议现浇砼楼板裂缝成因及处理

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  摘要: 近年来,有效解决现浇砼楼板裂缝的问题一直是工程技术人员研究的课题。本文通过介绍现浇钢筋砼楼板裂缝的主要表现形式及其产生原因,提出预防措施和处理措施。
  关键词:砼楼板裂缝;成因;处理措施
  1现浇钢筋砼楼板裂缝的表现形式及产生原因
  1. 1 房屋四周阳角处楼板裂缝的表现形式
   从住宅工程现浇楼板裂缝发生的部位分析,最常见、最普遍和数量最多的是房屋四周阳角处(含平面形状突变的凹口房屋阳角处) 的房间在离开阳角1m 左右,即在楼板的分离式配筋的负弯矩筋以及角部放射筋未端或外侧发生45度左右的楼地面斜角裂缝,此通病在现浇楼板的任何一种类型的建筑中都普遍存在。其原因主要是砼的收缩特性和温差双重作用所引起的,并且愈靠近屋面处的楼层裂缝往往愈大。对于外墙转角处的放射形钢筋,根据实践检验,认为作用较小。其原因是放射形钢筋的长度一般不大(约1. 2m 左右) ,当阳角处的房间在不按双层双向钢筋加密加强而仍按分离式设置构造负弯矩短筋时,45 度的斜向裂缝仍然会向内转移到放射筋的未端或外侧。
  (1) 设计原因。从设计角度看,现行设计规范侧重于按强度考虑,未充分按温差和混凝土收缩特性等多种因素作综合考虑,配筋量因而达不到要求。
   (2) 温差和砼收缩的原因。房屋的四周阳角由于受到纵、横二个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束,限制了楼面板砼的自由变形,因此在温差和砼收缩变化时,板面在配筋薄弱处(即在分离式配筋的负弯矩筋和放射筋的未端结束处) 首先开裂,产生45 度左右的斜角裂缝。楼地面斜角裂缝是裂缝防治的重点。
   (3) 商品砼竞争人为因素。目前已普遍采用泵送商品砼进行浇筑,但受激烈的市场竞争,导致各商品砼厂商以采用大粉煤灰掺量,低价位、低性能的砼外掺剂,以及细度模数低、含泥量较高的中细砂作为降低价格和成本的主要竞争手段。
  1. 2 预埋管线处楼板裂缝的表现形式
   楼面裂缝的发生除以阳角45 度斜角裂缝为主外,其他还有较常见的是预理线管及线管集散处,沿管线延伸的裂缝。
   (1) 管线上部保护层过薄。预埋线管,特别是多根线管的集散处是截面砼受到较多削弱,从而引起应力集中,容易导致裂缝发生的薄弱部位。当预理线管的直径较小,并且房屋的开间宽度也较小,同时线管的敷设走向又不重于(即垂直于) 砼的收缩和受拉方向时,一般不会发生楼面裂缝。反之,当预埋线管的直径较大,开间宽度也较大,并且线管的敷设走向又重合于(即垂直于) 砼的收缩和受拉力向时,就很容易发生楼面裂缝。
   (2) 管线之间的间距过小。线管在敷设时立体交叉穿越,有时紧密平行排列,管线之间间距很小,管底部的砼灌筑振捣不密实。
  1. 3 材料吊卸区域的楼板裂缝的表现形式
   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。一般主体结构的楼层施工速度平均为5 - 7d 左右一层,最快时甚至不足5d一层。因此当楼层砼浇筑完毕后不足24h 的养护时间,就忙着进行钢筋绑扎、材料吊运等施工活动,这就给大开间部位的房间雪上加霜。除了大开间的砼总收缩值较小开间又大的不利因素外,更容易在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。
   (1) 砼强度不足就承受施工荷载。
   (2) 材料吊卸冲击振动。
   (3) 材料堆放集中。
  1. 4 裂缝产生的原因
   (1)、混凝土水灰比、坍落度过大,或使用过量粉砂
   混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感,基本上是水和水泥计量变动对强度影响的叠加。因此,水、水泥、外掺混合材料、外加剂量溶液等因素,将直接影响混凝土的强度。泵送混凝土为了满足泵送条件:坍落度大,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。
   (2)、混凝土施工中过分振捣,模板、垫层过于干燥
