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【引用】混凝土现浇板裂缝原因分析及防治措施  

2013-08-01 00:10:29|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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摘  要

 

   本文结合房屋建筑工程实践,总结施工管理经验及其查阅相关工程资料。从混凝土原料方面、施工质量控制方面、设计﹑收缩及温差变形裂缝等方面分析了混凝土现浇板产生裂缝的原因。并从混凝土原材料、施工工艺等方面对钢筋混凝土现浇板裂缝产生的原因及种类进行了分析,总结了混凝土现浇板裂缝的预防措施及处理方法。 

关键词:混凝土; 现浇板裂缝; 原因分析; 原材料; 施工工艺; 缝裂缝防治措

引  言

 

一般情况下,微细的未贯通裂缝对使用并无多大危害;而大的裂缝会影响混凝土的受力,或使钢筋暴露在空气中造成锈蚀等,进而影响建筑的使用寿命。混凝土的裂缝是绝对性的,不可避免的。但我们可以尽量采取有效措施控制裂缝的数量和宽度,特别要避免出现有害裂缝。其微观裂缝是由本身物理力学性质决定的,但它的有害程度是可以控制的,有害程度的标准是根据使用条件决定的。目前世界各国的规定不完全一致,但大致相同。如从结构耐久性要求、承载力要求及正常使用要求,最严格的允许裂缝宽度为0.1mm。近年来,许多国家已根据大量试验与泵送混凝土的经验将其放宽到0.2mm。当结构年处的环境正常,保护层厚度满足设计要求,无侵蚀介质,钢筋混凝土裂缝宽度可放宽至0.4mm;在湿气及土中为0.3mm;在海水及干湿交替中为0.15mm。沿钢筋的顺筋裂缝有害程度高,必须处理。下面就结合工作实际,对钢筋混凝土现浇板裂缝的原因及防治进行分析研究。

 目     录

 第一章:混凝土现浇板裂缝原因的分析―――――――――――――――( 3-5)

第一节: 混凝土原材料质量方面――――――――――――――――――(3)

第二节:施工质量方面――――――――――――――――――――(4-5)

第三节:设计方面――――――――――――――――――――――(5)

第二章:常见混凝土收缩和温差裂缝产生的原因―――――――――(6)

第三章:混凝土裂缝的处理措施――――――――――――――――(7)

第四章:构造设计方面的控制措施―――――――――――――――(8)

第一节:合理设置伸缩缝和后浇带―――――――――――――――(8)

第二节:适当增大板厚和构件的配筋率―――――――――――――(8)

第五章:施工阶段的控制措施―――――――――――――――――(9)

第一节:严格把关材料质量和配合比――――――――――――――(9)

第二节:切实做好后混凝土拌运浇养等细节性工作――――――――(9)

第三节:严格控制施工缝预留位置―――――――――――――――(9)

第四节:高度重视后浇带施工工作―――――――――――――――(9)

结束语:――――――――――――――――――――――――――(10)

参考文献:―――――――――――――――――――――――――(10)

 第一章:混凝土现浇板裂缝原因的分析

通常情况下,现浇板裂缝一般表现为:不规则、不连贯表面微裂缝;表面龟裂、纵向、横向裂缝以及斜向裂缝。究其原因,主要有混凝土原材料、施工、设计等方面的原因,以下将进形具体分析。  

第一节: 混凝土原材料质量方面

1.1.1正确选用水泥,要控制水灰比,使之不大于0.4,为保证混凝土拌合物有一定的流动性,可掺入优质粉煤灰和高效减水剂,来确保混凝土的可泵性。而使用减水剂时,一定要做与水泥相容性试验,选择与水泥结合后流动性好的减水剂;选用级配良好的骨料,粗细骨料的用量占混凝土总体积的65%~75%,是影响混凝土质量的重要因素,要重视砂石的质量,石子应选用连续级配的碎石,最大粒径控制在15~20mm;选择好运输路线,保证道路平整,缩短运输时间,避免混凝土拌和物发生分层、离析。同时,要经常检查运输工具,尽量减少凝土拌和物运输过程中水泥浆的流失。

