小议结构混凝土楼面裂缝原因及防治措施

时间:2022-10-05 09:43:20

小议结构混凝土楼面裂缝原因及防治措施

摘 要:笔者结合多年的学习理解和工作实践经验。着重对混凝土开裂的主要原因及预防控制措施进行了阐述。供同行参考。

关键词:混凝土;楼面裂缝;原因分析;防治措施

1 结构裂缝产生的原因

结构裂缝产生的原因很复杂,根据国内外的调查资料,引起裂缝有两大类原因:一种由外荷载(如静、动荷载)的直接应力和结构次应力引起的裂缝,其机率约20%;一种是结构因温度、膨胀、收缩、徐变和不均匀沉降等因素由变形变化引起的裂缝,其机率约80%。裂缝发生与设计、施工和维护等有关。

1.1 设计问题

(1)设计规范规定很灵活,没有验算裂缝的明确规定,设计方法留给设计人员自由处理。基本上采取“裂了就堵、堵不住就排”的实际处理手法。

(2)设计规范有明确规定,对于荷载裂缝有计算公式并有严格的允许宽度限制。对于变形裂缝没有计算规定,只按规范留伸缩缝,即留缝就不裂的设计原则。

1.2 混凝土原材料质量问题引起的裂缝

混凝土是由水泥、砂、石、水、外加剂和外掺料组成。这些原材料的质量和数量,配料的比例直接影响到混凝土的质量,在混凝土建筑工程施工中若水泥的产地不知名,交货验收不严格,工地贮藏受潮。砂石质量不符合要求,石、砂表面含泥量超标,粗细砂使用不合理,石料大小没有严格把关,砂粒径控制不严,集料级配不良,结构不合理,都可引起混凝土施工裂缝。因水泥存放受潮或过久后,质地不佳,都将降低混凝土强度,引起混凝土施工裂缝。砂的粒径越细,用水量用灰量增多,收缩增大,水灰比不稳定。砂石表面含泥量过多,粘结力下降,尤其是包裹型的泥土更为严重,泥遇水成浆,胶结在砂石表面,不易分离,容易引起混凝土施工裂缝。

1.3 混凝土搅拌和温度控制不严引起的裂缝

混凝土的搅拌质量控制不严,浇注不达标,振捣不及时、不到位、不均匀、不密实,搅拌时间过短或过长,入模温度不符合工程要求,入料时段气温过高,浇注速度过快,都会引起混凝土出现裂缝。一是过快的浇筑,可引起水泥在水化过程中释放出过大的热量,引起裂缝;二是入料时段气温偏高,特别热天中午浇注时,过高的气温更会加剧浇筑温度上升引起裂缝;三是搅拌超时,不仅会产生离析性,而且会摩损料石引起裂缝;四是气温过低(-2℃),施工时间选择不佳,混凝土表面将产生相应的拉应力,如果这些拉应力大于混凝土的抗裂能力,则会导致混凝土施工裂缝;五是环境气温相差过大,导致混凝土体内收缩过大,因早期浇筑的混凝土结构本身钢筋的约束,不能形成整体收缩,混凝土发生过大拉应力,引起混凝土裂缝。

1.4 施工管理的问题

施工管理不严,赶进度,模板支撑强度不足,工人素质差,负弯距钢筋下沉等也是造成结构裂缝的人为因素。

2 有害裂缝与无害裂缝

裂缝按其形状分为表面的、贯穿的、纵向的和横向的等等。根据国内外设计规范及有关试验资料,混凝土最大裂缝宽度的控制标准大致如下:

无侵蚀介质无防渗要求,0. 3~0. 4 mm

轻微侵蚀,无防渗要求,0. 2~0. 3 mm

严重侵蚀,有防渗要求,0. 1~0. 2 mm

判断裂缝有害还是无害,首先视它是否有害结构安全和耐久性;其次是否影响使用功能(如防水、防潮)。

3 楼面裂缝的综合性防治及具体措施

3.1 设计中的重点加强部位

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楼板四角处的房间在离开负筋处,即在楼板的分离式配筋的负弯矩筋以及角部放射筋末端或外侧发生45°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。对四周的阳角处楼面板配筋进行加强,负筋不采用分离式切断,改为沿房间全长配置,并且适当加密加粗。多年来的实践充分证明,凡采纳或按上述设计的房屋,基本上不再发生45°斜角裂缝,已能较满意地解决好楼板裂缝中数量最多的主要矛盾,效果显著。另当采用了双层双向钢筋加密加强后,纵、横两个方向的钢筋网的合力也能很好地抵抗和防止450斜角裂缝的发生和转移。

3.2 集料控制裂缝的措施

砂石、水泥都是混凝土的原材料,其质量是否符合要求,都会直接影响混凝土的施工质量,要预防混凝土施工裂缝的发生,就必需严把原材料质量关。在混凝土工程施工中,原材料应选用当地材质优良,产地知名的水泥和集料,严格控制砂的粒径(中、粗、细砂),并根据不同工程要求,按规范规定合理采用,同时要从严监控砂石的含泥量,确保砂石料质量检验满足混凝土工程施工要求,以达到预防因集料不合格,而引起混凝土的施工裂缝。

3.3 重点加强楼面上层钢筋网的有效保护措施

钢筋在楼面混凝土板中的抗拉受力,起着抵抗外荷载所产生的弯矩和防止混凝土收缩和温差裂缝发生的双重作用,而这一双重作用均需钢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混凝土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. 5 m 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1 m 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。采用悬挂法控制上层钢筋保护层厚度是一种行之有效的办法;另加强技术交底,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或悬挂骨架架上通行,不得随意踩踏中间架空部位钢筋;再就是混凝土工在浇筑时,对裂缝的易发生部位和负弯矩筋受力最大区域,铺设临时性活动挑板,扩大接触面,分散应力,尽力避免上层钢筋受到重新踩踏变形。

3.4 预埋线管处的裂缝防治

预埋线管,特别是多根线管的集散处是截面混凝土受到较多削弱,从而引起应力集中,容易导致裂缝发生的薄弱部位。当预埋线管的直径较小,并且房屋的开间宽度较小,同时线管的敷设走向又不重合于(即垂直于)混凝土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)混凝土的收缩和受拉力向时,就很容易发生楼面裂缝。因此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。根据我市的经验,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300 mm。线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越,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,以确保线管底部的混凝土灌筑顺利和振捣密实。并且当线管数量众多,使集散口的混凝土截面大量削弱时,宜按预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。

3.5 加强对楼面混凝土的养护

混凝土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混凝土初期伸缩裂缝发生。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,因此楼面混凝土往往缺乏较充分和较足够的浇水养护延续时间。为此,施工中必须坚持覆盖麻袋或草垫进行一周左右的妥善保湿养护,并建议采用喷剂形等产品和养护液进行养护,达到降低成本和提高工效,并可避免或减少对施工的影响。

4 结 语

总之,钢筋混凝土结构裂缝出现机率增多,已引起政府和工程界的关注。其原因是多方面的,结构裂缝控制是门边缘科学,也是一个系统工程,必须从材料、设计、施工和维护四个方面综合解决。

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