摘要:本文從混凝土材料本身、設(shè)計(jì)、施工三方面全面分析混凝土板開裂原因,并提出預(yù)防措施。以便引起設(shè)計(jì)和施工人員的重視,避免事故發(fā)生,造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失和生命財(cái)產(chǎn)損失。
關(guān)鍵詞:裂縫類型;原因;預(yù)防
1住宅現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的類型
1.1板底跨中
1)縱向裂縫:即沿建筑物縱向方向的裂縫,個(gè)別上下貫通。
2)橫向裂縫:即在跨中1/3范圍內(nèi),沿建筑物橫向方向的裂縫,個(gè)別上下貫通。
3)順著預(yù)埋電線管方向產(chǎn)生的裂縫。
1.2板面支座
1)角部裂縫:在房間的四角出現(xiàn)的斜裂縫。
2)樓板根部的橫向裂縫:距支座在30cm內(nèi)產(chǎn)生的裂縫。
1.3不規(guī)則裂縫:分布及走向均無規(guī)則的裂縫。
2樓板產(chǎn)生裂縫的原因
樓板開裂大體上有三方面原因:混凝土自身,設(shè)計(jì)不合理,施工方法不當(dāng)。
2.1混凝土原因
現(xiàn)在工程幾乎都用商品混凝土,大大方便了施工,加快了工程進(jìn)度,同時(shí)也帶來了一系列質(zhì)量問題。水灰比大,水泥用量大。混凝土的逐漸散熱和硬化過程引起的收縮應(yīng)力,超過當(dāng)時(shí)的混凝土極限抗拉強(qiáng)度,就會(huì)在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫。商品混凝土都是泵送的,高效緩凝劑用量過大,在未凝固前石子下沉,產(chǎn)生沉縮裂縫,常發(fā)生在梁板交接處。
2.2設(shè)計(jì)方面
1)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)安全儲(chǔ)備偏小,配筋不足或截面較小,使梁板成型后剛度差,整體撓度偏大,引起板四角裂縫。最近這兩年板筋采用冷拔鋼筋,此種鋼筋內(nèi)似于HRB335鋼筋,強(qiáng)度大延性小,經(jīng)濟(jì)效益明顯。同時(shí)板的裂縫也經(jīng)常出現(xiàn),筆者認(rèn)為主要是設(shè)計(jì)人員考慮不完善。設(shè)計(jì)人員只注重強(qiáng)度方面了,忽略了最小配筋率的控制和鋼筋直徑的要求。設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了直徑為6mm的冷拔鋼筋,更有甚者出現(xiàn)直徑為4mm,施工時(shí)鋼筋位置不能很好保證,同時(shí)鋼筋過細(xì)不能和混凝土很好結(jié)合共同工作。我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用直徑8mm以上鋼筋,不僅滿足強(qiáng)度要求同時(shí)也要適當(dāng)提高最小配筋率。
2)設(shè)計(jì)板厚不夠,又不做撓度驗(yàn)算,整體撓度偏大,引起板四角裂縫。這一般出現(xiàn)在大跨度大開間板的板比較多,設(shè)計(jì)時(shí)按構(gòu)造要求取板厚,經(jīng)過計(jì)算發(fā)現(xiàn)配筋都是按最小配筋率配筋或者計(jì)算配筋量很小,然后就一味地減小板厚,最后滿足不了構(gòu)造要求,對(duì)板的繞度沒有控制或控制不嚴(yán),最后建成滿負(fù)荷使用出現(xiàn)了裂縫。
3)房屋較長(zhǎng)時(shí)未設(shè)置伸縮縫,在薄弱環(huán)節(jié)產(chǎn)生收縮裂縫。雖然規(guī)范規(guī)定磚混結(jié)構(gòu)最長(zhǎng)50m,混凝土結(jié)構(gòu)55m,設(shè)計(jì)時(shí)只要不超過規(guī)范就沒問題了。事實(shí)上美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)的資料認(rèn)為混凝土有干縮和溫度變形兩種,干縮變形每30.48m約收縮19mm,溫度變化引起的變形為37℃的溫度變化每30.48m收縮或延長(zhǎng)19mm左右。國(guó)內(nèi)有人認(rèn)為40m長(zhǎng)的樓板因硬化凝固產(chǎn)生的縱向收縮量為8-20mm。設(shè)計(jì)要求應(yīng)嚴(yán)于國(guó)家規(guī)范,對(duì)于接近規(guī)范指標(biāo)的設(shè)計(jì)應(yīng)采取加強(qiáng)措施,原計(jì)算配筋加大,鋪抗裂鋼筋網(wǎng),設(shè)后澆帶等。
