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摘要:本文主要对裂缝的成因和控制措施等内容进行了阐述和探讨,供大家参考。
关键词:建筑工程楼面裂缝 控制措施
1前言
现浇钢筋混凝土楼面板、屋面板的裂缝,是在旌工过程中的质量通病之一,住宅工程楼板的裂缝发生后,会给用户带来使用上的极大不便。为了有效避免楼面板、屋面板的开裂,应从设计、旅工全面分析其产生原因和防治措施。
2 楼面裂缝的的产生原因分析
现浇混凝土楼面板结构因具有良好的耐久性、可模性和抗震性而在房屋建筑工程中得到广泛应用,但是全现浇钢筋混凝土楼面、屋面板的裂缝是普遍存在的问题,成为目前结构质量中最常见的通病。虽然大多数裂缝都是在规范允许的范围内,对结构的安全影响不大,可若不及时采取预防和处理措施,必将影响整体工程结构的耐久性,给用户的使用带来不良影响。
2.1设计原因
设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝,设计中对构件施加预应力不当,造成构件的裂缝(偏心、应力过大等),设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板),设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形,采用的混凝土等级过高,造成用灰量过大,对收缩不利等因素。
2.2原材料原因
在工程建设中,也有一部分钢筋混凝土现浇板出现的裂缝,是由于用来制作现浇板的原材料质量不合格所造成的,如水泥凝结式膨胀不正常,则产生既短又不规则的裂缝,这种裂缝多产生在混凝土硬化的早期,如果骨料含量过多,则随着混凝土的干燥,会产生不规则的网状裂缝,有时单一骨料反应也会引起裂缝。
2.3混凝土收缩原因
混凝土引起收缩的原因,在硬化初期主要是由于水泥水化作用,形成一种新的水泥结晶体,这种结晶体化合物较原材料体积小,因而引起混凝土体积的收缩,即所谓的凝缩,后期主要是混凝土内自由水分蒸发而引起的干缩,而且,如果混凝土处在一个温差变化较大的环境中,吏将会使其收缩加剧。
2.4 施工原因
在施工过程中由于施工工艺不当,致使支座处负筋下陷,保护层过大,使板上部沿梁支座处产生裂缝;或者在混凝土未达到终凝时间时就上荷载,造成混凝土楼板的弹性变形。
混凝土浇捣后过分抹平压光会使混凝士的细骨料过多地浮到表面,形成含水量很大的水泥浆层。水泥浆中的氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。浇捣后未及时浇水养护,混凝土在较高温度下失水收缩,水化热释放量较大,而又未及时得到水分的补充,从而出现裂缝。
后浇带施工不慎,因而造成的板面裂缝,为了解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力,规范要求采用施工后浇带法,有些施工后浇带不完全按设计要求施工,如施工未留企口缝;板的后浇带不支模板,造成斜坡搓;疏松混凝土未彻底凿除等都有可能造成板面的裂缝。
3 防治措施
3.1 设计方面
设计中重点加强各部位的配筋,尤其是加长负弯筋。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四周阳角处(含平面形状突变凹的房屋阳角处)的房间在离开阳角lm左右,即在楼板分离式配筋的负弯矩筋以及角部转角配筋末端或外侧发生450左右的楼台面地面斜角裂缝,此种通病现浇楼板的任何一种类型的建筑中都普遍存在。其主要原因是混凝土的收缩特性和温差双重作用所引起的,并且越靠近屋面处的楼面裂缝往往越大。从设计角度看,现行设计规范侧重于强度考虑,未充分按温差和混凝土收缩特性等多种因素综合考虑,配筋量因而达不到要求。而房屋的四周阳角由于受到纵、横二个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束,限制了楼面板混凝土的自由变形,因此温差和混凝土收缩变化时,板面在配筋薄弱处(即在分离式配筋的负弯矩筋和放射筋的末端结束处)首先开裂,产生450左右的斜角裂缝对结构安全使用没有影响,但在有水等情况下发生渗漏缺陷,容易引起內部钢筋锈蚀,是裂缝防治的重点。可见在分析裂缝成因时,设计作为一个很重要的因素,应从基础、建筑平面、建筑立面及结构特点等全面进行合理设计,严格控制。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,多年来的实践证明,凡采纳或按上述设计的房屋,基本上不再发生450斜角裂缝,已能较满意的解决好楼板裂缝中数量最多的主要矛盾,效果显著。
3.2 商品混凝土应用技术
(1) 目前普遍采用泵送商品混凝土进行浇筑,应根据工程的不同部位和性质提出对混凝土品质的明确要求,不能片面压价和追求低价、低成本而忽视了混凝土的品质,导致混凝土性能的下降和收缩裂缝增多。
(2) 现场应逐车严格控制好商品混凝土的坍落度检查,严禁在现场二次加水提高坍落度。
3.3 加强施工技术措施
3.3.1 重点加强楼面上层钢筋网的有效保护措施
