張彬彬
(精易建工集團(tuán)有限公司,福建 廈門(mén) 361000)
由于土地的限制,城市建設(shè)不得不向緊湊型、超高層型、節(jié)能型以及多用處和高利用率的方向發(fā)展??萍嫉膭?chuàng)新,同時(shí)帶來(lái)了建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高,城市的生活,讓居民對(duì)建設(shè)住宅的環(huán)境要求越來(lái)越高,對(duì)住宅工程本身的品質(zhì)要求近乎苛刻。就目前建設(shè)工程的外觀,澆筑的混凝土板出現(xiàn)肉眼能夠看得見(jiàn)的縫隙,比較容易讓建筑住宅用戶造成心理負(fù)擔(dān),而且澆筑完成的混凝土板塊出現(xiàn)肉眼可以見(jiàn)到的縫隙,會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的安全保障功能、耐久性功能以及房屋可適用性功能造成比較大的影響,這樣就讓混凝土澆筑的建筑物的使用性能降低、出現(xiàn)比較大的質(zhì)量缺陷,最終會(huì)影響到建筑物使用者的生命財(cái)產(chǎn)安全。常見(jiàn)混凝土裂縫圖片如圖1。
圖1 混凝土裂縫圖片
混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的危害不容小覷,主要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行闡述。
首先,混凝土結(jié)構(gòu)裂縫對(duì)建筑物安全性的影響,在實(shí)際裝修過(guò)程中,由于混凝土結(jié)構(gòu)樓板增加施工和檢修過(guò)程中的荷載,比如:施工人員不按照施工組織的要求,任意違規(guī)在混凝土板塊上,放許多需要填充墻面的加氣混凝土塊、裝修所需要的瓷磚等。如果設(shè)計(jì)驗(yàn)算時(shí)沒(méi)有考慮過(guò)這一部分多出的荷載,那過(guò)多的堆放就會(huì)導(dǎo)致混凝土板出現(xiàn)裂縫,甚至出現(xiàn)肉眼能夠見(jiàn)到的縫隙,大大的影響到建筑物的安全,甚至?xí)霈F(xiàn)不可以挽回的損失。
其次,建筑物適用性的影響,比如:居民住宅最為重要的一點(diǎn)是防水性能要符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求,在施工過(guò)程中,在具有防水性能要求的混凝土產(chǎn)生貫穿裂縫,直接影響該部位防水要求,甚至造成滲漏現(xiàn)象,給居民住宅造成較為嚴(yán)重的防水問(wèn)題。
再次,建筑物出現(xiàn)裂縫會(huì)對(duì)建筑物的耐久性造成影響,在整個(gè)建筑物的使用年限內(nèi),如果建筑物的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)可見(jiàn)的縫隙,混凝土構(gòu)件內(nèi)部的骨架,比如鋼筋,就會(huì)和氧氣接觸,就容易生銹。而且日常的雨水滲入,不同的化學(xué)成分流入,都會(huì)造成混凝土構(gòu)件內(nèi)部的骨架腐蝕,從而就會(huì)影響到建筑物的全壽命的使用時(shí)間。
另外,澆筑的混凝土中有些材料,能夠與水反應(yīng),之后體積會(huì)增大,容易造成澆筑完成混凝土板塊的內(nèi)部被撐大,造成澆筑完成后的混凝土板塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞,從而出現(xiàn)裂縫,這些材料比如:堿集料,堿集料與水反應(yīng)后體積會(huì)增大。本身材料化學(xué)反應(yīng)造成裂縫,也是常見(jiàn)的原因。
由于混凝土結(jié)構(gòu)建筑物均有體型復(fù)雜、奇特等特點(diǎn),其主要的受力構(gòu)件為鋼筋混凝土構(gòu)件。設(shè)計(jì)不規(guī)范造成的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫主要有以下幾點(diǎn)。
(1)設(shè)計(jì)過(guò)程中未充分考慮到建筑物整體的變形和受力,沒(méi)有在應(yīng)該設(shè)置變形縫的位置設(shè)置變形縫,就會(huì)造成混凝土內(nèi)部應(yīng)力無(wú)法有效擴(kuò)散,就容易出現(xiàn)裂縫。