   混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落挤出水分、空气,表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落,造成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝土之间洒水不够,过于干燥,则模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。
   (3)、混凝土浇捣后过分抹干压光和养护不当
   过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面,形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。而养护不当也是造成现浇混凝土板裂缝的主要原因。过早养护会影响混凝土的胶结能力。过迟养护,由于受风吹日晒,混凝土板表面游离水分蒸发过快,水泥缺乏必要的水化水,而产生急剧的体积收缩,此时混凝土早期强度低,不能抵抗这种应力而产生开裂。特别是夏、冬两季,因昼夜温差大,养护不当最易产生温差裂缝。
   (4)、楼板的弹性变形及支座处的负弯矩
   施工中在混凝土未达到规定强度,过早拆模,或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载等。这些因素都可直接造成混凝土楼板的弹性变形,致使混凝土早期强度低或无强度时,承受弯、压、拉应力,导致楼板产生内伤或断裂。施工中不注意钢筋的保护,把板面负筋踩弯等,将会造成支座的负弯矩,导致板面出现裂缝。些外,大梁两侧的楼板不均匀沉降也会使支座产生负弯矩造成横向裂缝。
   (5)、后浇带施工不慎而造成的权面裂缝
   为了解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力,规范要求采用施工后浇带法,有些施工后浇带不完全按设计要求施工,例如施工未留企口缝;板的后浇带不支模板,造成斜坡搓;疏松混凝土未彻底凿除等都可能造成板面的裂缝。
  2 预防措施
  2.1 施工中应采取的主要预防措施
   (1) 重点加强楼面上层钢筋网的有效保护预防措施。
   钢筋在楼面砼板中的抗拉受力,起着抵抗外荷载所产生的弯矩和防止砼收缩和温差裂缝发生的双重作用,而这一双重作用均需鋼筋处在上下合理的保护层前提下才能确保有效。在实际施工中,楼面下层的钢筋网在受到砼垫块及模板的依托下保护层比较容易正确控制。但当垫块间距放大到1. 5m 米时,钢筋网的合理保护层厚度就无法保障,所以纵横向的垫块间距限制在1m 左右。与此相反,楼面上层钢筋网的有效保护,一直是施工中的一大较难问题。其原因为:板的上层钢筋一般较细较软,受到人员踩踏后就立即弯曲、变形、下坠;钢筋离楼层模板的高度较大,无法受到模板的依托保护;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;上层钢筋网的钢筋小撑马设置间距过大,甚至不设(仅依靠楼面梁上部钢筋搁置和分离式配筋的拐脚支撑) 。在上述四个原因中,前二条是客观存在,不可能也难于提出措施加以改进(否则楼面负筋用钢量将大大增加,造成浪费) 。但后二个原因却在施工中必须大大加以改进,对于最后一个原因,根据大量的施工实践,建议楼面双层双向钢筋(包括分离式配置的负弯矩短筋) 必须设置钢筋小撑马,其纵横向间距不应大于700mm(即每平方米不得少于2 只) ,特别是对于Φ8 一类细小钢筋, 小撑马的间距应控制在600mm 以内(即每平方米不得少于3 只) ,才能取得较良好的效果。对于第3 条原因,可采取下列综合措施加以解决:
   A、尽可能合理和科学地安排好各工种交叉作业时间,在板底钢筋绑扎后,线管予埋和模板封镶收头应及时穿插并争取全面完成,做到不留或少留尾巴,以有效减少板面钢筋绑扎后的作业人员数量。
   B、在必须通行处应搭设(或铺设) 临时的简易通道,以供必要的施工人员通行。
   C、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。
   D、安排足够数量的钢筋工(一般应不少于3 - 4人或以上) 在砼浇筑前及浇筑中及时进行整修,特别是支座端部受力最大处以及楼面裂缝最容易发生处(四周阳角处、预埋线管处以及大跨度房间处) 应重点整修。
