摘 要:近年來在多個工程項目中,混凝土樓板構(gòu)件極易出現(xiàn)不同程度、形式的裂縫。基于某實際工程案例,分析樓板裂縫產(chǎn)生的原因?;跇前辶芽p原因分析,提出防止樓板裂縫產(chǎn)生的具體措施。針對樓板裂縫的性質(zhì)、寬度等因素,分門別類,提出合適的樓板裂縫處理方法。
關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土樓板;裂縫成因;收縮裂縫;裂縫處理文章編號:2095-4085(2024)08-0043-03
1 工程概況
山西省某工程,為地下一層、地上六層磚混結(jié)構(gòu)。該樓總長53.3m,總寬14.24m,建筑高度17.4m,總建筑面積4 242.56m2。該樓在使用期間發(fā)現(xiàn)部分混凝土樓板存在裂縫,為確保結(jié)構(gòu)安全,相關(guān)單位委托對該工程樓板存在的裂縫進行檢測鑒定,分析裂縫產(chǎn)生
的原因及對結(jié)構(gòu)的危害,并提出相應(yīng)的處理方案。
2 樓板裂縫原因及分類
經(jīng)過現(xiàn)場檢查,可以將該工程項目中存在的樓板裂縫分為如下幾類,并分別闡述裂縫產(chǎn)生的原因。
2.1 混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫
該項目中典型樓板收縮裂縫示意圖如圖1所示。
混凝土收縮作用可以大致分為兩個階段:在混凝土凝結(jié)的早期產(chǎn)生的收縮、混凝土后期硬化產(chǎn)生的收縮變形[1-2]。混凝土收縮裂縫的產(chǎn)生主要在于兩個原因:其一,在初期階段,水泥迅速水化,混凝土中的自由水也迅速消耗,這導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生收縮變形,但在混凝土變形的同時受到鋼筋的約束而出現(xiàn)開裂;其二,隨著混凝土水分的散發(fā),混凝土體積收縮,水泥石物體顆粒的表面分子則會形成向內(nèi)的壓縮力,導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生收縮變形,而上述變形又會受到外界的約束,使得混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)該拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時,混凝土即產(chǎn)生開裂。上述裂縫更易
在樓板的邊角部位置或者樓板的跨中位置出現(xiàn)。
2.2 截面削弱產(chǎn)生的裂縫
(1)樓板預(yù)埋線管附近裂縫。該工程項目中,部分裂縫在燈口附近位置出現(xiàn),裂縫通過燈口或未通過燈口,部分裂縫沿?zé)艨谥赶蛟摲块g開關(guān)位置或相鄰房間的燈口方向。典型的沿樓板預(yù)埋線管分布裂縫示意圖如圖2所示。
裂縫的出現(xiàn)是由于樓板內(nèi)埋設(shè)的電線套管,樓板有效截面受到一定程度的削弱,使得沿電線套管埋設(shè)位置附近產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。當(dāng)樓板混凝土收縮變形時,樓板在電線套管埋設(shè)位置附近易于出現(xiàn)裂縫。
(2)樓板負(fù)筋端部附近裂縫。該工程項目中,部分裂縫在距板邊一定距離處沿著與板邊平行的方向開裂,裂縫所處位置恰與負(fù)彎矩筋端部位置基本相同,此類典型裂縫示意圖如圖3所示。
此類裂縫是由于樓板內(nèi)負(fù)彎矩鋼筋端部彎鉤,使樓板有效截面受到一定程度的削弱,在彎鉤附近產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。當(dāng)樓板混凝土收縮變形時,樓板在負(fù)彎矩鋼筋端部位置附近易于出現(xiàn)裂縫。
3 裂縫的防治措施
3.1 設(shè)計方面
(1)在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,需要處理樓板約束的相關(guān)問題,這包括兩種,一種是樓板在實際受到約束沒有足夠變形而采取的控制裂縫措施,另一種是樓板實際未受到約束能夠自由產(chǎn)生變形而采取的防止裂縫出現(xiàn)的措施[3]。
(2)設(shè)計應(yīng)盡可能確保平面規(guī)則,避免截面突變導(dǎo)致應(yīng)力集中。對于截面突變及可能產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位,可以按照規(guī)范要求設(shè)置伸縮縫,以提高樓板抵抗溫度變形的能力。
(3)設(shè)計時注意增強樓板的剛度,尤其對于外墻轉(zhuǎn)角處的樓板,可以提高樓板配筋率,增強樓板的變形能力。對于一些較大跨度的樓板,可以適當(dāng)加密分布鋼筋的配置。
(4)設(shè)計中可以采取一些補償收縮的辦法,如采用膨脹劑來降低混凝土的收縮變形。
(5)在較厚的混凝土板設(shè)計中,強度取值可以采用56d或者60d的強度值,利用混凝土的后期強度,這樣在配合比設(shè)計時可以降低水泥用量,同時可以配合使用一些外摻料,降低混凝土的水化熱。
