板混凝土标高,以确保楼板厚度。
④混凝土下料不宜过高,振捣要均匀,恰到好处,在初凝后终凝前再进行二次收面,并边收面边用薄膜进行覆盖,这样可以最大限度地减少混凝土初期的收缩裂缝。
⑤加强混凝土的养护,对混凝土要延长养护时间,楼面养护采用薄膜覆盖,冬季施工时,薄膜外增加毛毯。混凝土浇筑12小时后定期浇水。一般混凝土养护天数不宜少于7天,掺外加剂的混凝土或商品混凝土的养护天数不宜少于14天。
⑥楼层混凝土浇筑完成后,在混凝土强度达到1.2兆帕前不得上人和堆积材料。材料在楼板上堆放时,应分散放置,钢筋、钢管、模板等材料临时堆放时,必须在材料下垫不少于两根方木,且不能堆放过多。避免集中荷载过大,引起楼板裂缝。
⑦墙体侧模板拆除时间不能太早,必须保证混凝土完全硬化后才能松动侧模,时间一般控制在混凝土浇筑12小时后,模板拆除后,及时在墙面上喷洒养护剂。
五、结束语
混凝土结构裂缝的发生的原因很复杂也是不可避免的,混凝土裂缝的防治重点在于“防”,而不在于“治”。在采取了上述综合性控制措施后,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,辨明裂缝的类型,才能正确的选择处理方法,同时要通过合理设计混凝土配合比、正确选用原材料、合理設计建筑结构、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结构裂缝的产生,把裂缝宽度控制在设计规范允许的范围内,尽量减少裂缝造成的危害。
[关键词]剪力墙及楼板;裂缝;防治措施
中图分类号:TU755.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)02-0194-01
一、概述
随着我国国民经济的高速发展,钢筋混凝土结构已经普遍用于工业和民用建筑中。在建筑工程施工过程中,混凝土是城市建设中广泛使用的结构材料,但是伴随这类材料的生产研究与应用,混凝土结构的裂缝问题一直受到人们关注。钢筋混凝土结构出现裂缝不仅种类繁多,形态各异,而且较普遍,尤其是楼板的裂缝,轻者影响建筑物美观,造成渗漏水,重者降低建筑结构的承载力、稳定性和整体性,甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故。这类裂缝是在现有施工技术条件下较难克服的质量通病之一,特别是民用建筑工程结构楼面出现裂缝,往往会引起业主对工程质量提出异议,从而引发投诉、纠纷以及索赔等情况。因此,正确分析裂缝产生原因,切实加以防治是十分必要和迫切的。综上所述,研究混凝土结构的裂缝产生原因及控制具有重要的社会意义和经济意义。现根据多年来对施工现场的观察和总结,从以下几方面着重阐述钢筋混凝土剪力墙和楼板裂缝的成因及综合防治措施。
二、钢筋砼构件裂缝的主要特征
钢筋混凝土结构施工中,裂缝是比较常见的质量通病,其中剪力墙及楼板的裂缝主要有以下特征:
1.钢筋砼墙体裂缝的主要特征
(1)绝大多数是竖向裂缝,多数裂缝长度接近墙高,两端逐渐变细而消失;
(2)裂缝数量较多,宽度一般不大,超过0.3mm的很少,大多数裂缝不大于0.2mm;
(3)裂缝出现时间多在拆模后不久,有的还与气温骤降有关;
(4)随着时间裂缝继续发展,数量增多,但缝宽增大不多;
(5)地下室墙沿长两端附近裂缝较少,中部及附近较多。地下室回填后常见裂缝处渗漏水,但水量一般不大。
2.钢筋砼楼板裂缝的主要特征
(1)裂缝一般较短,不超过1米长,大多数在300—600mm间;
(2)裂缝数量较多,宽度大约在0.5-3mm左右;
(3)裂缝分布一般在次梁所围成的方框内,有些沿板筋分布。有些裂纹呈不均匀分布。
(4)在楼板角部产生贯穿性的斜裂缝,与纵横墙形成约45度的夹角。
(5)在楼板跨中区间内,线管予埋处、后浇板带、以及施工缝处出现通长贯穿性的裂缝。
(6)单块面积大的楼板裂缝现象多于单块面积小的楼板。
三、产生裂缝的主要原因
1、收缩变形
混凝土在凝固过程中,随着混凝土中水分蒸发、湿度降低、体积减少,而产生收缩变形。
2、温度变形
混凝土同其它工程材料一样也具有热胀冷缩、湿胀干缩的特性,从而产生裂缝。
3、材料原因
商品混凝土的水泥用量大、含砂率大、石子粒径小、塌落度大,因此其收缩性比较大。
4、设计方面原因