       1.1.2 水泥凝结或膨胀不正常,如水泥安定性不稳定,水泥中含有生石灰或氧化镁,这些成分在和水化合后产生体积膨胀,产生裂缝。

1.1.3 如果骨料中含泥量过多,则随着混凝土的干燥,会产生不规则的网状裂缝。

1.1.4 碱-骨料反应:蛋白质、安山岩、玄武岩、辉绿岩、千枚岩等碱性骨料有可能与碱性很强的水泥起化学反应,生成有膨胀能力的碱-硅凝胶而引起混凝土膨胀破坏,产生裂缝。

  1.1.5 水灰比、坍落度过大,或使用过量粉砂混凝土强度值对水灰比变化十分敏感,基本上是水和水泥计量变动对强度影响的叠加。因此,水、水泥、外渗混合材料外加剂溶液的计量偏差,将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量大的粉砂配置的混凝土收缩大,抗拉强度低,容易因塑性收缩而产生裂缝,泵送混凝土为了满足泵送条件,坍落度大,流动性好,易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象,此时,混凝土脱水干缩时,就会产生表面裂缝。

第二节: 施工质量方面

  1.2.1 混凝土施工过分振捣,模板、垫层过于干燥的混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落挤出水分、空气,表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落,造成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝上之间洒水不够,过于干燥,则模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。

1.2.2 混凝土楼板浇筑施工中,应将表面刮抹限制到最小程度,防止在混凝土表面撒干水泥刮抹,对并加强混凝土早期养护。楼板浇筑后,板面应及时用材料覆盖、保温,认真养护,防止强风和烈日曝晒。

1.2.3 施工工艺不当引起:在施工过程中应严格施工操作程序,不盲目赶工。杜绝过早上人、上荷载和过早拆模。在楼板浇捣过程中更要派专人护筋,避免踩弯面负筋的现象发生。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片,承受支座负弯矩,避免因不均匀沉降而产生的裂缝。保护层过大,固定支座变成塑性铰支座,使板上部沿梁支座处产生裂缝。楼板的弹性变形及支座处的负弯矩施工中在混凝土未达到规定强度,过早拆模,或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载,造成混凝土楼板的弹性变形,致使砼早期强度低或无强度时,承受弯、压、拉应力,导致楼板产生内伤或断裂;大梁两侧的楼板不均匀沉降也会使支座产生负弯矩造成横向裂缝。

  1.2.4在后浇带的施工中应认真领会设计意图,制定施工方案,杜绝在后浇处出现混凝土不密实、不按图纸要求留企口缝,以及施工中钢筋被踩弯等现象。同时更要杜绝在未浇注混凝土前就将部分模板,支柱拆除而导致梁板形成悬臂,造成变形。应避免由于后浇带施工不慎而造成的板面裂缝: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,例如: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可能造成板面的裂缝。

  1.2.5对于较粗的线管或多根线管的集散处,可增设垂直于线管的抗裂短钢筋网加强,抗裂短钢筋采用6~8,间距≤150,两端的锚固长度应不小于300毫米。 线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越,交叉布线处采用线盒,同时在多根线管的集散处宜采用放射形分布,尽量避免紧密平行排列,以确保线管底部的砼灌筑顺利和振捣密实。并且当线管数量众多,使集散口的砼截面大量削弱时,宜按预留孔洞构造要求在四周增设上下各2@12的井字形抗裂构造钢筋。

1.2.5严格控制板面负筋的保护层厚度:现浇板负筋一般放置在支座梁钢筋上面,与梁筋应绑扎在一起;另外,采用铁架子或混凝土垫块等措施来固定负筋的位置,保证在施工过程中板面钢筋不再下沉,从而可有效控制保护层,避免支座处因负筋下沉,保护层厚度变大而产生裂缝,板的保护层厚度不应大于1.5cm。