4)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)處理不當(dāng),引起不均勻沉降,使上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力,導(dǎo)致樓板裂縫,此現(xiàn)象多出現(xiàn)在變形縫兩側(cè)。某小區(qū)6層加躍層磚混住宅樓,超長(zhǎng)中間有一道變形縫,設(shè)計(jì)時(shí)只是對(duì)變形縫處條形基礎(chǔ)進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì),沒有進(jìn)行沉降驗(yàn)算。建成使用后結(jié)果緊鄰變形縫兩層的縱墻和板面從底到上出現(xiàn)斜裂縫,其原因就是基礎(chǔ)沉降不均造成的。
5)工程變動(dòng)造成。對(duì)于一般設(shè)計(jì)樓層板沒有鋪抗裂鋼筋,只有屋面進(jìn)行抗裂設(shè)計(jì),滿鋪鋼筋抗裂。因某些原因,施工時(shí)屋面沒有施工或以后施工。結(jié)果把樓面當(dāng)屋面使用,板出現(xiàn)板面裂縫。施工時(shí)設(shè)計(jì)應(yīng)相應(yīng)調(diào)整,并進(jìn)行抗裂設(shè)計(jì)。
6)施工時(shí)沒有考慮施工荷載。此種情況一般出現(xiàn)在大跨度大空間公用結(jié)構(gòu)中,普通住宅一般層高3米左右,開間和進(jìn)深都不大。盡管如此我們?cè)O(shè)計(jì)在滿足荷載規(guī)范要求情況下應(yīng)適當(dāng)考慮施工過程中施工荷載,同時(shí)注明施工要求和注意事項(xiàng)。
2.3施工原因
有了好的材料和科學(xué)合理的設(shè)計(jì),還要施工質(zhì)量作保障。鑒于目前施工隊(duì)素質(zhì)不高,有的施工技術(shù)員都沒有正規(guī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)過,由于施工方面造成的裂縫原因是普遍現(xiàn)象。某安置小區(qū)二期工程14#15#16#三棟并排住宅樓,設(shè)計(jì)均按國(guó)家規(guī)范由同一人完成,由兩家施工單位同時(shí)開工建設(shè),建成后同時(shí)竣工驗(yàn)收。驗(yàn)收發(fā)現(xiàn)14#15#棟幾乎每戶都有樓板開裂現(xiàn)象,而16#由另一施工單位建設(shè)樓板卻沒有開裂,通過對(duì)比顯然是施工原因造成樓板裂縫。施工原因主要有下面幾方面:
1)養(yǎng)護(hù)不到位,強(qiáng)制性規(guī)范要求混凝土養(yǎng)護(hù)要苫蓋并澆水,現(xiàn)在大多數(shù)不苫蓋,澆水也不能保證經(jīng)常性濕潤(rùn)。特別是現(xiàn)在使用的商品混凝土澆筑完畢后一定要帶模養(yǎng)護(hù),待構(gòu)件強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后拆模。
2)施工速度過快,上荷早,特別是磚混住宅樓板,前一天澆筑完樓板,第二天即上磚、走車,造成早期混凝土受損。施工荷載導(dǎo)致模板下沉,引起構(gòu)件變形開裂。
3)施工時(shí)樓板混凝土負(fù)筋被踩彎、踩倒,保護(hù)層過厚,承載力下降。
4)施工荷載大于設(shè)計(jì)荷載,板面堆放材料超載。
5)冬夏季施工方法和養(yǎng)護(hù)方法不合理或不到位。
3預(yù)防樓板混凝土裂縫的措施
3.1混凝土攪拌
保證按設(shè)計(jì)的坍落度生產(chǎn),到現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)離析現(xiàn)象要進(jìn)行二次攪拌。保證水泥、砂石質(zhì)量保證配合比科學(xué)合理;炷林袚饺霚p縮劑后可減少收縮裂縫。
3.2設(shè)計(jì)方面
1)設(shè)計(jì)時(shí)受力鋼筋最好選用直徑8~12鋼筋,直徑6mm只能用于構(gòu)造方面。在使用小直徑鋼筋的情況下,適當(dāng)提高配筋率和鋼筋間距,可提高混凝土的極限拉伸應(yīng)變和抗裂能力。砼等級(jí)不宜大于C40,盡量少用水泥。
