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摘要:為提高建筑結(jié)構(gòu)的整體性及抗震性能,今年來(lái)在民用建筑中,基本均采用了現(xiàn)澆混凝土樓板、樓蓋。但從應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)很多問(wèn)題,主要是裂縫問(wèn)題,基本已經(jīng)成為一個(gè)普遍的質(zhì)量問(wèn)題。本文就現(xiàn)澆樓板裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施,通過(guò)工程實(shí)踐及文獻(xiàn)資料,作了些小結(jié)。
關(guān)鍵詞:現(xiàn)澆混凝土板;裂縫;成因;防治措施
1現(xiàn)澆樓板裂縫的形態(tài)特征及性質(zhì)
從接觸及處理過(guò)的工程中發(fā)現(xiàn),現(xiàn)澆混凝土樓板的裂縫位置、形態(tài)特征大致有以下幾種:
(1)裂縫在現(xiàn)澆板角部,并與現(xiàn)澆板邊緣約成45°,斜向發(fā)展的裂縫。此裂縫為結(jié)構(gòu)裂縫,雖然現(xiàn)澆樓板承載力能滿足設(shè)計(jì)要求,但由于采用現(xiàn)澆板,墻體剛度相對(duì)較大,樓板剛度相對(duì)較弱。因此在一些薄弱部位和截面突變處,往往容易產(chǎn)生一些結(jié)構(gòu)性裂縫。如墻角應(yīng)力集中處的45°斜裂縫,板端負(fù)彎矩較大處的板面裂縫等,如板的邊緣受到約束,則將出現(xiàn)與板邊呈45°的一系列平行裂縫。
(2)在現(xiàn)澆板板面上,近似直線型發(fā)展的裂縫。此裂縫為溫差裂縫。由于溫度變化,混凝土熱脹冷縮而形成的裂縫,此類裂縫一般集中在東西單元的房間以及屋面層和上部樓層的樓板。當(dāng)結(jié)構(gòu)周圍溫度變化時(shí),梁、板、墻體均要產(chǎn)生變形,降溫時(shí)梁的溫度變化滯后于板,特別在急冷降溫時(shí)更為明顯,板的收縮大于梁,梁相對(duì)于板而言為外約束,由于板的收縮變形受到梁的約束,故在板上產(chǎn)生拉應(yīng)力,這種應(yīng)力是產(chǎn)生裂縫的主要原因,這種裂縫在板上常為貫通裂縫。
(3)出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。此裂縫為收縮裂縫。混凝土在塑性收縮、硬化收縮、碳化收縮、失水收縮過(guò)程中易形成各種收縮裂縫。在硬化混凝土收縮受約束的條件下,收縮應(yīng)變將導(dǎo)致彈性拉應(yīng)力,拉應(yīng)力可被近似看作彈性模量與應(yīng)變的乘積;當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),材料出現(xiàn)開(kāi)裂。常出現(xiàn)在板中,裂縫為不規(guī)則的雞爪狀或地圖狀。施工技術(shù)此外還發(fā)現(xiàn)其他還有常見(jiàn)的兩類產(chǎn)生裂縫:①預(yù)埋線管及線管集散處。預(yù)埋管線的集中處是截面混凝土受到減少,從而引起應(yīng)力集中容易導(dǎo)致裂縫發(fā)生的部位。尤其是當(dāng)預(yù)埋管線的直徑較大,開(kāi)間寬度也較大,并且管線的敷設(shè)走向又垂直于混凝土的收縮方向時(shí),就很容易發(fā)生裂縫。②現(xiàn)澆板上過(guò)早施工而加荷載引起的裂縫。施工現(xiàn)場(chǎng)大量存在剛澆好的現(xiàn)澆板上或混凝土尚處在初凝階段,就任意踩踏,搬運(yùn)材料,集中堆放磚塊、砂漿、模板等。
2現(xiàn)澆混凝土板裂縫原因
混凝土收縮裂縫產(chǎn)生的機(jī)理:混凝土在凝結(jié)硬化過(guò)程中,體積會(huì)發(fā)生變化,水泥會(huì)產(chǎn)生水化熱,由于構(gòu)件內(nèi)部和表面升溫和降溫速度不同,混凝土收縮變形就不同,混凝土的收縮變形受到外界的約束時(shí),就會(huì)產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力,當(dāng)收縮應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫。引起現(xiàn)澆混凝土板裂縫的原因大概有以下幾點(diǎn):
(1)材料方面:①混凝土配合比、水灰比。由于混凝土配合比不當(dāng),造成混凝土分層離析,特別是梁板結(jié)構(gòu)的板,由于混凝土的離析,上部出現(xiàn)富水泥漿層,收縮大,引起樓板面的不規(guī)則裂縫。目前采用的商品混凝土,為了保證商品混凝土的流動(dòng)性能,坍落度較大,因此水灰比也較大。而大部分水是為了保證混凝土和易性的要求,這些游離水在蒸發(fā)后會(huì)在混凝土中產(chǎn)生大量毛細(xì)孔增加了混凝土的收縮。②水泥品種等級(jí),水泥用量。隨著高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用,水泥的等級(jí)要求就高,水泥用量也就越大,水化熱就越高,混凝土的收縮變形也越大。③粉狀摻合料大、品質(zhì)不良引起的裂縫。粉劑摻合料的使用,如摻加粉煤灰、礦渣等,也會(huì)增加混凝土的收縮。粉狀材料的用量越大,收縮也越大。④粗骨料用量減少和粒徑減小。為了保證混凝土的可泵性,工程中一般選用較小粒徑的粗骨料,或減少粗骨料的用量。粗骨料的用量的減少和粗骨料粒徑的減小,會(huì)使混凝土的體積穩(wěn)定性下降,不穩(wěn)定性變大,從而增大了混凝土收縮。⑤外加劑應(yīng)用不當(dāng)引起的裂縫。目前混凝土中外加劑起著不可替代的作用,但外加劑應(yīng)用不當(dāng)會(huì)直接引起混凝土種種質(zhì)量問(wèn)題,并且外加劑的使用也會(huì)增大混凝土的收縮。