钢筋在露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前提下才能确保有效。在实际施工中,楼面下层的钢筋网有受到混凝土垫块及模板的依托,保护层比较容易控制。但当垫块间距放大到1.5m时,钢筋网的合理保护层厚度就无法保障,所以纵横向的垫块问距应限制在1m左右。与此相反,楼面上层钢筋网的有效保护区,一直是施工中的较难问题。其原因为,板的上层钢筋一般较细较软,受到人员踩踏后就即易弯曲、变形、下坠;钢筋高楼层模板的高度较大,无法受到模板的依托保护;各工种交叉作业,造成施工人员众多、行走频繁,无处落脚后难免被踩踏;上层钢筋网的钢筋小撑马设置间距过大,甚至不设(仅依靠楼面梁上部钢筋搁置和分离式配筋的拐脚支撑)。根据大量的施工实践,建议楼面双层双向钢筋(包括分离式配置的弯矩短筋)必须设置钢筋小撑马,其纵横向间距不应大于700mm(即每平方米不得少于2只),特别是对细小钢筋,小撑马的间距应控制在600mm以内(即每平方米不得少于3只),才能取得良好的效果。对于第3条原因,可采取下列综合措施加以解决。
(1) 尽可能合理和科学地安排好各种交叉作业时间,在板底钢筋绑扎后,线管预埋和模板封镶收头应及时减少板面钢筋绑扎后的作业人员数量。
(2) 在楼梯、通道等频繁和必须通行处应搭设(或铺设)临时的简易通道,以供必须的施工人员通行。
(3) 加强教育和管理,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,应自觉沿钢筋点上小撑马点通行,不得随意踩踏中间架空部位钢筋。
(4) 安排足够数量的钢筋工(一般应不少于3—4人或以上)在混凝土浇筑中及时进行修理,特别是支座端部受力最大处及楼面裂缝最容易发生处(四周阳角处、预埋线管处以及大跨度房间处)应重点整修。
(5) 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,应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。
3.3.2 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方向时,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,要求增设垂直于线管的短钢筋网加强。根据经验增没的抗裂短钢筋采用ф6一ф8。间距≤150mm,两端的锚固长度应不小于300㎜o
3.3.3 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其它物理力学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塑性收缩裂缝的发生。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。
4 结语
混凝土楼面裂缝产生的原因是比较复杂的,需要做大量而细致的调查取证工作,楼面裂缝产生的原因,主要有荷载及变形受到的约束作用,当荷载产生的应力超过材料抗拉强度允许值时,裂缝就会出现。针对这种情况,必须采取合理的措施,方能有效的解决楼面的裂缝问题,以适应施工更大面积和更大厚度的预应力大面积楼面的需要。
关键词:建筑工程楼面裂缝 控制措施
1前言
现浇钢筋混凝土楼面板、屋面板的裂缝,是在旌工过程中的质量通病之一,住宅工程楼板的裂缝发生后,会给用户带来使用上的极大不便。为了有效避免楼面板、屋面板的开裂,应从设计、旅工全面分析其产生原因和防治措施。
2 楼面裂缝的的产生原因分析
现浇混凝土楼面板结构因具有良好的耐久性、可模性和抗震性而在房屋建筑工程中得到广泛应用,但是全现浇钢筋混凝土楼面、屋面板的裂缝是普遍存在的问题,成为目前结构质量中最常见的通病。虽然大多数裂缝都是在规范允许的范围内,对结构的安全影响不大,可若不及时采取预防和处理措施,必将影响整体工程结构的耐久性,给用户的使用带来不良影响。
2.1设计原因
设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝,设计中对构件施加预应力不当,造成构件的裂缝(偏心、应力过大等),设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板),设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形,采用的混凝土等级过高,造成用灰量过大,对收缩不利等因素。
2.2原材料原因
在工程建设中,也有一部分钢筋混凝土现浇板出现的裂缝,是由于用来制作现浇板的原材料质量不合格所造成的,如水泥凝结式膨胀不正常,则产生既短又不规则的裂缝,这种裂缝多产生在混凝土硬化的早期,如果骨料含量过多,则随着混凝土的干燥,会产生不规则的网状裂缝,有时单一骨料反应也会引起裂缝。
2.3混凝土收缩原因
混凝土引起收缩的原因,在硬化初期主要是由于水泥水化作用,形成一种新的水泥结晶体,这种结晶体化合物较原材料体积小,因而引起混凝土体积的收缩,即所谓的凝缩,后期主要是混凝土内自由水分蒸发而引起的干缩,而且,如果混凝土处在一个温差变化较大的环境中,吏将会使其收缩加剧。
2.4 施工原因
在施工过程中由于施工工艺不当,致使支座处负筋下陷,保护层过大,使板上部沿梁支座处产生裂缝;或者在混凝土未达到终凝时间时就上荷载,造成混凝土楼板的弹性变形。
混凝土浇捣后过分抹平压光会使混凝士的细骨料过多地浮到表面,形成含水量很大的水泥浆层。水泥浆中的氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。浇捣后未及时浇水养护,混凝土在较高温度下失水收缩,水化热释放量较大,而又未及时得到水分的补充,从而出现裂缝。
