住宅工程混凝土楼板裂缝的成因及控制措施

时间:2022-01-14 10:36:15

【前言】住宅工程混凝土楼板裂缝的成因及控制措施由文秘帮小编整理而成,但愿对你的学习工作带来帮助。混凝结构裂缝会造成建筑物强度下降,可能对结构的使用性和耐久性产生的不利影响有: ( 1) 混凝土裂缝不仅影响了建筑物表面的美观,也减小了建筑物保护层的厚度,会加快钢筋锈蚀等过程,降低建筑物的耐久性。钢筋的锈蚀将导致其体积的膨胀,一般情况下会比原体积增加...

住宅工程混凝土楼板裂缝的成因及控制措施

摘 要: 裂缝,尤其是楼面裂缝的发生是一个极其复杂的问题,出现这种裂缝究其原因是多方面的,主要体现在材料的选用、设计的合理及施工阶段技术的运用等因素。只有对混凝土的原材料、设计及施工的各个环节加以有效控制,才能彻底防止或避免裂缝的发生,从而确保满足使用需求和耐久性。

关键词: 住宅工程混凝土楼板裂缝;控制

前言

现有的住宅工程建设中,工程结构出现裂缝是比较普遍的现象。促使楼板裂缝的原因是多种多样的,导致其种类也很多,如果我们不去了解和控制,这样就有可能影响到混凝土构件的刚度和结构的整体抵抗能力。混凝土裂缝的产生,都是微裂缝发展的结果,实际中,混凝土表面裂缝易发展成破坏性裂缝,对建筑结构的危害是巨大的。因此,我们的防范措施应从材料质量、设计和施工控制等每一工作环节入手,认真做好混凝土裂缝的控制处理工作,降低混凝土裂缝的危害。

1、混凝土裂缝的危害

混凝结构裂缝会造成建筑物强度下降,可能对结构的使用性和耐久性产生的不利影响有:

( 1) 混凝土裂缝不仅影响了建筑物表面的美观,也减小了建筑物保护层的厚度,会加快钢筋锈蚀等过程,降低建筑物的耐久性。钢筋的锈蚀将导致其体积的膨胀,一般情况下会比原体积增加 2-3 倍,其最终结果是导致混凝土沿钢筋胀裂,形成纵向裂缝,严重时甚至导致保护层大面积剥落。由于钢筋的锈蚀使得钢筋的有效面积减少,同时,纵向裂缝的产生降低和破坏了钢筋和混凝土的粘结能力,使构件承载力减小,耐久性下降,影响了结构的安全。

(2)裂缝的存在,降低了结构的抗渗性,对于楼板结构而言,裂缝可能导致楼面渗漏。而对于有抗渗要求的结构,如地下室、屋面、一些要求等级较高的水工结构和容器结构,渗漏将产生影响正常使用甚至导致意外事件发生。

( 3) 裂缝对人们心理的影响,结构构件裂缝的存在以及一些非结构材料的裂缝的存在,或多或少会给使用者心理上产生不安全感,有时裂缝的出现会引发连锁反应,包括门窗的变形,装饰装修材料的收缩等等。

2、裂缝类型及特征

裂缝部位主要发生在应力比较集中的地方--板角处、墙阴角线相垂直、后浇带界面、沿预埋管线方向。裂缝出现的时间主要集中在混凝土浇筑完成后 6 个月内,裂缝宽度一般在 0.1 mm ~ 0.5 mm 之间,随时间推移,裂缝数量增多,但裂缝宽度改变不大,裂缝的发展情况与堆载、环境( 是否暴露在大气中) 等条件有关。

3、裂缝产生的原因

3.1商品混凝土材料

混凝土材料由于其不均匀性及抗拉强度低这一特点,在恒荷载、活荷载、温度、变形等广义荷载作用下必然会产生裂缝。混凝土的开裂按其发生时期为顺序,可分为: 早期沉缩及塑性收缩开裂; 温度变形开裂和干燥收缩开裂。

(1) 早期沉缩及塑性收缩变形。混凝土浇筑成型后初凝前,由于重力作用,骨料及水泥颗粒比重大,产生沉降; 水分比重小,上浮于混凝土表面,产生泌水。水泥净浆浮至混凝土表面产生外分层; 水泥净浆浮至粗骨料下方,产生内分层。混凝土的沉缩与流动性有关,高流动性混凝土的沉缩大于中、低流动性混凝土。尤其目前普遍使用的泵送商品混凝土,其流动性远大于普通混凝土。现浇混凝土楼板的早期塑性裂缝是其裂缝的主要来源之一。这些裂缝出现在混凝土表面,不规则,细而密,多不连贯。但这些原始的微裂缝是混凝土后期裂缝进一步扩展的主要原因之一。

