【摘 要】高層住宅中現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的產(chǎn)生,不但引起樓板內(nèi)鋼筋不同程度的銹蝕,影響結(jié)構(gòu)的承載力和耐久性,而且降低建筑物的抗?jié)B能力,影響建筑物的美觀和使用功能。本文從設(shè)計(jì)與施工兩方面對(duì)樓板裂縫的成因進(jìn)行分析,提出了相應(yīng)的預(yù)防和處理措施。
【關(guān)鍵詞】高層住宅;樓板裂縫;防治措施
1 裂縫成因分析
1.1 設(shè)計(jì)方面
(1)住宅設(shè)計(jì)中,客廳樓板平面多有凹凸角,易產(chǎn)生溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力集中,造成板開裂。客廳跨度一般較大,樓板厚度多取規(guī)范下限值。
(2)樓板配筋間距偏大,特別是樓板的面筋未通長(zhǎng)設(shè)置,導(dǎo)致在板邊緣處沿面筋端部出現(xiàn)裂縫。樓板轉(zhuǎn)角位置,比較薄弱,混凝土干縮加冷縮易造成雙向裂縫,導(dǎo)致斜角裂縫。
1.2 施工方面
(1)施工材料。1)水泥品種:水泥的收縮值通常取決于 C3A、SO3、石膏的含量、堿含量及水泥細(xì)度等。隨著混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高、單位體積水泥用量的增加,所產(chǎn)生的水化熱也越高,混凝土的收縮變形也越大。2)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。粗、細(xì)骨料含泥量過大,混凝土凝固時(shí)收縮值增大。3)配合比中砂率、水灰比比例不當(dāng),導(dǎo)致混凝土和易性差,使得混凝土運(yùn)輸和澆筑時(shí)易離析、泌水、保水性差,收縮值增大。4)摻用化學(xué)外加劑會(huì)使混凝土收縮有不同程度的增大。
(2)混凝土的收縮。通常澆筑后 24 h 即可觀察到由凝縮變形產(chǎn)生的裂縫,原因多與砼的泌水現(xiàn)象即水灰比有關(guān)。新澆筑的混凝土經(jīng)壓實(shí)后,由于重力作用,重的固體顆粒向下沉,迫使輕的水向上移,即所謂“泌水”。當(dāng)固體顆粒彼此支撐不再下沉或砼隨著強(qiáng)度上漲結(jié)硬阻礙了它的下沉,泌水即停止,產(chǎn)生裂縫。該工程砂、石取用天然河砂,含泥量及骨料級(jí)配不理想,攪拌時(shí)水灰比較大,泌水現(xiàn)象較嚴(yán)重。
(3)現(xiàn)澆樓板上過早施工、加荷。施工期間,由于施工人員趕進(jìn)度,混凝土強(qiáng)度未達(dá)到預(yù)定值即在剛澆好的樓板上搬運(yùn)、堆放材料、安裝模板等,人為地造成現(xiàn)澆樓板裂縫。
(4)配筋、板厚等施工工藝不合理。施工過程中,各工種交叉作業(yè),樓面面筋位置的正確性難以保證,往往受到施工人員踩踏后使鋼筋彎曲、變形、下陷,保護(hù)層變大,降低了現(xiàn)澆樓板截面的有效高度,使樓板的承載能力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,導(dǎo)致板裂縫的產(chǎn)生。澆筑時(shí)板厚控制不嚴(yán),檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)板厚比設(shè)計(jì)值小 1~2cm,使樓板的剛度削弱、撓度增大而產(chǎn)生裂縫。
(5)模板支撐體系施工不當(dāng)。樓板模板支撐剛度不夠,梁、板支撐剛度差異或模板撓度過大,造成模板支撐下沉變形。其次,模板的間距過大、上下層之間的支撐不垂直等會(huì)造成模板支撐變形,使現(xiàn)澆樓板內(nèi)產(chǎn)生過大的應(yīng)力變形,產(chǎn)生裂縫。另外,拆模過早,在混凝土沒有完全硬化、尚未達(dá)到設(shè)計(jì)承載力的時(shí)候就拆模,樓板因受荷也會(huì)造成開裂。
(6)混凝土養(yǎng)護(hù)不到位,既會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度,又會(huì)使樓板因混凝土在硬化過程中失水得不到及時(shí)補(bǔ)充而產(chǎn)生裂縫。
2 預(yù)防措施
2.1 設(shè)計(jì)方面
(1)現(xiàn)澆樓板強(qiáng)度、撓度及裂縫滿足規(guī)范要求,也要考慮大跨度板混凝土施工不均勻性及收縮因素,可適當(dāng)增加板厚,開間≥4.2m 的板厚取 150mm,鋼筋雙層雙向拉通布置。(2)宜采用細(xì)且密的配筋方式。在相同配筋率的情況下,采用小直徑鋼筋與減小鋼筋間距,能提高現(xiàn)澆板的抗裂能力。在房屋轉(zhuǎn)角處,應(yīng)配置足夠的構(gòu)造鋼筋,避免產(chǎn)生 45 度斜裂縫。(3)當(dāng)平面有凸凹時(shí),凹凸角處樓板配筋宜適當(dāng)加強(qiáng),采用有限元方法計(jì)算,布置放射面筋。
2.2 施工方面
(1)嚴(yán)格控制混凝土施工配合比。根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)和質(zhì)量檢驗(yàn)以及混凝土和易性的要求確定配合比。嚴(yán)格控制水灰比、水泥用量及砂的質(zhì)量。選擇中粗砂,用量占體積的 70%左右,粒徑在 0.25~0.5 mm之間,宜用表面粗糙、質(zhì)地堅(jiān)硬的石料,級(jí)配良好,孔隙率小,無堿性反應(yīng)。