(2)由于設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平不到位,在計(jì)算的時(shí)候沒(méi)有考慮到各中不利因素,以及建筑物的荷載未考慮到位,導(dǎo)致配置的鋼筋數(shù)量無(wú)法滿足要求,造成鋼筋混凝土構(gòu)件出現(xiàn)少筋或多筋破壞。
(3)結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面設(shè)計(jì)預(yù)留洞口過(guò)大,預(yù)留位置不妥當(dāng),出現(xiàn)受力薄弱環(huán)節(jié),而導(dǎo)致混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。
(4)設(shè)計(jì)未充分考慮當(dāng)?shù)氐哪昶骄罡邷囟群妥畹蜏囟?,混凝土及混凝土合攏時(shí)的溫度。
房屋建筑工程基礎(chǔ)不均勻沉降也是造成鋼筋混凝土開(kāi)裂的主要原因。
(1)房屋建于土質(zhì)較差以及軟弱土質(zhì)上。
(2)各個(gè)建筑物基礎(chǔ)埋深不同。
(3)建筑物相鄰部分的高度、荷重、結(jié)構(gòu)剛度等相差較大。
(4)建筑物平面形狀復(fù)雜、立面變化過(guò)大、長(zhǎng)度過(guò)大等原因造成基礎(chǔ)不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向與地基變形的情況有關(guān),由于地基變形產(chǎn)生應(yīng)力比較大,使得產(chǎn)生的裂縫一般是貫穿性的,危害較大。
混凝土在配置之前必須要嚴(yán)格按照要求進(jìn)行驗(yàn)算不同材料成分的比例,而且在配置之前要正確選用水泥和外加劑;無(wú)論是攪拌站攪拌的混凝土,還是現(xiàn)場(chǎng)自拌的混凝土,都未對(duì)混凝土的含水量、水份蒸發(fā)量、以及黏稠度進(jìn)行控制,如果單位體積的含水量不符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求,就會(huì)導(dǎo)致混凝土施工性能差,施工不方便,容易造成澆筑完成后的混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。
澆筑混凝土,現(xiàn)場(chǎng)如果沒(méi)有安排管理人員進(jìn)行監(jiān)督,有些工人就會(huì)疏忽,出現(xiàn)部分位置,未采用振動(dòng)棒振搗到位,或者出現(xiàn)振搗次數(shù)過(guò)多等現(xiàn)象;而且澆筑過(guò)程中因?yàn)榛炷撂桑と藭?huì)向混凝土罐車(chē)內(nèi)加水,這樣就會(huì)導(dǎo)致配合比不符合要求;澆筑未在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)澆筑完成,澆筑時(shí)間過(guò)長(zhǎng),未采取任何的保障措施,均會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。
混凝土在初步整平后,未按照要求再一次進(jìn)行抹面,未按照規(guī)定采取覆蓋、灑水、保溫保濕養(yǎng)護(hù),而且采取措施的時(shí)間不符合要求;大體積混凝土澆筑完成后,未采取有效的溫控措施,導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差大,出現(xiàn)裂縫。
圖紙?jiān)O(shè)計(jì)有后澆帶的,沒(méi)有采取獨(dú)立的支撐體系,擅自拆除后再支撐從而改變了結(jié)構(gòu)受力,導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。
在施工縫處繼續(xù)澆混凝土前,沒(méi)有將施工縫處的混凝土表面鑿毛,沒(méi)有清除浮漿雜物,用水沖洗不到位,未能保持濕潤(rùn),沒(méi)有均勻噴涂(刷)與混凝土同水泥且水灰比0.6的水泥漿,未鋪設(shè)20mm~30mm厚與混凝土同成分水泥砂漿,澆灌混凝土不及時(shí),導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。