 第三节: 设计方面

  1.3.1 地基的不均匀沉降:在住宅建设中,有相当一部分的钢筋混凝土现浇板的裂缝,是由于地基不均匀沉降的原因而造成的。如在软土地基下采用扩展基础,则对于那些相对较长的条式楼来说,要想保证它们沉降均匀是相当困难的,因此,在这种情况下,有时也会由于基础的不均匀沉降,而引起楼房的拉裂和钢筋混凝土现浇板的开裂。

  1.3.2 荷载的作用:在住宅建设中,也有少部分钢筋混凝土现浇板的裂缝,是由于荷载作用方面的原因引起的。由于设计人员在进行现浇板的配筋计算过程中,通常只是根据其承载能力来确定配筋量的,而往往忽略了对板在正常使用阶段由其承受的荷载而引起的挠度及裂缝宽度的验算,由此而引起裂缝的产生,这些裂缝有时也会超过规范的最大允许值,这也应当引起足够的重视。

  1.3.3 结构体型突变及未设置必要的伸缩缝:房屋长度过长,而又未考虑设置伸缩缝,当房屋的自由伸缩达到应设置伸缩缝要求的间距时,就要引起裂缝的产生。另外,平面布局凹凸较多,即转角也越多,这些转角处由于应力集中形成薄弱部位,一受到混凝土收缩及温差变化易于产生裂缝。

  1.3.4 在楼房的设计中,设备专业特别是电气专业,大多将照明、有线电视、通讯等所需的管线直接敷设于现浇板中,而且有时集中于某一处现浇板中的管线多达7-8根,并且这些管线的走私多为2-3cm,由此就会使该处现浇板厚度大大削弱,从而引起现浇板在该处开裂。

 第二章:常见收缩和温差裂缝的产生原因

  现浇钢筋混凝土结构梁、板产生裂缝的原因,综合起来可以分为两大类:一是由于设计失误、施工不当等原因导致的结构性裂缝;二是由于混凝土本身的收缩和温差作用所产生的非结构性裂缝。有关资料统计及大量的工程实践表明,一般工程中结构性裂缝约为20%,大部分为收缩和温差裂缝约占80%,这些非结构性裂缝可以通过设计和施工阶段采取相应的技术措施预防,从而将其控制在现行规范所允许的范围内。

  从大量的工程实践中发现,建筑的收缩和温差裂缝所出现的位置与构件部位和形状关系的规律基本相同或类似。

  (1)建筑物两端楼梯间处的楼板平面刚度较小,容易产生裂缝,裂缝通常平行于板的长边并贯通梁侧。设计控制方法是加厚该处的楼板厚度,板面的负筋除了满足计算配筋要求之外,还应配置≥Φ8@200双向通长钢筋,梁两侧加设纵向构造腰筋。

  (2)楼板四大角裂缝。产生的原因是荷载、收缩及温差产生的应力向四角迭加成为剪力汇集区而引起的裂缝,一般呈45°角,距板角约600mm~1200mm,常为上下贯通。设计控制方法是除了满足计算配筋要求之外,在整块板的跨度范围内增设双向Φ6或Φ8@200钢筋网,且四角加密。

  (3)框架柱网外的悬挑梁板处的裂缝一般平行于板的短边并贯通封口梁侧。产生的主要原因是该位置的构件受外界温差影响产生较大的变形应力,因此外露梁板是温差裂缝的多发区域。设计控制方法是在板面长度方向构造筋Φ8@200通长。