(2)加強(qiáng)現(xiàn)澆板澆搗后的養(yǎng)護(hù)工作。尤其在夏季高溫下施工,在混凝土表面覆蓋如草簾、麻袋等物品,并經(jīng)常澆水養(yǎng)護(hù),保證其處于連續(xù)濕潤(rùn)狀態(tài),降低因混凝土的收縮產(chǎn)生的約束應(yīng)力,減少溫度裂縫。
(3)保證樓板面筋保護(hù)層厚度。采用縱橫間距為 800mm 左右的直徑為 Φ10 或 Φ12 的馬凳筋,固定負(fù)筋位置,用電焊把馬凳筋與負(fù)筋焊牢,保證面筋不被人踩踏或下沉,有效控制面筋保護(hù)層的厚度,保證樓板不因截面有效高度減小而導(dǎo)致承載能力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求產(chǎn)生裂縫。
(4)一般樓板混凝土澆筑完 24 小時(shí)后方可進(jìn)行施工放樣,48 小時(shí)后可進(jìn)行模板制作、安裝等作業(yè)。當(dāng)混凝土強(qiáng)度小于 10MPa 時(shí),不宜在現(xiàn)澆板上吊運(yùn)、堆放施工材料。
(5)模板作強(qiáng)度計(jì)算,支撐牢固,按規(guī)定時(shí)間拆模。考慮施工中吊裝等荷載對(duì)模板穩(wěn)定性的影響,進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。樓板的摸板及支撐立柱根部,保證不產(chǎn)生位移?;炷翉?qiáng)度小于 1.2 MPa 前,不得上人、施加荷載,不過早拆模。
3 處理方法
為提高混凝土樓板的防水性能,避免因滲水對(duì)樓板內(nèi)鋼筋的銹蝕,筆者分別采用如下方法對(duì)樓板裂縫進(jìn)行修補(bǔ)。
(1)寬度小于 0.2 mm 的裂縫,采用表面封閉方式處理。先用鋼絲刷清潔樓板表面污物,用清水充分清洗并干燥,用彈性涂膜防水材料或聚合物砂漿在裂縫表面處均勻涂抹、填充。第一遍涂抹層半干燥后,再涂抹第二遍,干燥固化即可。(2)寬度為 0.2~0.5mm 的裂縫,采用填充法處理。沿裂縫處鑿開混凝土,若發(fā)現(xiàn)鋼筋已銹蝕,應(yīng)先做除銹、防銹處理。沿裂縫鑿一條深與上口寬均為 40~60mm 的 V 形槽,槽內(nèi)用素水泥漿打底,再用環(huán)氧樹脂漿液灌縫,剩余部分用環(huán)氧膠泥填充壓實(shí),表面用 1:1 微膨脹水泥砂漿抹平壓實(shí)。
4 商品砼的性能改善
目前已普遍采用泵送商品砼進(jìn)行澆筑,但受劇烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和原材料價(jià)格上漲的影響,導(dǎo)致各商品砼廠商以采用大粉煤灰摻量,低價(jià)位、低性能的砼摻加劑,以及細(xì)度模數(shù)低、含泥量較高的中細(xì)砂作為降低價(jià)格和成本的主要競(jìng)爭(zhēng)手段。因此應(yīng)盡快健全和統(tǒng)一對(duì)商品砼廠商的行業(yè)管理,促使商品砼廠商轉(zhuǎn)變觀念,控制好原材料質(zhì)量。另一方面使用方在訂購(gòu)商品砼時(shí),應(yīng)根據(jù)工程的不同部位和性質(zhì)提出對(duì)砼品質(zhì)的明確要求,不能片面壓價(jià)和追求低價(jià)格、低成本而忽視了砼的品質(zhì),導(dǎo)致砼性能下降和收縮裂縫增多。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)逐車嚴(yán)格控制好商品砼的坍落度檢查,以保證砼熟料的半成品質(zhì)量。
5 對(duì)裂縫的彌補(bǔ)處理
在采取了上述綜合性防治措施后,由于各種原因仍可能有少量的樓面裂縫發(fā)生。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),樓地面上部的面層一般較厚,可以通過在找平層中增改鋼絲網(wǎng)、鋼板網(wǎng)或抗裂短鋼筋進(jìn)行加強(qiáng),并且上部常被木地板等裝飾層所遮蓋,問題相對(duì)較小。但板底則粉刷層較薄,并且通常無吊頂遮蓋,更易暴露裂縫,影響美觀并引起投訴,所以板底更應(yīng)妥善處理。板底裂縫宜委托專業(yè)加固單位采用復(fù)合增強(qiáng)纖維等材料對(duì)裂縫作粘貼加強(qiáng)處理,當(dāng)遇到裂縫較寬、受力較大等特殊情況時(shí),建議采用碳纖維粘貼加強(qiáng)。復(fù)合增強(qiáng)纖維的粘貼寬度以350~400毫米為宜,既能起到良好的抗拉裂補(bǔ)強(qiáng)作用,又不影響粉刷和裝飾效梁,是目前較理想的裂縫彌補(bǔ)措施。
6 結(jié)論現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫作為高層住宅中常見的質(zhì)量通病,結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)對(duì)其作正確的認(rèn)識(shí)與合理的分析,有針對(duì)性地采取防治措施。只有設(shè)計(jì)與施工兩個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格把控,才能減少或杜絕裂縫的產(chǎn)生,確保結(jié)構(gòu)質(zhì)量與安全。
【參考文獻(xiàn)】
[1]GB50010-2010 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國(guó)建筑工業(yè)出版社.
[責(zé)任編輯:曹明明]