構(gòu)成混凝土的成分多種多樣,影響混凝土性能的主要還是水泥,而且不同成分的材料質(zhì)量控制要點(diǎn)不同,比如:硅酸鹽水泥構(gòu)成的混凝土,本身在澆筑完成后就會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的熱量,這樣就容易造成混凝土澆筑完成后,內(nèi)部和外部溫差不一樣,出現(xiàn)裂縫。構(gòu)成混凝土成分還有砂子等細(xì)骨料,如果這些材料含有過(guò)多雜質(zhì)、而且骨料粒徑過(guò)大或者過(guò)小,在澆筑時(shí)混凝土不能完全填充需要澆筑的混凝土構(gòu)件,這樣就會(huì)使構(gòu)件骨料缺少,都會(huì)造成混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。配置混凝土用水在使用之前,未進(jìn)行檢測(cè),采用不合格的水源進(jìn)行配置,比如水中氯離子含量超標(biāo),就會(huì)造成鋼筋銹蝕,也會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)縫隙。因此要做好建筑施工,不僅要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督管理力度,還要嚴(yán)格把控材料的選取路徑,嚴(yán)格進(jìn)行控制,現(xiàn)場(chǎng)堅(jiān)決不采用不達(dá)標(biāo)的原材料,這樣就從根源上避免混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。
在施工中和使用中由于結(jié)構(gòu)承受不當(dāng)荷載都可能出現(xiàn)裂縫。例如早期受震、材料構(gòu)配件在堆放以及運(yùn)輸和吊運(yùn)時(shí)的墊塊或吊點(diǎn)位置設(shè)置不當(dāng)、施工超載、張拉應(yīng)力值過(guò)大等均可能產(chǎn)生裂縫。而最常見(jiàn)的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構(gòu)件,在使用荷載作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構(gòu)件在承受了30%~40%的設(shè)計(jì)荷載,就可能出現(xiàn)裂縫,肉眼一般不能察覺(jué),而構(gòu)件的極限破壞荷載往往都在設(shè)計(jì)荷載的1.5倍以上。所以在一般情況下鋼筋混凝土構(gòu)件是允許帶裂縫工作的(這類裂縫也稱為無(wú)害裂縫)。在鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范中,分別不同情況規(guī)定裂縫的最大寬度為0.2mm~0.3mm,對(duì)那些寬度超過(guò)規(guī)范規(guī)定的裂縫,以及不允許開(kāi)裂的構(gòu)件上出現(xiàn)裂縫則是有害的,需加以認(rèn)真分析,慎重處理。
(1)設(shè)計(jì)中的“抗”與“放”。在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)處理好構(gòu)件中“抗”與“放”的關(guān)系。所謂抗就是處于約束狀態(tài)下的結(jié)構(gòu),沒(méi)有足夠的變形余地時(shí),為防止裂縫所采取的有力措施,而所謂放就是結(jié)構(gòu)完全處于自由變形無(wú)約束狀態(tài)下,有足夠變形余地時(shí)所采取的措施。設(shè)計(jì)人員應(yīng)靈活地運(yùn)用抗放結(jié)合、或以抗為主、或以放為主的設(shè)計(jì)原則來(lái)選擇結(jié)構(gòu)方案和使用的材料。
(2)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來(lái)的應(yīng)力集中。如因結(jié)構(gòu)或造型方面原因等而不得以時(shí),應(yīng)充分考慮采用加強(qiáng)措施。
(3)積極采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)。在常見(jiàn)的混凝土裂縫中,有相當(dāng)部分都是由于混凝土收縮而造成的。要解決由于收縮而產(chǎn)生的裂縫,可在混凝土中摻用膨脹劑來(lái)補(bǔ)償混凝土的收縮,實(shí)踐證明,效果是很好的。