  (4)屋面板是收缩及温差变形裂缝产生较多的地方,因此所有板的负弯矩筋不应切断。

 第三章:混凝土裂缝的处理方法
 

(1)对于一般混凝土楼板表面的龟裂,可先将裂缝清洗干净,待干燥后用环氧浆液灌缝或用表面涂刷封闭。施工中若在终凝前发现龟裂时,

(2)其它一般裂缝处理,可将板缝清洗后用1:2或1:l水泥砂浆袜缝,压平养护。
    (3)当裂缝较大时,应沿裂缝凿八字形凹槽,冲洗干净后,用1:2水泥砂浆抹平,也可以采用环氧胶泥嵌补。
    (4)当楼板出现裂缝面积较大时,应对楼板进行静载试验,检验其结构安全性,必要时可在楼板上增做一层钢筋网片,以提高板的整体性。
   (5)通长、贯通的危险结构裂缝,裂缝宽度大于0.3mm的,可采用结构胶粘扁钢加固补强,板缝用灌缝胶高压灌胶。一般情况下,微细的未贯通裂缝对使用并无多大危害;而大的裂缝会影响混凝土的受力,或使钢筋暴露在空气中造成锈蚀等,进而影响建筑的使用寿命。混凝土的裂缝是绝对性的,不可避免的。但我们可以尽量采取有效措施控制裂缝的数量和宽度,特别要避免出现有害裂缝。

 第四章:构造设计方面的控制措施

第一节:合理设置伸缩缝和后浇带

  同一材料的收缩和膨胀线性系数为一定值时,其面积越大、体形越大,收缩或温差应力引起的变形及产生裂缝的可能性就越大。因此,合理设置长体形建筑的伸缩缝是控制混凝土温差变形裂缝的一项有效措施。设计人员必须严格执行规范,在其规定的最大间距内设置伸缩缝,并应根据当地环境气候及具体工程结构特点适当减小伸缩缝的间隔,以有效防止混凝土结构的温差裂缝。

  后浇带是当建筑体形较大、高度差较大以及不规则形状时,通常又不便设置伸缩缝,为了防止混凝土因沉降、收缩和温差变形产生裂缝,而特别浇筑的一种混凝土结构。设计施工图时应注意合理预留后浇带的位置,并明确提出施工注意事项。

  第二节:适当增大板厚和构件的配筋率

  在钢筋混凝土结构中,钢筋对于抵抗和控制收缩和温差变形而产生的裂缝,发挥着主导作用。现行规范中除了对混凝土构件的纵向配筋规定了最小配筋率外,还规定当温度等因素对结构产生较大影响时,需要适当增加构件的配筋率。我国一些地方夏、秋季昼夜温差很大,热胀冷缩的不断循环是造成混凝土结构产生温差裂缝的主要原因。部分工程实践表明,往往裂缝较多的构件,其配筋率较小,因此设计人员对此应该予以重视,在设计时要充分考虑工程所出区域的气候特点和建筑物的不同部位(如外露构件),适当增大构件的配筋率。

  常见的收缩和温差裂缝与楼面板、屋面板的厚度有关,如果设计时只计算竖向荷载而未考虑温差和收缩变形对楼板,特别是对屋面板和框架平面以外板件的影响,而采用了较薄的板件,则难以避免在温差和收缩应力反复作用下结构产生裂缝。另外,楼板厚度不够的情况下,施工偏差会影响到钢筋保护层厚度和负弯矩的有效高度而产生裂缝。如果工程中的楼板暗埋管线众多,也会直接影响楼板厚度,沿管线走向会产生集中应力而导致裂缝。为此,无论计算结果如何,即使板件跨度较小,也应该采取板厚≥100mm,且在温差影响大的重点部位使板面负筋双向通长。

  

 第五章:施工阶段的控制措施

  第一节:严格把关材料质量和配比关系

  为了有效控制现浇混凝土结构中收缩和温差裂缝的出现,我们在施工阶段更应该加倍重视,采取有效控制措施。首先要对所选用的各种材料进行严格的检查和验收,不合格材料一律禁止使用。同时,要按规定的各项技术标准做好混凝土配比设计,并进行试配试验。施工时选用良好级砂石骨料和低热或中热水泥,严格把关砂石含泥量和外加剂的掺用量,避免使用过量粉砂,严格控制水灰比和坍落度。