①楼面结构形式:板厚常取下限值;②伸缩缝、施工缝:设计上一般将伸缩缝间距取得最大值甚至超过最大值。③钢筋设置:楼板的配筋均是按正负弯矩,以分离式的形式来布置的;④预埋的线管均为PVC管,有些通长管还是通过跨中单层配筋处。
5、施工方面原因
①商品混凝土塌落度过大,停置时间过长;②混凝土的均匀性和密实性不一致;③混凝土接搓处产生冷缝;④板厚尺寸控制不严,造成板厚不均匀。⑤施工时钢筋和线管变形移位;⑥模板和支撑构造不当,漏水、漏浆、刚度不足,过早拆摸,施工荷载不当,造成楼板裂缝;⑦混凝土养护不到位。
6、楼面钢筋网得不到合理保护出现的原因
常出现负筋的混凝土保护层厚度过大、楼板的有效截面高度减少,从而导致裂缝的产生。
7、加荷拆模过早的原因
造成了相应拆模部位楼板下沉形成永久性裂缝。
四、防止裂缝产生的综合措施
1.合理选用原材料
水泥宜选用水化热较低的水泥;强度较高的水泥能减少水泥用量,有利于防裂。外加剂选用减水率较高的高效减水剂以及性能优越的膨胀剂,若为泵送混凝土还须掺入缓凝剂,最好选用复合型外加剂,既满足多种性能要求,又方便施工。
砂、石骨料应选用中、粗砂,且砂含泥量严格控制在3%以内,根据泵送能力,尽量选用粒径较大的碎石,有条件时选用5-40mm粒径的级配石,若采用非泵送方法浇捣混凝土更有利于抗裂。
2.优化工程设计
提高墙体的强度和刚度是防止墙体开裂的有效措施,可适当增加墙体厚度和配筋率,由于墙体裂缝是竖向产生,合理利用横向分布筋;合理调整建筑物“重心”和“形心”的位置,尽量让其重合,减少偏心倾斜。基础设计应与上部结构荷载相协调,确保建筑物均匀沉降;墙体筋设计应采用细径密排,最好采用双层双向钢筋,角部设置放射筋,预留洞口等薄弱部位应设置加强筋。水、电管线避免重叠交叉。住宅楼板的配筋应尽可能细而密,分布筋间距应适当加密,对单块面积过大或厚度大的板以及房屋端部外角“L”墙处的楼板,建议按双层双向配筋,还可以增设放射筋,增加板厚等措施。
3.优化配合比设计
选用高性能混凝土,如采用补偿收缩混凝土,在混凝土中掺入适量的膨胀剂,使混凝土产生微量膨胀来补偿其产生的收缩;严格控制水灰比,宜控制在0.5以下,水灰比的降低,将会提高混凝土的弹性模量,提高其抗裂性能;在保证混凝土质量的前提下,尽量降低水泥、砂含量,提高石子用量。
4.加强施工过程控制
①保证钢筋位置准确,绑扎、支撑牢靠。板底筋垫块按不超过800mm的间距沿纵横方向设置,板边第一道垫块设置在板边第二道底筋下。
楼板马镫钢筋采用“几”字型马镫筋,其设置应严格按照有关规定和要求,并在浇筑过程中要随时检查,及时修复变形移位的钢筋。
②模板构造要合理,防止在施工荷载作用下模板变形,改变砼构件截面尺寸,甚至裂缝,拆摸时间不能过早。
③在浇筑提前标出楼板厚度的标志线,在混凝土浇筑过程中拉线控制楼板混凝土标高,以确保楼板厚度。
④混凝土下料不宜过高,振捣要均匀,恰到好处,在初凝后终凝前再进行二次收面,并边收面边用薄膜进行覆盖,这样可以最大限度地减少混凝土初期的收缩裂缝。
⑤加强混凝土的养护,对混凝土要延长养护时间,楼面养护采用薄膜覆盖,冬季施工时,薄膜外增加毛毯。混凝土浇筑12小时后定期浇水。一般混凝土养护天数不宜少于7天,掺外加剂的混凝土或商品混凝土的养护天数不宜少于14天。
⑥楼层混凝土浇筑完成后,在混凝土强度达到1.2兆帕前不得上人和堆积材料。材料在楼板上堆放时,应分散放置,钢筋、钢管、模板等材料临时堆放时,必须在材料下垫不少于两根方木,且不能堆放过多。避免集中荷载过大,引起楼板裂缝。
⑦墙体侧模板拆除时间不能太早,必须保证混凝土完全硬化后才能松动侧模,时间一般控制在混凝土浇筑12小时后,模板拆除后,及时在墙面上喷洒养护剂。
五、结束语
混凝土结构裂缝的发生的原因很复杂也是不可避免的,混凝土裂缝的防治重点在于“防”,而不在于“治”。在采取了上述综合性控制措施后,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,辨明裂缝的类型,才能正确的选择处理方法,同时要通过合理设计混凝土配合比、正确选用原材料、合理設计建筑结构、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结构裂缝的产生,把裂缝宽度控制在设计规范允许的范围内,尽量减少裂缝造成的危害。