(6)對于屋面板的設(shè)計,一方面采用雙層雙向配筋以增強樓板抗裂性能,另一方面也需要注意屋面板的保溫隔熱。
3.2 材料配合比
(1)按照設(shè)計要求確定合理的混凝土配合比,選擇適合的水泥等級,避免采用早強水泥。
(2)應(yīng)當(dāng)合理使用外摻料和外加劑,降低水泥用量,降低混凝土水化熱。
(3)應(yīng)注意優(yōu)化砂、石級配,降低骨料的含泥量,增強混凝土的工作性能。
(4)混凝土配合比的確定需要結(jié)合施工的相關(guān)工藝、樓板的尺寸等進行確定,設(shè)計合適的坍落度。
3.3 施工過程
(1)施工時應(yīng)加強對施工人員的管理,禁止施工人員在已經(jīng)綁扎完成的鋼筋上行走,并對樓板的鋼筋進行固定。樓板負(fù)筋安裝時應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)要求設(shè)置馬凳支撐,確保上排鋼筋的位置不隨意移動。在混凝土施工時,應(yīng)當(dāng)有必要的操作平臺,避免施工人員直接在負(fù)筋上來回走動。
(2)制定科學(xué)的施工流程,避免盲目施工。在施工中嚴(yán)禁過早的拆除模板、施加荷載等,拆模需混凝土強度達到規(guī)范相關(guān)要求后方可進行。對于后澆帶位置的模板,不得過早拆除。
(3)加強和設(shè)計單位的溝通,協(xié)調(diào)好不同工種的作業(yè),減少水、電等管線的重疊。
(4)在混凝土施工前,需要提前對模板等進行濕潤,同時在振搗過程中要掌握合適的程度,做到不漏振、不過振。
(5)做好混凝土的養(yǎng)護工作,尤其在早期階段,應(yīng)當(dāng)注意采取控制混凝土收縮變形的相關(guān)措施。如對混凝土進行濕潤養(yǎng)護,對于大體積混凝土工程,可以通過流水或者儲蓄水進行養(yǎng)護,使得混凝土獲得充分的養(yǎng)護,降低收縮。
(6)對于大體積混凝土施工過程中,需要做好降溫措施,避免水化熱過大導(dǎo)致混凝土開裂,可以通過在混凝土中埋設(shè)冷水管等措施進行降溫。在炎熱的夏季施工時,可以降低混凝土的入模溫度,采取低溫養(yǎng)護的措施,甚至在混凝土中加入冰塊等方法。在冬季施工時,則需要做好混凝土的保溫措施,采取如覆蓋保溫等方法進行養(yǎng)護[4]。
(7)控制好鋼筋的保護層厚度,防止保護層過薄產(chǎn)生順筋方向的裂縫。
4 裂縫處理方法
(1)對于樓板的不規(guī)則裂縫,當(dāng)裂縫寬度不超過0.3mm時,可以采用環(huán)氧漿液對裂縫進行封閉,對于裂縫深度較大時,則需要采用粘度較低的環(huán)氧漿液進行灌縫。
(2)對于裂縫寬度不小于0.3mm的裂縫,則需要采用環(huán)氧漿液進行灌縫。具體的施工程序為:先對裂縫的表面進行清掃干凈,隨后采用環(huán)氧膠泥等對板底裂縫進行封閉,再埋設(shè)灌漿嘴、灌漿管道等進行注漿,灌漿完成后,采用環(huán)氧漿液對灌漿口進行處理。
(3)當(dāng)裂縫長度較大時,需要先沿裂縫位置開鑿呈V形,并采用鋼絲刷等對V形槽予以清理干凈,用環(huán)氧砂漿對縫進行涂抹平整,也可以采用環(huán)氧膠泥或者膨脹灌漿料進行修補。
(4)對于順著鋼筋出現(xiàn)的裂縫,若鋼筋已經(jīng)銹蝕,則應(yīng)當(dāng)將鋼筋開鑿露出,對鋼筋進行除銹,隨后再采用摻加膨脹劑的細石混凝土進行修補。
(5)若樓板較大范圍均存在裂縫時,則應(yīng)該對樓板進行必要的靜載試驗,確保結(jié)構(gòu)安全。處理時可在樓板增設(shè)一層鋼筋網(wǎng)片,涂抹抗裂砂漿,提高混凝土板的抗裂性能。
(6)樓板中裂縫寬度不小于0.5mm的裂縫,這類裂縫寬度較寬,需要對混凝土板粘貼鋼板或者碳纖維,對樓板進行補強。隨后沿著樓板裂縫進行開鑿呈V形,并將裂縫清洗干凈,最后再采用膨脹灌漿料及環(huán)氧膠泥進行修補。
5 結(jié)論
在工程實際中,對于現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的控制是多方綜合的問題,裂縫的防控需要建設(shè)、設(shè)計、施工等多個單位的參與及控制。在設(shè)計上需要充分考慮裂縫易于出現(xiàn)的部位,通過增設(shè)鋼筋等措施做好防控工作。在施工上,需要采取優(yōu)化配合比、嚴(yán)控施工質(zhì)量、加強養(yǎng)護等各類措施防控裂縫產(chǎn)生。對于裂縫的處理則需要根據(jù)裂縫的性質(zhì)、寬度等,分門別類,采取合適的裂縫處理方法。
參考文獻:
[1]袁繼雄,王湛,黃冀卓.混凝土收縮與樓板裂縫[J].混凝土,2003(5):41-42.
[2]肖四喜.現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫原因分析及防治方法[J].建筑科學(xué),2000,16(4):36-37.
[3]鄭朝基.現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施[J].西部探礦工程,2006,18(1):217-218.
[4]張宏標(biāo).現(xiàn)澆樓板裂縫產(chǎn)生的原因與防治[J].工程管理學(xué)報,2004(1):52-54.
作者簡介:張鵬飛(1982—),男,高級工程師。