   E、砼工在浇筑时对裂缝的易发生部位和负弯矩筋受力最大区域,应铺设临时性活动跳板,扩大接触面,分散受力,尽力避免上层钢筋受到重新踩踏变形。
   (2) 预埋线管处的裂缝预防措施。
   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。根据我公司的经验,建议增设的抗裂短钢筋采用Φ6 - Φ8 ,间距≤150 ,两端的锚固长度应不小于300mm。线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越,交叉布线处可采用线盒,同时在多根线管的集散处宜采用放射形分布,尽量避免紧密平行排列,以确保线管底部的砼灌筑顺利和振捣密实。并且当线管数量众多,使集散口的砼截面大量削弱时,宜按予留孔洞构造要求在四周增设上下各2Φ12 的井字形抗裂构造钢筋。
   (3) 材料吊卸区域的楼面裂缝预防措施。
   A、主体结构的施工速度不能强求过快,楼层砼浇筑完后的必要养护(一般不宜≤24 小时) 必须获得保证。主体结构阶段的楼层施工速度宜控制在6- 7 天一层为宜,以确保楼面砼获得最起码的养护时间。
   B、科学安排楼层施工作业计划,在楼层砼浇筑完毕的24 小时以前,可限于做测量、定位、弹线等准备工作,最多只允许暗柱钢筋焊接工作,不允许吊卸大宗材料,避免冲击振动。24 小时以后,可先分批安排吊运少量小批量的暗柱和剪力墙钢筋进行绑扎活动,做到轻卸、轻放,以控制和减小冲击振动力。第3 天方可开始吊卸钢管等大宗材料以及从事楼层墙板和楼面的模板正常支模施工,减轻对楼板的冲击影响。
   C、在模板安装时,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。
   D、对计划中的临时大开间面积材料吊卸堆放区域部位(一般约40 平方米左右) 的模板支撑架在搭設前,就预先考虑采用加密立杆(立杆的纵、横向间距均不宜大于800 毫米) 和搁栅增加模板支撑架刚度的加强措施,以增强刚度,减少变形来加强该区域的抗冲击振动荷载,并应在该区域的新筑砼表面上铺设旧木模加以保护和扩散应力,进一步防止裂缝的发生。
   (4) 混凝土浇注过程中的楼面裂缝预防措施。
   现场浇捣混凝土时,振动捣实方法不当,如漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。故混凝土的振捣必须按要求进行,不得过振或漏振。振捣棒在一个振点的时间不超过15s,快插慢拔。在梁、板、柱和墙的截面变化处认真分层进料、分层振捣;在混凝土浇筑后停置一段时间,掌握在终凝前实行二次振捣,然后再对表面进行压抹,对消除沉陷及表面裂缝效果明显。
  2. 2 加强对楼面砼的用水量控制和养护措施
   严格控制砼的用水量,砼现浇时必须在规定的塌落度条件下施工,严禁贪图方便,任意加水的现象,以防止混凝土离析度过大,影响强度。
   砼的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要,特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水并大量减少砼初期伸缩裂缝发生。但实际施工中,由于抢赶工期和浇水将影响弹线及施工人员作业,因此楼面砼往往缺乏较充分和较足够的浇水养护延续时间,混凝土养护应充分、规范:
   (1)、混凝土浇注后12h内应对混凝土加以覆盖和浇水,浇水养护时间一般不少于7d,对掺用终凝型外加剂的混凝土,不得少于14d。施工现场必须安装供浇水养护的水管。高层建筑尚应设计有足够扬程的临时用的水泵和水源。
   (2)、后续工序施工时应采取措施,保证连续浇水养护不受影响。当不能保证浇水养护时,必须坚持在混凝土表面覆盖塑料薄膜、麻袋或草包进行一周左右的妥善保湿养护,并建议采用喷HL 等品种和养护液进行养护,达到降低成本和提高工效,并可避免或减少对施工的影响。
  3 结束语
  总之,通过以上分析,只要做到精心设计、精心施工,就可以减少甚至避免现浇砼楼板的裂缝产生,对已产生的裂缝,只要进行针对性处理,就能确保结构安全及使用要求。
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