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        混凝土樓板中常見裂縫分析及預(yù)防措施

        2011-12-20 03:49:24苑飛
        城市建設(shè)理論研究 2011年23期
        關(guān)鍵詞:預(yù)防

        苑飛

        摘要:對(duì)建筑工程中常見的混凝土樓板裂縫的特征和形成原因進(jìn)行分析,并提出相應(yīng)的預(yù)防措施及處理原則。

        關(guān)鍵詞:樓板;裂縫;預(yù)防;處理原則

        Analysis of cracks in the concrete floor and preventive measuresYuan Fei

        Changchun Institute of Design and Research Institute of Jilin 130012

        Abstract: The construction of the common characteristics of the concrete floor cracks and formation analysis, and the corresponding preventive measures and management principles.Keywords: floor; cracks; prevention; management principles .

        在改革開放的今天,傳統(tǒng)的預(yù)制板逐漸被現(xiàn)澆板所取代,由于使用了現(xiàn)澆樓板,房屋的整體性、抗不均勻沉降性和結(jié)構(gòu)安全性均有很大提高,但也伴隨產(chǎn)生了一些樓板裂縫的情況;筆者根據(jù)多年的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),分析研究常見樓板裂縫的特征和形成原因,提出相應(yīng)的預(yù)防措施及處理原則。

        1 混凝土樓板裂縫的原因

        1.1引起裂縫的首要原因是混凝土的收縮。眾所周知,混凝土在硬化過程中,由于水分蒸發(fā),體積逐漸縮小,產(chǎn)生收縮,而板的四周由于受到支座的約束,不能自由伸展。而當(dāng)混凝土的收縮所引起板的約束應(yīng)力超過一定程度時(shí),必然引起現(xiàn)澆板的開裂,開裂的部位往往產(chǎn)生在應(yīng)力相對(duì)集中的地方,所以板的裂縫絕大多數(shù)產(chǎn)生在板角處,其走向與板的對(duì)角線相垂直。

        1.2溫度裂縫。因水泥具有快硬、高強(qiáng)、水化熱大的特點(diǎn),再加上該房屋的主體施工發(fā)生在夏季,混凝土澆搗后又未及時(shí)澆水養(yǎng)護(hù),混凝土在較高溫度下失水收縮,水化熱釋放量較大,而又未及時(shí)得到水分的補(bǔ)充,因而在硬化過程中,現(xiàn)澆板受到支座的約束,勢(shì)必產(chǎn)生溫度應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫,這些裂縫也首先產(chǎn)生在較薄弱的部位,即板角處。另外,室內(nèi)外溫差變化較大,也要引起一定的裂縫。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)房屋西邊及頂層的裂縫居多。事實(shí)上許多裂縫往往是混凝土收縮及溫度變化綜合引發(fā)的。

        1.3結(jié)構(gòu)體型突變及未設(shè)置必要的伸縮縫。開發(fā)商為了提高土地的利用率,房屋長度過長,而又未考慮設(shè)置伸縮縫,當(dāng)房屋的自由伸縮達(dá)到應(yīng)設(shè)置伸縮縫要求的間距時(shí),就要引起裂縫的產(chǎn)生。另外,平面布局凹凸較多,即轉(zhuǎn)角也越多,這些轉(zhuǎn)角處由于應(yīng)力集中形成薄弱部位,一受到混凝土收縮及溫差變化易于產(chǎn)生裂縫。

        1.4支座處負(fù)筋下沉產(chǎn)生裂縫。在施工過程中由于施工工藝不當(dāng),鋼筋工人不負(fù)責(zé),致使支座處負(fù)筋下陷,保護(hù)層過大,固定支座變成塑性鉸支座,使板上部沿梁支座處產(chǎn)生裂縫。現(xiàn)澆樓板的負(fù)彎距鋼筋或附加構(gòu)造筋漏放,也可以導(dǎo)致板沿負(fù)彎距區(qū)應(yīng)力較大處裂縫;裂縫一般是上面大、下面小,有的板底看不見裂縫;施工前交底不清,對(duì)板的負(fù)彎距配筋或附加構(gòu)造筋設(shè)置重視不夠,沒有采取有效的技術(shù)措施以確保鋼筋的架空位置符合設(shè)計(jì)要求。鋼筋綁扎,混凝土的澆筑、振搗施工過程中,沒有采取保護(hù)負(fù)彎距鋼筋位置的有效方法,是造成現(xiàn)澆板裂縫的主要原因。

        1.5施工中水泥不合格引起的構(gòu)件裂縫

        1.5.1使用安定性不合格的水泥,在水泥水化后凝結(jié)硬化過程中,在有害物質(zhì)反應(yīng)的作用下,產(chǎn)生了劇烈的不均勻的體積變化,在構(gòu)件內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生破壞應(yīng)力,導(dǎo)致強(qiáng)度下降、開裂的事故。

        1.5.2導(dǎo)致引起水泥體積安定性的不良有害物質(zhì)有三種:

        第一種:游離氧化鎂(MgO)的反應(yīng)。速度很慢,可達(dá)10~20年,其固相體積增大2.48倍。國標(biāo)規(guī)定,用壓蒸法檢測(cè),當(dāng)壓蒸膨脹率超過0.5%是,該水泥壓蒸安定性為不合格。

        第二種:水泥中加入過量的石膏引起反應(yīng)。從水泥水化開始至硬化結(jié)束的整個(gè)過程中,該反應(yīng)一直進(jìn)行,固相體積增大2.22倍。國標(biāo)規(guī)定氧化硫(SO3)含量不得超過3.5% 。

        第三種:游離氧化鈣。水泥生料在燒熟過程中氧化鈣和氧化硅、氧化鋁、氧化鐵的化學(xué)反應(yīng)不可能完全進(jìn)行,尚剩余一些氧化鈣沒有被吸收,所剩在熟料中的游離氧化鈣結(jié)構(gòu)致密,遇水反應(yīng)緩慢,一般需要3~6個(gè)月才能完全水化,固相體積增大1.98倍。

        1.5.3不同品種、不同標(biāo)號(hào)的水泥,其性能完全不同,水化后初凝和終凝的時(shí)間不同,收縮率也不同。因此,混用水泥拌和的混凝土,所澆注的構(gòu)件容易產(chǎn)生收縮裂縫。

        1.6用含泥細(xì)砂澆注的混凝土裂縫

        骨料的含泥量控制不嚴(yán),骨料表面附著的黏土、灰塵和有機(jī)雜質(zhì),影響了水泥的黏結(jié),使泥漿浮在構(gòu)件表層,當(dāng)混凝土構(gòu)件硬化后便產(chǎn)生網(wǎng)狀干縮裂縫,并降低了混凝土的強(qiáng)度等級(jí)。

        1.7施工中使用外加劑不當(dāng)造成構(gòu)件裂縫

        1.7.1隨意采用劣質(zhì)的外加劑,摻入后沒有起到應(yīng)有的作用,如摻入早強(qiáng)劑的混凝土不早強(qiáng),摻入抗?jié)B劑的混凝土不抗?jié)B,……直接影響構(gòu)件的質(zhì)量,造成混凝土的強(qiáng)度下降,出現(xiàn)裂縫。

        1.7.2計(jì)量不準(zhǔn)確,造成外加劑摻量過少,摻入后沒有起到應(yīng)有的作用,或者造成外加劑的摻量過大,使混凝土的拌和物不會(huì)硬化,造成混凝土構(gòu)件破壞。

        1.8施工中使用不合格鋼筋造成的變形和裂縫

        1.8.1有些施工單位為了節(jié)省資金施工非國標(biāo)的鋼筋,造成該板的強(qiáng)度下降,在上部荷載的作用下,產(chǎn)生彎曲變形和裂縫,乃至斷坍。

        1.8.2采用只滿足鋼筋直徑的要求而不管鋼筋的力學(xué)性能和級(jí)別,甚至常將I級(jí)鋼筋代替II級(jí)鋼筋使用,則鋼筋的抗拉、抗壓強(qiáng)度值降低30%左右。

        1.9施工中將懸挑板的鋼筋放錯(cuò)位置產(chǎn)生的裂縫和斷裂、

        懸挑板在嵌固支座處是受負(fù)彎距——上面受拉,下面受壓,與簡支板結(jié)構(gòu)的受力情況剛好相反。懸挑板的受力鋼筋應(yīng)在上面,有些施工單位錯(cuò)將受力主筋倒放,必將造成事故。還有懸跳板的轉(zhuǎn)角附加筋漏放或少放,造成板的斜裂縫。

        2裂縫的預(yù)防措施及處理原則

        上述裂縫為多種因素所引起的,現(xiàn)澆板裂縫既影響美觀,又容易使住戶產(chǎn)生心理上的不安,而且裂縫不僅會(huì)影響抗?jié)B效果,也易造成水分侵蝕鋼筋,影響使用耐久性。因此,針對(duì)上述裂縫產(chǎn)生的原因,提出了一些防治措施和處理原則。

        2.1加強(qiáng)現(xiàn)澆板澆搗后的養(yǎng)護(hù)?;炷琉B(yǎng)護(hù)是整個(gè)施工過程中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié),忽視對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù),既會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度,又易使其在硬化過程中失水得不到及時(shí)補(bǔ)償而產(chǎn)生裂縫,尤其在高溫下施工,更應(yīng)經(jīng)常澆水養(yǎng)護(hù),這樣既可減少溫度產(chǎn)生的裂縫,也可降低由于混凝土的收縮而產(chǎn)生的約束應(yīng)力,有效控制裂縫。同時(shí),對(duì)水泥砂漿地面,也要嚴(yán)格按施工順序操作,并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),經(jīng)常使地面處于濕潤狀態(tài),也能有效地抑制地面裂縫的產(chǎn)生。