后浇带施工不慎,因而造成的板面裂缝,为了解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力,规范要求采用施工后浇带法,有些施工后浇带不完全按设计要求施工,如施工未留企口缝;板的后浇带不支模板,造成斜坡搓;疏松混凝土未彻底凿除等都有可能造成板面的裂缝。
3 防治措施
3.1 设计方面
设计中重点加强各部位的配筋,尤其是加长负弯筋。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四周阳角处(含平面形状突变凹的房屋阳角处)的房间在离开阳角lm左右,即在楼板分离式配筋的负弯矩筋以及角部转角配筋末端或外侧发生450左右的楼台面地面斜角裂缝,此种通病现浇楼板的任何一种类型的建筑中都普遍存在。其主要原因是混凝土的收缩特性和温差双重作用所引起的,并且越靠近屋面处的楼面裂缝往往越大。从设计角度看,现行设计规范侧重于强度考虑,未充分按温差和混凝土收缩特性等多种因素综合考虑,配筋量因而达不到要求。而房屋的四周阳角由于受到纵、横二个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束,限制了楼面板混凝土的自由变形,因此温差和混凝土收缩变化时,板面在配筋薄弱处(即在分离式配筋的负弯矩筋和放射筋的末端结束处)首先开裂,产生450左右的斜角裂缝对结构安全使用没有影响,但在有水等情况下发生渗漏缺陷,容易引起內部钢筋锈蚀,是裂缝防治的重点。可见在分析裂缝成因时,设计作为一个很重要的因素,应从基础、建筑平面、建筑立面及结构特点等全面进行合理设计,严格控制。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,多年来的实践证明,凡采纳或按上述设计的房屋,基本上不再发生450斜角裂缝,已能较满意的解决好楼板裂缝中数量最多的主要矛盾,效果显著。
3.2 商品混凝土应用技术
(1) 目前普遍采用泵送商品混凝土进行浇筑,应根据工程的不同部位和性质提出对混凝土品质的明确要求,不能片面压价和追求低价、低成本而忽视了混凝土的品质,导致混凝土性能的下降和收缩裂缝增多。
(2) 现场应逐车严格控制好商品混凝土的坍落度检查,严禁在现场二次加水提高坍落度。
3.3 加强施工技术措施
3.3.1 重点加强楼面上层钢筋网的有效保护措施
钢筋在露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前提下才能确保有效。在实际施工中,楼面下层的钢筋网有受到混凝土垫块及模板的依托,保护层比较容易控制。但当垫块间距放大到1.5m时,钢筋网的合理保护层厚度就无法保障,所以纵横向的垫块问距应限制在1m左右。与此相反,楼面上层钢筋网的有效保护区,一直是施工中的较难问题。其原因为,板的上层钢筋一般较细较软,受到人员踩踏后就即易弯曲、变形、下坠;钢筋高楼层模板的高度较大,无法受到模板的依托保护;各工种交叉作业,造成施工人员众多、行走频繁,无处落脚后难免被踩踏;上层钢筋网的钢筋小撑马设置间距过大,甚至不设(仅依靠楼面梁上部钢筋搁置和分离式配筋的拐脚支撑)。根据大量的施工实践,建议楼面双层双向钢筋(包括分离式配置的弯矩短筋)必须设置钢筋小撑马,其纵横向间距不应大于700mm(即每平方米不得少于2只),特别是对细小钢筋,小撑马的间距应控制在600mm以内(即每平方米不得少于3只),才能取得良好的效果。对于第3条原因,可采取下列综合措施加以解决。
(1) 尽可能合理和科学地安排好各种交叉作业时间,在板底钢筋绑扎后,线管预埋和模板封镶收头应及时减少板面钢筋绑扎后的作业人员数量。
(2) 在楼梯、通道等频繁和必须通行处应搭设(或铺设)临时的简易通道,以供必须的施工人员通行。
(3) 加强教育和管理,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,应自觉沿钢筋点上小撑马点通行,不得随意踩踏中间架空部位钢筋。
(4) 安排足够数量的钢筋工(一般应不少于3—4人或以上)在混凝土浇筑中及时进行修理,特别是支座端部受力最大处及楼面裂缝最容易发生处(四周阳角处、预埋线管处以及大跨度房间处)应重点整修。
(5) 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,应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。
3.3.2 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方向时,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,要求增设垂直于线管的短钢筋网加强。根据经验增没的抗裂短钢筋采用ф6一ф8。间距≤150mm,两端的锚固长度应不小于300㎜o
3.3.3 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其它物理力学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塑性收缩裂缝的发生。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。
4 结语
混凝土楼面裂缝产生的原因是比较复杂的,需要做大量而细致的调查取证工作,楼面裂缝产生的原因,主要有荷载及变形受到的约束作用,当荷载产生的应力超过材料抗拉强度允许值时,裂缝就会出现。针对这种情况,必须采取合理的措施,方能有效的解决楼面的裂缝问题,以适应施工更大面积和更大厚度的预应力大面积楼面的需要。