樓屋面裂縫的成因與防治措施

朱 健

摘要隨著鋼筋混凝土現(xiàn)澆板在住宅建設(shè)中的大量推廣與應(yīng)用,現(xiàn)澆樓板裂縫問題成為居民住宅質(zhì)量投訴熱點(diǎn)。本文主要從施工、兼顧設(shè)計(jì)和材料方面分析了樓面裂縫的成因與綜合性防治措施。

關(guān)鍵詞鋼筋混凝土裂縫防治措施

1 鋼筋混凝土現(xiàn)澆板裂縫成因分析

一般情況下,樓屋面裂縫表現(xiàn)為:表面龜裂,縱向、橫向裂縫以及斜向裂縫。

1.1 混凝土原材料質(zhì)量方面

(1)水泥凝結(jié)或膨脹不正常,如水泥安定性不穩(wěn)定,水泥中含有生石灰或氧化鎂,這些成分在和水化合后產(chǎn)生體積膨脹,產(chǎn)生裂縫。

(2)如果骨料中含泥量過大,細(xì)骨料太細(xì),則達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度,隨著混凝土的干燥,會產(chǎn)生不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫。

(3)堿——骨料反應(yīng):蛋白質(zhì)、安山巖、玄武巖、輝綠巖、千枚巖等堿性骨料有可能與堿性很強(qiáng)的水泥起化學(xué)反應(yīng),生成有膨脹能力的堿——硅凝膠而引起混凝土膨脹破壞,產(chǎn)生裂縫。

(4)水灰比、塌落度過大,或使用過量粉砂混凝土強(qiáng)度值對水灰比的變化十分敏感,基本上是水和水泥計(jì)量變動對強(qiáng)度影響的疊加。因此,水、水泥、外滲混合材料外加劑溶液的計(jì)量偏差,將直接影響混凝土的強(qiáng)度。而采用含泥量大的粉砂配制的:坍落度大,流動性好,易產(chǎn)生局部粗骨料少、混凝土收縮大,抗拉強(qiáng)度低,容易因塑性收縮而產(chǎn)生裂縫,泵送砼為了滿足泵送條件砂漿多的現(xiàn)象,此時,砼脫水干縮時,就會產(chǎn)生表面裂縫。

1.2 施工質(zhì)量方面

(1)混凝土施工過分振搗,模板、墊層過于干燥混凝土澆筑振搗后,粗骨料沉落擠出水分、空氣,表面呈現(xiàn)泌水而形成豎向體積縮小沉落,造成表面砂漿層,它比下層混凝土有較大的干縮性能,待水分蒸發(fā)后,易形成凝縮裂縫。而模板、墊層在澆筑混凝土之間灑水不夠,過于干燥,則模板吸水量大,引起混凝土的塑性收縮,產(chǎn)生裂縫。

(2)混凝土澆搗后過分抹干壓光會使混凝土的細(xì)骨料過多地浮到表面,形成含水量很大的水泥漿層,水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣,引起表面體積碳水化收縮,導(dǎo)致混凝土板表面龜裂。

(3)施工工藝不當(dāng)引起:在施工過程中由于施工工藝不當(dāng),致使支座處負(fù)筋下陷,保護(hù)層過大,固定支座變成塑性鉸支座,使板上部沿梁支座處產(chǎn)生裂縫;樓板的彈性變形及支座處的負(fù)彎矩施工中在混凝土未達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度,過早拆模,或者在混凝土未達(dá)到終凝時間就上荷載,造成混凝土樓板的彈性變形,致使砼早期強(qiáng)度低或無強(qiáng)度時,承受彎、壓、拉應(yīng)力,導(dǎo)致樓板產(chǎn)生內(nèi)傷或斷裂;大梁兩側(cè)的樓板不均勻沉降也會使支座產(chǎn)生負(fù)彎矩造成橫向裂縫。

(4)后澆帶施工不慎而造成的板面裂縫:為了解決鋼筋混凝土收縮變形和溫度應(yīng)力,規(guī)范要求采用施工后澆帶法,有些施工后澆帶不完全按設(shè)計(jì)要求施工,例如施工未留企口縫;板的后澆帶不支模板,造成斜坡搓;疏松混凝土未徹底鑿除等都可能造成板面的裂縫。

(5)樓面墊層內(nèi)鋪設(shè)的暗裝水管、電線套管鋪設(shè)不當(dāng),如水管、電線套管鋪設(shè)不夠牢靠、集中鋪設(shè)、上下交疊鋪設(shè)致使水管、電線套管上皮在墊層厚度1/3以內(nèi),保護(hù)層厚度不足都可能造成板面沿管線長度方向產(chǎn)生裂縫。