(2)温度变形裂缝。温度裂缝主要是混凝土在凝结硬化的过程中释放出大量的热量,并不断的在其内部聚集,使得内外温差增大,引起混凝土表面的拉应力,从而在其表面产生的裂缝。同时,在后期的降温过程中,由于梁、墙等构件的约束,容易在其内部产生相应的拉应力,进而在内部产生裂缝。温度变形是大尺寸楼板产生裂缝的主要原因之一。

(3) 干燥收缩。混凝土干燥收缩开裂,主要是由于毛细管压力造成的。这种裂缝大多出现在工程完工后的养护管理阶段的后期。混凝土在浇筑完成之后需要经过一段时间的养护,确保水泥成分中的水分蒸发。在混凝土养护的过程中,混凝土外部和内部的水分蒸发速度是不同的,内外的拉应力很容易使混凝土产生干缩裂缝。

3.2设计原因

设计人员缺乏施工现场的了解,计算简化模型与结构实际受力情况不符,建筑、结构、水电等各专业设计不协调等情况都有可能导致楼板裂缝。

(1)设计规范考虑因素不全面。

现行钢筋混凝土结构设计规范采用极限承载力作为设计指标,没有综合考虑温差、混凝土收缩变形等因素。

要科学的进行混凝土构件的结构设计,合理设置构件的强锚固、强节点、最小配筋直径、最小配筋率等,提高混凝土构件在抗拉、抗裂方面的性能,避免和防止出现墙体混凝土的薄弱层。

(2)简化计算模型不合理。

没有综合考虑板、梁、墙的刚度比,设计中工程人员为了主要房间板底不露梁,采用了异形板设计,板在阴角处受力复杂,设计直接根据软件计算结果配筋,没有加配构造钢筋。

(3)预埋管线

楼板设计时,为了节约楼层空间,提高空间利用效率,往往将照明、有线电视、通讯等管线直接敷设于现浇楼板中,这些管线直径多为 20 mm ~30 mm,而且有时 7 根 ~8 根管线集中敷设于一块板中,造成楼板的有效截面减少,引起应力集中,成为抵抗裂缝的薄弱部位。

3.3施工原因

施工原因是导致混凝土楼板产生裂缝的主要原因,包括施工方法不合理、模板刚度小,养护不合格,拆模过早,堆载过早等。

(1)混凝土浇筑、振捣质量不合格。振捣不密实导致混凝土内部孔隙、空洞增多,混凝土有效截面减小,承载力大大削弱。

(2) 模板支撑刚度不够,堆载过早、过大。因为混凝土自重较大,因此无论是模板自身强度还是支撑的变形,都会导致混凝土在凝结硬化过程中产生变形,并产生较大的拉应力,而混凝土凝结硬化初期强度低,因此会引起混凝土开裂。另外在楼板上堆载过早、过大会给混凝土带来局部较大变形,当变形带来的压力超过混凝土抗拉强度极限值时,也会引起楼板开裂。

(3) 施工组织不合理,盲目抢工。盲目抢工必然导致多工序交叉作业、各工序交接检环节缺失,质量控制措施形同虚设。同时,影响混凝土质量的三大工序——钢筋、模板、混凝土质量均无法保证,施工缝留设位置比较随意,钢筋踩踏变形、移位,这些因素都为混凝土产生裂缝埋下了祸根。

4、裂缝控制措施

4.1材料控制

对商品混凝土进行抽检实验,严格控制好商品混凝土原材料质量,要求商品混凝土供应商选择合理的水泥品种:(1)选用符合国家有关规范标准的和符合设计文件要求的建筑材料。选用水化热较低的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥。粗骨料宜用表面粗糙、质地坚硬的石料、级配良好、空隙率小、无碱性反应。细骨料宜用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较低的中砂,砂中有害物质及粘土含量不超过规范规定。(2)混凝土中大量使用的外加剂,应选择与水泥等材料适应性好、收缩量小的品种。掺加料宜采用减水剂等外加剂,以改善混凝土工作性能,降低用水量,减少收缩。(3)配料配制混凝土时计量应准确,要严格控制水灰比和水泥用量,搅拌均匀。

4.2 设计控制

(1)提高设计标准。由于工民建在建筑用途方面有巨大差异,因此建筑在建造要求、强度以及稳定性方面也不同,设计者要在综合施工场地地质情况和建筑建造要求的基础上,提高设计的标准和设计的水平,设计者要将容易产生裂缝和容易发生沉降的地方标示出来,对孔洞位置以及孔洞大小进行计算确定,提高设计的精度和准度,减少施工裂缝的存在。