2)角部板面附加雙向抗裂鋼筋網(wǎng),單向板也四面均配置負(fù)筋。
3)邊緣支座鋼筋應(yīng)根據(jù)實(shí)際崁固能力適當(dāng)調(diào)整。計(jì)算時(shí)只有兩種假定,一種是鉸接一種是固結(jié)。實(shí)際上梁板一起澆筑,既不是鉸接也不是固結(jié),而是介于兩者之間。設(shè)計(jì)時(shí)按鉸接計(jì)算,邊緣鋼筋應(yīng)進(jìn)行加大。如果梁的剛度很大,盡量按固支設(shè)計(jì),同時(shí)適當(dāng)加大跨中鋼筋。
4)設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)增加板厚,板面鋼筋滿鋪。懸挑陽臺(tái)板厚不得小于90mm,室內(nèi)板厚不得小于120mm。此法雖然造價(jià)偏高,但對(duì)板抗裂很有效。
5)對(duì)于超長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)變形縫或后澆帶?蚣墁F(xiàn)澆55米,磚混現(xiàn)澆50m。超過規(guī)范限制最好設(shè)縫,不好設(shè)縫應(yīng)設(shè)后澆帶。結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度大于70~90m應(yīng)設(shè)2米后澆帶,位置梁跨1/2處,采用高一等級(jí)膨脹混凝土后澆筑,內(nèi)配1/2受力筋面積加強(qiáng)筋。結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度小于70~90米應(yīng)設(shè)800~1000mm后澆帶,位置梁跨1/3處,采用高一等級(jí)膨脹混凝土后澆筑,內(nèi)配1/2受力筋面積加強(qiáng)筋。
6)施工時(shí)適當(dāng)考慮施工荷載。設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮使用荷載還要考慮施工過程中可能出現(xiàn)的不利荷載,同時(shí)注明施工要求和注意事項(xiàng)。
3.3施工方面
1)現(xiàn)澆樓板嘗試設(shè)置伸縮縫,伸縮縫的間距可取14m左右或住宅樓一個(gè)單元的縱向長(zhǎng)度,設(shè)在樓板支座處,縫寬10mm,中間加軟體材料,混凝土斷而筋不斷。
2)鋼筋綁扎時(shí)保證間距均勻,保證負(fù)筋位置不變,澆筑混凝土?xí)r設(shè)置馬道,不踩負(fù)筋。
3)采用平板振搗器,兩次抹壓交活,第二次抹壓在終凝前進(jìn)行。
4)在預(yù)埋電線管下加鋼絲網(wǎng),預(yù)埋管盡量順著受力鋼筋的方向布置。
5)采用帶膜覆蓋加澆水的方法養(yǎng)護(hù),覆蓋并澆水是強(qiáng)制性規(guī)范的要求,目前我們大多只澆水,不覆蓋,澆的水干后不能保證及時(shí)補(bǔ)充,養(yǎng)護(hù)期內(nèi)不能保證混凝土處于連續(xù)濕潤(rùn)狀態(tài),達(dá)不到應(yīng)有的養(yǎng)護(hù)效果。模板吸收水分可以給構(gòu)件補(bǔ)充一定水分,同時(shí)也對(duì)混凝土構(gòu)件起到一定約束作用。
6)施工荷載不大于設(shè)計(jì)荷載。如果不可避免大于設(shè)計(jì)荷載時(shí)應(yīng)采取加固措施或與設(shè)計(jì)人員及時(shí)溝通加大設(shè)計(jì),確保安全后再施工。
7)工期緊施工速度過快。建設(shè)單位天天催促施工單位加快進(jìn)度,早日完工投入使用;施工單位也想縮短工期減少施工成本。結(jié)果白天黑夜不停施工,原本一年的工期結(jié)果三四個(gè)月完工,造成混凝土構(gòu)件各層變形不協(xié)調(diào),導(dǎo)致混凝土構(gòu)件開裂。因此施工工期應(yīng)合理,不能盲目追求。
從以上分析可以看出,混凝土樓板產(chǎn)生裂縫是多種因素造成的,我們必須從設(shè)計(jì)和施工方面制定綜合的治理方案,業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工共同行動(dòng)緊密配合,才能最大限度地減少裂縫的產(chǎn)生,使住宅工程質(zhì)量達(dá)到用戶滿意的程度。