(6)混凝土的收縮(溫度裂縫):眾所周知,混凝土引起收縮的原因,在硬化初期主要是由于水泥的水化作用,形成一種新的水泥結(jié)晶體,這種結(jié)晶體化合物較原材料體積小,因而引起混凝土體積的收縮,即所謂的凝縮,后期主要是混凝土內(nèi)自由水蒸發(fā)而引起的干縮。而且,如果混凝土處在一個溫差變化較大的環(huán)境下,將會使其收縮更為加劇。如施工發(fā)生在夏季炎熱氣溫下,石子表面溫度升高,使石子體積膨脹,拌制成混凝土后,石子受冷收縮,使混凝土表面出現(xiàn)發(fā)絲裂縫;混凝土澆搗后未及時澆水養(yǎng)護(hù),混凝土在較高溫度下失水收縮,水化熱釋放量較大,而又未及時得到水分的補(bǔ)充,因而在硬化過程中,現(xiàn)澆板受到支座的約束,勢必產(chǎn)生溫度應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫,這些裂縫也首先產(chǎn)生在較薄弱的部位,即板角處。

(7)目前在主體結(jié)構(gòu)的施工過程中,普遍存在著質(zhì)量與工期之間的較大矛盾。一般主體結(jié)構(gòu)的樓層施工速度平均為5-7天左右一層,最快時甚至不足5天一層。因此當(dāng)樓層混凝土澆筑完畢后不足24小時的養(yǎng)護(hù)時間,就忙著進(jìn)行鋼筋綁扎、材料吊運(yùn)等施工活動,這就給大開間部位的房間雪上加霜。除了大開間的混凝土總收縮值較小開間要大的不利因素外,更容易在強(qiáng)度不足的情況下受材料吊卸沖擊振動荷載的作用而引起不規(guī)則的受力裂縫。并且這些裂縫一旦形成,就難于閉合,形成永久性裂縫。

1.3 設(shè)計(jì)方面

(1)地基的不均勻沉降:在住宅建設(shè)中,有相當(dāng)一部分的鋼筋混凝土現(xiàn)澆板的裂縫,是由于地基不均勻沉降的原因而造成的。如在軟土地基下采用擴(kuò)展基礎(chǔ),則對于那些相對較長的條式樓來說,要想保正它們沉降均勻是相當(dāng)困難的,因此,在這種情況下,有時也會由于基礎(chǔ)的不均勻沉降,而引起樓房的拉裂和鋼筋混凝土現(xiàn)澆板的開裂。

(2)荷載的作用:在住宅建設(shè)中,也有少部分鋼筋混凝土現(xiàn)澆板的裂縫,是由于荷載作用方面的原因引起的。由于設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行現(xiàn)澆板的配筋計(jì)算過程中,通常只是根據(jù)其承載能力來確定配筋量的,而往往忽略了對板在正常使用階段由其承受的荷載而引起的撓度及裂縫寬度的驗(yàn)算,由此而引起裂縫的產(chǎn)生,這些裂縫有時也會超過規(guī)范的最大允許值,這也應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。

(3)結(jié)構(gòu)體型突變及未設(shè)置必要的伸縮縫:房屋長度過長,而又未考慮設(shè)置伸縮縫,當(dāng)房屋的自由伸縮達(dá)到應(yīng)設(shè)置伸縮縫要求的間距時,就要引起裂縫的產(chǎn)生。另外,平面布局凹凸較多,即轉(zhuǎn)角也越多,這些轉(zhuǎn)角處由于應(yīng)力集中形成薄弱部位,一受到混凝土收縮及溫差變化易于產(chǎn)生裂縫。

(4)在樓房的設(shè)計(jì)中,設(shè)備專業(yè)特別是電氣專業(yè),大多將照明、有線電視、通訊等所需的管線直接敷設(shè)于現(xiàn)澆板中,而且有時集中于某一處現(xiàn)澆板中的管線多達(dá)7-8根,并且這些管線的直徑多為2-3CM,由此就會使該處的現(xiàn)澆板厚度大大削弱,從而引起現(xiàn)澆板在該處開裂。

(5)大跨度大開間樓板未進(jìn)行剛度計(jì)算,板厚不夠,加上施工偏差、拆模過早等原因?qū)е铝芽p。

2 裂縫的預(yù)防措施

對于現(xiàn)澆板的裂縫,可采取以下幾個方面的措施,以減少或避免這些裂縫的出現(xiàn):

2.1 混凝土原材料質(zhì)量方面

(1)嚴(yán)把原材料進(jìn)貨關(guān),認(rèn)真檢驗(yàn),嚴(yán)控砂的粒徑及含泥量,做好各項(xiàng)試驗(yàn)。

(2)嚴(yán)格控制混凝土施工配合比。根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級和質(zhì)量檢驗(yàn)以及混凝土和易性的要求確定配合比,嚴(yán)格控制水和水泥用量,選擇級配良好的石子,減小空隙率和砂率以減少收縮量,提高混凝土抗裂強(qiáng)度。

