商品砼樓屋面裂縫的分析和預防

李文禮

摘要:本文從分析砼裂縫的原因入手,通過大量的工程實例調查,總結了砼結構開裂的主要原因和預防措施。

關鍵詞:商品砼 裂縫 分析 預防

1 砼現澆板裂縫原因的分析

隨著商品砼的普遍使用,砼的坍落度普遍比現場攪拌的大。特別是泵送砼的大量采用,更加劇了砼的收縮,裂縫出現的可能性更大。樓屋面裂縫表現為:表面龜裂,縱向、橫向裂縫以及斜向裂縫。究其原因,主要有施工、設計及砼原材料等三方面的原因,以下將逐一具體分析。

1.1 原材料質量方面

1.1.1 水泥凝結或膨脹不正常,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生體積膨脹,產生裂縫。砼是一種收縮性材料。雖然其收縮的絕對值不大,但由于其較高的彈性模量和很低的抗拉強度,即使很小一點的收縮變形也會產生很大的拉應力。當拉應力超過其抗拉強度時,砼即出現開裂。

1.1.2 骨料中含泥量過多,隨著砼的干燥,會產生不規(guī)則的網狀裂縫。石子含泥量越高,砼也越容易開裂。這是由于石子表面所帶的泥份妨礙了石子與砂漿之間的咬合粘結,弱化了石子的界面結構,降低了界面強度,也就降低了砼的強度,特別是降低了抗拉強度。因而在相同收縮應變的情況下,石子含泥量高的砼更容易開裂。

1.1.3 堿——骨料反應:蛋白質、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的水泥起化學反應,生成有膨脹能力的堿——硅凝膠而引起砼膨脹破壞,產生裂縫。

1.1.4 水灰比、塌落度過大,或使用過量粉砂。砼強度值對水灰比的變化十分敏感,砼水灰比大,收縮將顯著增加,同時抗拉強度降低。如水灰比為0.6的砼收縮比水灰比為0.4的增加約40%。

1.2 施工質量方面

1.2.1 不正確的振搗方式,模板、墊層過于干燥。振搗操作不當,造成砼分層離析、表面浮漿。粗骨料沉落擠出水分、空氣,表面呈現泌水而形成豎向體積縮小沉落,造成表面砂漿層,它比下層砼有較大的干縮性能,待水分蒸發(fā)后,易形成凝縮裂縫。而模板、墊層在澆筑砼前灑水不夠,過于干燥,則模板吸水量大,引起砼的塑性收縮,產生裂縫。

1.2.2 施工工藝不當。在施工過程中由于施工工藝不當,致使支座處負筋下陷,保護層過大,固定支座變成塑性鉸支座,使板上部沿梁支座處產生裂縫;樓板的彈性變形及支座處的負彎矩施工中在砼未達到規(guī)定強度,過早拆模,或者在砼未達到終凝時間就上荷載,造成砼樓板的彈性變形,致使砼早期強度低或無強度時,承受彎、壓、拉應力,導致樓板產生內傷或斷裂;大梁兩側的樓板不均勻沉降也會使支座產生負穹矩造成橫向裂縫。

1.2.3 后澆帶施工不慎。為了解決鋼筋砼收縮變形和溫度應力,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計要求施工,例如施工未留企口縫;板的后澆帶不支模板,造成斜坡槎;疏松砼未徹底鑿除等都可能造成板面的裂縫。

1.2.4 樓面墊層內鋪設的暗裝水管、電線套管鋪設不當,如水管、電線套管鋪設不夠牢靠、集中鋪設、上下交疊鋪設致使水管、電線套管上皮在墊層厚度1/3以內,保護層厚度不足都可能造成板面沿管線長度方向產生裂縫。

1.2.5 現場養(yǎng)護不當。砼澆筑后,若表面不及時覆蓋、澆水養(yǎng)護,表面水分迅速蒸發(fā),很容易產生收縮裂縫。特別是在氣溫高、相對濕度低、風速大的情況下,干縮更容易發(fā)生。另外,室內外溫差變化較大,也會引起裂縫。

1.3 設計方面

1.3.1 地基的不均勻沉降:在住宅建設中,有相當一部分的鋼筋砼現澆板的裂縫,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展基礎,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困難的,因此,在這種情況下,有時也會由于基礎的不均勻沉降,而引起樓房的拉裂和鋼筋砼現澆板的開裂。

1.3.2 荷載的作用:也有部分鋼筋砼現澆板的裂縫,是由于荷載作用方面的原因引起的。由于設計人員在進行現澆板的配筋計算過程中,通常只是根據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算,由此而引起裂縫的產生,這些裂縫有時也會超過規(guī)范的最大允許值,這也應當引起足夠的重視。

1.3.3 結構體型突變及未設置必要的伸縮縫:房屋長度過長,而又未考慮設置伸縮縫,當房屋的自由伸縮達到應設置伸縮縫要求的間距時,就要引起裂縫的產生。另外,平面布局凹凸較多,即轉角也越多,這些轉角處由于應力集中形成薄弱部位,一受到砼收縮及溫差變化易于產生裂縫。

1.3.4 在設計中,設備專業(yè)大多將照明、有線電視、網絡、通訊等所需的管線直接敷設套管于現澆板中,而且有時集中于某一處現澆板中的管線多達10多根,并且這些管線的直徑多為2—3cm,由此就會使該處的現澆板厚度大大削弱,從而引起現澆板在該處開裂。

2 裂縫的預防措施

雖然鋼筋砼現澆板在使用過程中,存在出現裂縫這一重大缺陷,但在設計與施工過程中,可以通過一定的措施,使其影響控制在規(guī)范允許的范圍內?？梢圆扇∫韵聨讉€方面的措施,以減少或避免裂縫的出現:

2.1 砼原材料質量方面

2.1.1 近年來,為實現文明施工,提高設備利用率,節(jié)約能源,商品砼的使用率逐年提高。但受劇烈的市場競爭,導致各商品砼廠商以采用大粉煤灰摻量,低價位、低性能的砼外摻劑,以及細度模數低、含泥量較高的中細砂作為降低價格和成本的主要競爭手段,導致商品砼質量顯著下降;另一方面承包商在訂購商品砼時,應根據工程的不同部位和性質提出對砼品質的明確要求,不能片面追求低價格、低成本而忽視了砼的品質,導致砼性能下降和收縮裂縫增多。同時現場應逐車嚴格控制商品砼的坍落度檢查,以保證砼熟料的半成品質量。

2.1.2 商品砼廠家盡可能使用大廠生產的水泥,同時應對水泥標號及安定性進行試驗。對進場砂石骨料進行檢驗,嚴格控制砂的粒徑及含泥量。并做好各項試驗,一經發(fā)現不合格材料必須立即停止使用并清除出場。

2.1.3 嚴格控制砼施工配合比。根據砼強度等級和質量檢驗以及砼和易性的要求確定配合比,嚴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,提高砼抗裂強度。

2.2 施工措施方面

2.2.1 在砼澆搗前,應先將基層和模板澆水濕透,避免過多吸收水分,澆搗過程中應盡量做到既振搗充分又避免過度。

2.2.2 砼樓板澆筑完畢后,表面刮抹應限制到最小程度,防止在砼表面撒干水泥刮抹,并加強砼早期養(yǎng)護。樓板澆筑后,對板面應及時用材料覆蓋、保溫,認真養(yǎng)護,防止強風和烈日曝曬。

2.2.3 在樓板澆搗過程中更要派專人護筋,避免踩彎面負筋的現象發(fā)生。杜絕過早上傳荷載和過早拆模。

2.2.4 后澆帶的施工應認真領會設計意圖,制定施工方案,杜絕在后澆處出現砼不密實、不按圖紙要求留企口縫,以及施工中鋼筋被踩彎等現象。同時更要杜絕在未澆注砼前就將部分模板,支柱拆除而導致梁板形成懸臂,造成變形。

2.2.5 對于較粗的線管或多根線管的集散處,可增設垂直于線管的抗裂短鋼筋網加強,采用Φ6-Φ8,間距≤150,兩端的錨固長度應不小于300mm。線管在敷設時應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,以確保線管底部的砼澆筑順利和振搗密實。并且當線管數量眾多,使集散口的砼截面大量削弱時,宜按預留孔洞構造要求在四周增設上下各2Φ12的井字形抗裂構造鋼筋。

2.2.6 對計劃中的臨時大開間面積材料吊卸堆放區(qū)域部位的模板支撐架在搭設前,就預先考慮采用加密立桿和擱柵,增加模板支撐架剛度的加強措施,以增強剛度,減少變形來加強該區(qū)域的抗沖擊振動荷載,并應在該區(qū)域的新澆筑砼表面上鋪設舊木模加以保護和擴散應力,進一步防止裂縫的發(fā)生。

2.2.7 加強對樓面砼的養(yǎng)護。砼的保濕養(yǎng)護對其強度增長和各類性能的提高十分重要,特別是早期的妥善養(yǎng)護可以避免表面脫水并大量減少砼初期伸縮裂縫發(fā)生。但實際施工中,由于搶趕工期和澆水將影響彈線及施工人員作業(yè),因此樓面砼往往缺乏較充分和較足夠的澆水養(yǎng)護延續(xù)時間。為此,施工中必須堅持覆蓋麻袋或草墊進行一周左右的妥善保濕養(yǎng)護,并可采用噴養(yǎng)護液進行養(yǎng)護,達到降低成本和提高工效,并可避免或減少對施工的影響。

2.2.8 嚴格控制板面負筋的保護層厚度?，F澆板負筋一般放置在支座梁鋼筋上面,與梁筋應綁扎在一起;另外,采用鐵架子或砼墊塊等措施來固定負筋的位置,保證在施工過程中板面鋼筋不再下沉,從而可有效控制保護層,避免支座處因負筋下沉,保護層厚度變大而產生裂縫。

2.3 設計方面

2.3.1 對于地基的不均允沉降,可以通過調整基礎的選型來對樓房沉降和沉降差進行控制,如采取改用深基礎及樁基礎等方式以減少這類裂縫的發(fā)生。

2.3.2 在板角增加輻射筋?，F澆板的四周在設計上都已配置負筋,但針對絕大多數裂縫產生于板角這一現象,在板角四周增設輻射筋,長度為1.5m左右,使產生裂縫的應力作用方向與輻射筋相一致,能有效地抑制裂縫。

2.3.3 平面布置上盡量減少凹凸現象和設置必要的伸縮縫。平面轉角過多,即薄弱部位越多,而這些部位由于應力集中,往往是裂縫的多發(fā)區(qū)。

3 結束語

對于樓屋面現澆板容易出現的一些非結構性裂縫現象,經國內外眾多專家的分析研究,以及實際工程中的防治、處理案例,已經積累了比較豐富的經驗。但要徹底消除裂縫現象,尚有待業(yè)界人士不斷提高施工技術和積累經驗,并進行技術創(chuàng)新,探索出更為科學的解決方法。

參考文獻:

[1]李懷宇.現澆鋼筋混凝土樓板裂縫分析與防治.廣東科技.

[2]建筑施工手冊.中國建筑工業(yè)出版社.

[3]GB50204-92.混凝土結構工程施工及驗收規(guī)范.