        2.2嚴(yán)格控制砂的粒徑及含泥量?;炷劣蒙皯?yīng)采用中粗砂,如砂粒過細(xì),砂的含泥量超過標(biāo)準(zhǔn),不僅降低強(qiáng)度,也會(huì)使混凝土產(chǎn)生裂縫,這是因?yàn)槟嗟呐蛎浶源笥谒嗯蛎浶缘木壒省?/p>

        2.3在板角增加輻射筋?,F(xiàn)澆板的四周在設(shè)計(jì)上都已配置負(fù)筋,但針對(duì)絕大多數(shù)裂縫產(chǎn)生于板角這一現(xiàn)象,在板角四周增設(shè)輻射筋,使產(chǎn)生裂縫的應(yīng)力作用方向與輻射筋相一致,能有效地抑制裂縫,此外配筋較多時(shí),相對(duì)來說也能明顯改善裂縫的產(chǎn)生或擴(kuò)展,根據(jù)裂縫距板角的距離,輻射筋長度為1.5m左右。

        2.4平面布置上盡量減少凹凸現(xiàn)象和設(shè)置必要的伸縮縫。平面轉(zhuǎn)角過多,即薄弱部位越多,而這些部位由于應(yīng)力集中,往往是裂縫的多發(fā)區(qū)。

        2.5嚴(yán)格控制板面負(fù)筋的保護(hù)層厚度?,F(xiàn)澆板負(fù)筋一般放置在支座梁鋼筋上面,與梁筋應(yīng)綁扎在一起,另外,采用鐵架子或混凝土墊塊等措施來固定負(fù)筋的位置,保證在施工過程中板面鋼筋不再下沉,從而可有效控制保護(hù)層,避免支座處因負(fù)筋下沉,保護(hù)層厚度變大而產(chǎn)生裂縫,板的保護(hù)層厚度不應(yīng)大于1.5cm。施工前認(rèn)真與設(shè)計(jì)院交底,對(duì)板的負(fù)彎距配筋或附加構(gòu)造筋設(shè)置高度重視,采取有效的技術(shù)措施以確保鋼筋的架空位置符合設(shè)計(jì)要求。

        2.6嚴(yán)格控制水泥合格標(biāo)準(zhǔn),禁止用劣質(zhì)水泥和含泥細(xì)砂;已經(jīng)施工完的工程經(jīng)檢測(cè)構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于設(shè)計(jì)要求時(shí),必須會(huì)同有關(guān)部門研究加固和處理方案。檢測(cè)混凝土構(gòu)件的實(shí)際強(qiáng)度等級(jí)如能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí),處理方法如下:及時(shí)鑿除表面裂縫疏松層,用“華千EC2000聚合物砂漿”抹壓平整即可。

        2.7嚴(yán)格控制外加劑質(zhì)量和用量;由于使用劣質(zhì)外加劑而造成構(gòu)件的裂縫時(shí),應(yīng)先檢測(cè)構(gòu)件混凝土的強(qiáng)度。如能滿足設(shè)計(jì)要求,可根據(jù)裂縫實(shí)際的寬度、長度、位置等,采用“華千J-302混凝土再澆劑”水泥漿液或“華千YJS-灌漿樹脂”漿液灌注封閉,恢復(fù)原由功能和防止鋼筋銹蝕。當(dāng)誤摻入外加劑造成混凝土構(gòu)件強(qiáng)度降低時(shí),必須即使返工,早出構(gòu)件上的混凝土,整理安裝好鋼筋、立模板,換合格的外加劑重新澆注混凝土。預(yù)防措施:在蒸汽養(yǎng)護(hù)的混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土中,不宜摻用引氣劑或引氣減水劑。

        2.8嚴(yán)格控制鋼筋質(zhì)量;避免使用劣質(zhì)鋼筋;在檢查中發(fā)現(xiàn)有不合格的偽劣鋼筋,已經(jīng)制作安裝入模時(shí),必須及時(shí)拆除更換合格的鋼筋,確保構(gòu)件的安全;如已配料、成型,必須及時(shí)更換。

        2.9在施工懸挑板時(shí)控制鋼筋擺放位置。檢查已經(jīng)裂縫的懸挑板中的鋼筋直徑、級(jí)別、根數(shù),若直徑與根數(shù)小于或少于設(shè)計(jì)要求,或鋼筋位置不符合規(guī)定時(shí),必須及時(shí)返工,更換合格的鋼筋。

        總之,混凝土樓板出現(xiàn)裂縫比較常見,原因也是多方面的,要認(rèn)真觀察和分析,確定屬于何種性質(zhì)的裂縫,以便采取有效措施進(jìn)行處理,避免造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

        參考文獻(xiàn):

        1 彭勝浩 建筑工程質(zhì)量通病防治手冊(cè)【M】.北京:中國建筑工業(yè)出版社.1984

        2 混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范 . 中國建筑工業(yè)出版社

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