  第二节:切实做好混凝土的搅拌、运输、浇筑及养护等细节性工作

  混凝土的搅拌要严格按照规范进行,搅拌时间必须充足,配有外加剂的更要搅拌均匀,否则可能造成同一块板中混凝土的性质不同,收缩凝结不均匀而引起开裂。另外,使用外加剂的量必须计算准确,用法正确,要对各种外加剂与不同水泥的相容性匹配关系有明确标识。混凝土的运输、浇筑和振捣必须在初凝前完成并确保板厚,保持构件中各种钢筋的正确位置,专人负责振捣。混凝土浇筑后应防止过早在其上进行施工、堆积物料等活动。

第三节:施工缝应按审批合格后的施工方案预留位置

雨季施工应采取防护措施,避免随意停工留缝。施工接茬处应该用钢丝刷清洗干净缝口,并扫水泥浆,必要时还要在接茬处设置钢丝网或采取其他可行措施防止产生收缩裂缝。混凝土的养护对控制混凝土的收缩裂缝起着举足轻重的作用。因此,混凝土浇筑完成后,必须掌握好养护时间,在规定时间内保持混凝土的湿度,控制其表面温度,避免混凝土的内外温差过大而导致裂缝。

  第四节:重视后浇带的施工

关于后浇带的施工,还应该注意以下事项。后浇带的相邻板块两侧的模板应支撑牢固,模板在后浇带浇筑前不得拆除,且必须在后浇带补浇混凝土的强度达到设计强度后方可拆除支撑模板。另外,对后浇带施工缝部位的处理,要将施工缝两侧的旧混凝土表面凿毛,用水彻底冲刷干净,使旧混凝土充分湿润,再扫两次水泥浆后方能浇筑新混凝土,混凝土初凝后必须覆盖养护。后浇带施工缝的新浇混凝土的时间应根据工程的实际情况而定,一般应距原浇混凝土的时间不小于40天,补浇混凝土的强度应比原设计强度提高一级,并加入 10%膨胀剂。

 

结术语:钢筋混凝土现浇楼屋面板容易出现的一些非结构性裂缝现象,主要是由于收缩和温差变形这两大因素所产生的非结构性裂缝,在一般情况下尚不至于造成明显危害,但对工程质量和建筑结构的耐久性有一定影响,因此这些裂缝应当引起我们的高度重视。我们应该在实际工程中针对裂缝产生原因和易发部位,采取有效的设计控制措施及施工技术防范措施,要控制钢筋混凝土现浇楼屋面板裂缝的产生,必须在材料质量、设计阶段、施工过程中有针对性地采取有效的技术措施,加强技术管理,才能使钢筋混凝土现浇板结构尽量不出现裂缝或减少裂缝的数量和宽度,并将非结构性裂缝严格控制在国家规范允许的范围内,对于钢筋混凝土现浇楼屋面板容易出现的一些非结构性裂缝现象,经国内外众多专家的分析研究,以及工程实际中的防治、处理案例,已经积累了比较丰富的经验。但要彻底消除现浇楼屋面板裂缝现象,尚有待不断提高施工技术和积累经验,并进行技术创新,采用更为科学的解决方法。以确保我们施工的建筑“万年常青”。(由于本人所学知识有限,可能有些地方分析不到为,请各界人士提出宝贵的建议,谢谢!)

参考文献:

【1】、刘晓俊编《钢筋混凝土现浇板裂缝原因的分析及防治措施》建筑科技与管理;2009年第03期

【2】、赵淑婷编《现浇混凝土楼板裂缝成因分析及控制措施》山西建筑;2005年02期

【3】、仇伟秀编《混凝土现浇板裂缝原因及防治措施》山西建筑;2005年02期

【4】、周健编《砌块墙体裂渗原因及防治》 山西建筑;2004年21期

【5】范伟编《浅析现浇混凝土楼面裂缝形成原因与防治措施》企业科技与发展;2008年第07期

【6】倪文健编《结构设计中钢筋混凝土结构裂缝的控制措施探讨》 企业科技与发展;2008年第07期

【7】李瑞英编、《高层住宅现浇楼板裂缝产生的原因及防治措施》山西建筑;2009年06期

【8】李志强编《现浇混凝土楼板裂缝成因及防治》大众科技;2009年06期


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