(4)重視對(duì)構(gòu)造鋼筋的認(rèn)識(shí)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視對(duì)于構(gòu)造鋼筋的配置,特別是樓面、墻板等薄壁構(gòu)件更應(yīng)注意構(gòu)造鋼筋的直徑和數(shù)量的選擇。
(5)對(duì)于大體積混凝土,建議在設(shè)計(jì)中考慮采用60d齡期混凝土強(qiáng)度值作為設(shè)計(jì)值,以減少混凝土單方用灰量,并積極采用各類行之有效的混凝土摻合料。
(6)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)氐哪昶骄罡邷囟群妥畹蜏囟?,混凝土及混凝土合攏時(shí)的溫度。
施工人員在施工前必須掌握?qǐng)D紙各要素,必須了解設(shè)計(jì)意圖,出現(xiàn)設(shè)計(jì)不合理的地方,及時(shí)和設(shè)計(jì)人員進(jìn)行溝通落實(shí)整改到位。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中可以合理設(shè)置構(gòu)造防裂鋼筋,采用補(bǔ)償收縮等技術(shù)來(lái)預(yù)防混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。
在施工前,應(yīng)合理的進(jìn)行場(chǎng)地布置規(guī)劃,材料堆放應(yīng)避免大量的水泥、砂石等集中堆放,導(dǎo)致局部荷載過(guò)大,使混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。
在混凝土澆筑之前,施工人員要加強(qiáng)對(duì)混凝土原材料的管理[1]。要保證混凝土不同成分的比例正確,以及配置出來(lái)的混凝土混合物能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)的施工要求。另外對(duì)于各道工序在時(shí)間上的搭配必須要進(jìn)行嚴(yán)格的控制,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成?;炷亮勘容^大的建筑物,澆筑之前須選用熱量比較少的水泥,在施工前可以對(duì)攪拌混凝土用的骨料采取風(fēng)冷、加冰塊等降低混凝土水化熱過(guò)大的措施。
做好混凝土澆筑施工質(zhì)量控制是防治混凝土裂縫的重要措施[2]。涉及到大體積混凝土施工,在澆筑大體積的混凝土前,應(yīng)編制專項(xiàng)方案,可以按照結(jié)構(gòu)以及施工方案的要求,選用不同的澆筑方式,選用的一般的澆筑方式有:一層澆筑完成后,再澆筑一層;然后在每一段上進(jìn)行一層一層澆筑;以斜坡方式進(jìn)行分層澆筑,使?jié)仓幕炷裏崃磕軌蛴行У纳l(fā)開(kāi)來(lái),澆筑過(guò)程中,可以埋入冷卻管,通入冷凝水來(lái)帶走混凝土內(nèi)部的熱量,防止因?yàn)閮?nèi)外溫差過(guò)大形成貫穿裂縫[3]。
混凝土澆筑完成后養(yǎng)護(hù)方式、養(yǎng)護(hù)時(shí)間要符合設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范規(guī)定。
外加劑是混凝土施工過(guò)程中必備的產(chǎn)品。合理利用外加劑能夠有效改善混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的情況。在工程中一般會(huì)使用減水劑和防裂劑,使用減水防裂劑可以在很大程度上提高混凝土的抗拉強(qiáng)度,而且能夠減少用水量,提高混凝土密實(shí)度,從而預(yù)防裂縫出現(xiàn)[4]。
建筑施工中質(zhì)量和安全管理需要抓住重點(diǎn),混凝土裂縫的控制,就是建筑施工中管理要點(diǎn),因?yàn)榛炷亮芽p控制工作對(duì)施工以及房屋交付以后的質(zhì)量起決定性作用,做好混凝土裂縫的防治工作對(duì)于提升混凝土質(zhì)量具有重要的意義,所以在當(dāng)代社會(huì)標(biāo)準(zhǔn)不斷提高的背景下,加強(qiáng)防治混凝土裂縫的工作就變得非常重要。本文詳細(xì)地分析和介紹了混凝土裂縫產(chǎn)生的原因以及防治措施,希望在今后的施工過(guò)程中,能夠有效地避免混凝土裂縫的產(chǎn)生。