2.2 施工質(zhì)量

(1)混凝土澆搗前,應(yīng)先將基層和模板澆水濕透,避免過多吸收水分,澆搗過程中應(yīng)盡量做到既振搗充分又避免過度

(2)混凝土樓板澆筑完畢后,表面刮抹應(yīng)限制到最小程度,防止在混凝土表面撒干水泥刮抹,并加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù)。樓板澆筑后,對板面應(yīng)及時用材料覆蓋、保溫,認(rèn)真養(yǎng)護(hù),防止強(qiáng)風(fēng)和烈日曝曬。

(3)嚴(yán)格施工操作程序,杜絕過早拆模。通過在大梁兩側(cè)的面層內(nèi)配置通長的鋼筋網(wǎng)片,承受支座負(fù)彎矩,避免因不均勻沉降而產(chǎn)生的裂縫。

(4)后澆帶施工應(yīng)制定施工方案,杜絕在后澆帶處出現(xiàn)混凝土不密實(shí)、不按圖紙要求留企口縫,以及施工中鋼筋被踩彎等現(xiàn)象。同時杜絕在澆注混凝土前就將部分模板、支柱拆除而導(dǎo)致梁板形成懸臂,造成變形。

(5)對于較粗的線管或多根線管的集散處,可增設(shè)垂直于線管的抗裂短鋼筋網(wǎng)加強(qiáng)。線管敷設(shè)時應(yīng)盡量避免立體交叉穿越,交叉布線處采用線盒,同時在多根線管的集散處宜采用放射形分布,盡量避免緊密平行排列,以確保線管底部的混凝土灌筑順利和振搗密實(shí)。當(dāng)線管數(shù)量眾多,使集散口的混凝土截面大量削弱時,宜按預(yù)留孔洞構(gòu)造要求在四周增設(shè)上下各設(shè)2%O12的井字形抗裂構(gòu)造鋼筋。

(6)加強(qiáng)對樓面混凝土的養(yǎng)護(hù)。早期的妥善養(yǎng)護(hù)可避免表面脫水并大量減少混凝土初期伸縮裂縫發(fā)生,施工中必須堅(jiān)持覆蓋麻袋或草包,進(jìn)行一周左右的妥善保濕養(yǎng)護(hù),并可采用噴養(yǎng)護(hù)液進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

(7)嚴(yán)格控制板面負(fù)彎矩鋼筋的保護(hù)層厚度。板的保護(hù)層厚度不應(yīng)大于1.5厘米。

2.3 設(shè)計(jì)方面

(1)對于地基的不均勻沉降,可通過調(diào)整基礎(chǔ)的選型進(jìn)行控制,如采取改用深基礎(chǔ)及樁基礎(chǔ)等方式以減少這類裂縫的發(fā)生。

(2)在板角增加輻射筋。現(xiàn)澆板的四周在設(shè)計(jì)上都已配置負(fù)彎矩筋,但針對絕大多數(shù)裂縫產(chǎn)生于板角這一現(xiàn)象,在板角四周增設(shè)輻射筋,使產(chǎn)生裂縫的應(yīng)力作用方向與輻射筋相一致,能有效地抑制裂縫。

(3)平面布置盡量減少凹凸現(xiàn)象和設(shè)置必要的伸縮縫。

3 裂縫的處理方法

第一,對于一般混凝土樓板表面的龜裂,可先將裂縫清洗干凈,待干燥后用環(huán)氧漿液灌縫或用表面涂刷封閉。施工中若在終凝前發(fā)現(xiàn)龜裂時,可用抹壓一遍處理。

第二,其他一般裂縫處理,可將板縫清洗后用1:2或1:l水泥砂漿抹縫,壓平養(yǎng)護(hù)。

第三,當(dāng)裂縫較大時,應(yīng)沿裂縫鑿八字形凹槽,沖洗干凈后,用1:2水泥砂漿抹平,也可采用環(huán)氧膠泥嵌補(bǔ)。

第四,當(dāng)樓板出現(xiàn)裂縫面積較大時,應(yīng)對樓板進(jìn)行靜載試驗(yàn),檢驗(yàn)其結(jié)構(gòu)安全性,必要時可在樓板上增做一層鋼筋網(wǎng)片,以提高板的整體性。

第五,通長、貫通的危險結(jié)構(gòu)裂縫,裂縫寬度大于0.3毫米的,可采用結(jié)構(gòu)膠粘扁鋼加固補(bǔ)強(qiáng),板縫用灌縫膠高壓灌膠。

4 結(jié)束語

樓屋面現(xiàn)澆板容易出現(xiàn)的一些非結(jié)構(gòu)性裂縫現(xiàn)象,經(jīng)國內(nèi)外眾多專家的分析研究,以及實(shí)際工程中的防治、處理案例,已積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn)。但要徹底消除裂縫現(xiàn)象,尚有待不斷提高施工技術(shù)和積累經(jīng)驗(yàn),并進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,采用更為科學(xué)的解決方法。