(2)設(shè)計(jì)方面:①建筑平面。收縮裂縫往往出現(xiàn)在收縮應(yīng)力集中的薄弱截面上,如建筑平面不規(guī)則,結(jié)構(gòu)體形突變、對(duì)較長(zhǎng)建筑未采取必要的分割措施等。而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)又沒(méi)有采取加強(qiáng)措施,在平面布局凹凸、轉(zhuǎn)角處容易產(chǎn)生溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力集中,從而造成板開(kāi)裂。②樓板配筋。板配筋間距偏大,特別是板面抵抗負(fù)彎矩的鋼筋未通長(zhǎng)設(shè)置,致使在靠近板邊緣處沿負(fù)彎矩筋端部出現(xiàn)裂縫。而在房屋角部的板角處,雙向板由于收縮是雙向的,由于沒(méi)有配置足夠的構(gòu)造鋼筋,因此產(chǎn)生45°斜裂縫。③樓板厚度。鋼筋混凝土構(gòu)件的受力是由鋼筋與混凝土共同承擔(dān)的,現(xiàn)澆混凝土樓板過(guò)薄,板的剛度勢(shì)必降低,受拉鋼筋和受壓混凝土應(yīng)力增大,板因此開(kāi)裂。④樓板中暗埋PVC管。由于樓板較薄,因此在埋有PVC管線處樓板截面削弱很大,PVC管與混凝土的粘結(jié)不好,特別是樓板中部只有板底一層下部鋼筋,容易出現(xiàn)順著PVC管線走向的裂縫。以及其他未按構(gòu)造要求設(shè)置鋼筋,荷載取值偏小,以致設(shè)計(jì)受力小于實(shí)際受力,使板因此開(kāi)裂等。
(3)施工方面:①混凝土強(qiáng)度的影響。混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求,同時(shí)混凝土的抗拉強(qiáng)度降低,從而引起樓板開(kāi)裂。②配筋和樓板厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。施工中,由于鋼筋配置不符合要求、鋼筋間距偏大和樓板厚度不符合設(shè)計(jì)要求,均會(huì)導(dǎo)致樓板開(kāi)裂。③鋼筋保護(hù)層偏大。施工澆注混凝土?xí)r為鋪設(shè)架板,施工人員在鋼筋上踩踏,致使上層鋼筋的保護(hù)層厚度偏大,引起板面開(kāi)裂。特別是負(fù)彎矩鋼筋沒(méi)有通長(zhǎng)配置時(shí),裂縫往往會(huì)出現(xiàn)在負(fù)彎矩鋼筋的端部,沿板邊緣近似成直線發(fā)展。④未采取適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施。混凝土澆注后,沒(méi)有按要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù),導(dǎo)致板收縮開(kāi)裂。⑤其他原因。如現(xiàn)澆板上過(guò)早施工,混凝土澆搗不密實(shí),支模不嚴(yán)實(shí)、漏漿等。
3預(yù)防現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的措施
混凝土收縮開(kāi)裂是與材料性能有關(guān)的固有特性。要想完全阻止裂縫的開(kāi)展是不可能的,只能從設(shè)計(jì)、施工以及材料等方面加以改進(jìn),采取“防和放”的手段防止和釋放收縮變形產(chǎn)生的應(yīng)力集中,以減小和細(xì)化裂縫。
(1)設(shè)計(jì)方面。總結(jié)幾年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范要求及構(gòu)造措施,主要可以從下面幾個(gè)方面加強(qiáng):①當(dāng)建筑平面不可避免有凹凸時(shí),凹凸內(nèi)側(cè)的鋼筋混凝土樓板應(yīng)適當(dāng)加厚,應(yīng)在凹凸外緣設(shè)置拉梁,其截面及配筋不能太小。②適當(dāng)加大板的厚度。③在同樣的配筋率的情況下,盡量減小鋼筋的直徑和間距。④采用雙層雙向配筋或在板面無(wú)面筋處,配置雙向溫度鋼筋網(wǎng)片。⑤在陽(yáng)角、陰角板塊及跨度大的板塊,板角加設(shè)防射鋼筋。⑥板中暗埋PVC管時(shí),應(yīng)在垂直于PVC線管方向,管線范圍內(nèi)設(shè)置防裂短鋼筋。
(2)施工方面。施工人員應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到材料變化對(duì)混凝土收縮的影響,采取有效措施減少收縮。可以從下面幾個(gè)方面著手:①嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān),按圖施工,切忌偷工減料。②注意鋼筋板綁扎質(zhì)量,并采取措施保證鋼筋的保護(hù)層厚度,澆注混凝土?xí)r嚴(yán)禁施工人員在鋼筋網(wǎng)上踩踏。③應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土配合比,控制好水灰比及摻加料的使用。④盡量采用含泥量較少的中砂,以減少混凝土的收縮裂縫發(fā)生的可能性。⑤切實(shí)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)措施。現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的產(chǎn)生原因及預(yù)防措施應(yīng)是多方面的,只有從設(shè)計(jì)、材料和現(xiàn)場(chǎng)施工管理等方面,做到嚴(yán)格控制和規(guī)范施工,才能夠把現(xiàn)澆板的宏觀裂縫控制住。
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作者:戴莉 單位:江蘇中意達(dá)建筑設(shè)計(jì)有限公司江陰分公司