(2)适当提高配筋率。现浇混凝土楼板的厚度尽可能取规定的上限值,混凝土强度标号取规定的下限值,如在民用建筑工程中不要一味追求使用高强度等级混凝土,C20 级能满足要求,就不要使用 C30 级。楼板宜采用热轧带肋钢筋以增加其握裹力,不宜采用光圆钢筋,使其能够抵抗板内管线对截面的削弱,降低水泥标号或减少水泥用量,提高配筋率从而提高钢筋对混凝土收缩变形的约束作用。

(3)计算简化模型。计算模型应尽量与实际情况吻合,适当提高支座负弯矩处、板端角处构造钢筋配筋率。按规范要求,屋面层阳角处、东西单元房间和跨度≥3.9m时,楼板应设置双层双向钢筋,阳角处钢筋间距不宜大于100mm;外墙转角处楼板应设置放射钢筋,配筋范围应大于板跨的1/3,且长度不小于2.0m,每一转角处放射钢筋数量不少于7根,钢筋间距不宜大于100mm。 对连续板不宜采用分离式配筋,应采用上、下两层连续式配筋,连续板的支座负弯矩处钢筋应拉通。

(4)管线集中处处理措施。管线布置比较集中的位置宜设置φ6@150 双层双向钢筋网片,钢筋从管道外边缘外伸长度不小于受拉钢筋锚固长度 La,且不小于 300 mm。

4.3 施工控制

(1) 模板工程质量控制。在施工过程中应保证支撑现浇混凝土楼板的模板及其支架具有足够的承载力( 强度、刚度和稳定性) 。在与施工井架相接或施工运输工具频繁经过的楼板中间要适当加强模板支撑系统。拆模时间要满足规范要求。

(2) 钢筋工程质量控制。①负弯筋制作时垂直弯钩长度应有足够的尺寸,板上铁( 负弯矩钢筋、板端角放射筋、分布筋) 绑扎位置正确,有马凳作为上铁的支撑,浇筑过程中应搭设脚手板,绑扎后的钢筋应减少扰动。 ②在浇灌混凝土的施工过程,要安排专职人员“护筋”,具体做法是在浇灌混凝土时,当浇灌的混凝土还未全部掩盖负弯筋,“护筋”的人员要及时用钢钩拉高负弯筋的分布钢筋(因分布钢筋在负弯筋底下, 拉动分布钢筋则会带动很多负弯筋随之提高高度)并稍微抖动,这时部分浇灌的混凝土粗骨料会在自重的作用下 “跑到 ”负弯筋的下面 ,并支持 (顶住 )着负弯筋,使负弯筋的高度真正达到设计要求。 各浇灌位置的负弯筋都经过如此“细心”地处理,混凝土经震捣密实及整平后,各处的负弯筋能够保持应有的高度,确保满足结构计算的要求,确保混凝土楼板的施工质量。 做好这道工序的工作是减少楼板裂缝发生的一个重要防范措施。

(3) 混凝土浇筑质量控制。①严格按设计和规范要求控制楼板厚度。

②混凝土裂缝与环境条件 (施工期和施工后)有很大关系。施工过程中应注意温度和湿度的变化,采取有效措施控制高温、低温冲击和激烈干燥冲击。

③振捣时要符合要求,既不能过分振捣也不能不到位,一般控制在不再有气泡溢出为止。过分振捣将使骨料沉落挤出水分、空气,表面泌水而形成体积缩小沉陷,造成比下层混凝土伸缩性大的表层砂浆层,水分蒸发后极易形成收缩裂缝。注意防风,在长期通风环境下,极易开裂。通风环境下的楼板,施工时,应设挡风设施,减少空气对流,降低混凝土水分蒸发速度。

④控制商品混凝土的用水量,特别是泵送混凝土,可在混凝土中加如塑化剂、减水剂等外加剂,严格控制水灰比不能太大,振捣要密实,混凝土下料不要太快,初凝前后要反复收光等。必要时,在混凝土初凝前进行二次振捣,减少因泌水在粗骨料、钢筋下部产生的空隙,提高混凝土与钢筋的握裹力,增加混凝土密实度,从而提高抗裂性能。另外,二次抹压处理也有利于减少混凝土早期塑性裂缝。

⑤加强养护工作,及时对混凝土加以覆盖或喷涂混凝土养护剂,防止水分蒸发;不要只重视进度而忽视质量,在混凝土强度达到 1.2N/mm2前,不得上去踩踏或进行施工。

5、结语

综上所述,本文通过对现浇混凝土楼板裂缝成因进行了初步探讨,并针对性地提出了在材料选用、设计及施工阶段的控制措施,告诉我们在具体施工中要多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防处理措施,以确保商品混凝土现浇楼板施工质量,才能从根本上防止和减少裂缝发生。

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