摘要:本文通過多年來的施工和監(jiān)理工作的實(shí)踐,總結(jié)和分析住宅工程中現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的種類(收縮、溫度、沉降等)、成因(設(shè)計(jì)、材料、施工等),從模板工程、鋼筋工程、混凝土工程和施工現(xiàn)場管理等方面,研究探討并提出相應(yīng)的防治對策。

 關(guān)鍵詞:住宅;混凝土;裂縫;防治

近年來,隨著社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)的日益成熟,住宅分配制度改革和住房商品化的深入發(fā)展,廣大住戶成了住宅的實(shí)際投資者,其對住宅質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)和要求越來越高,并逐步轉(zhuǎn)向功能質(zhì)量和外觀質(zhì)量,因此,有關(guān)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)裂縫已成為目前住宅工程質(zhì)量問題的主流和市場投訴的熱點(diǎn), 廣大住戶作為住宅的消費(fèi)者和投資者,對混凝土裂縫及因其而產(chǎn)生的使用功能和外觀質(zhì)量問題,反應(yīng)極為敏感。

然而,根據(jù)近代工程材料學(xué)關(guān)于混凝土強(qiáng)度的亞微觀理論研究以及大量工程實(shí)踐所提供的經(jīng)驗(yàn)都說明,結(jié)構(gòu)物的裂縫是不可避免的。我們在這里可以混凝土的收縮裂縫來做一說明:測試可知,混凝土的收縮值一般在(4~8)×10-4,混凝土抗拉強(qiáng)度一般在2~3MPa,彈性模量一般在(2~4)×104 MPa,由公式ε=σ/E,可知混凝土允許變形范圍在萬分之一左右,而混凝土實(shí)際收縮在(4~8)×10-4,混凝土實(shí)際收縮大于混凝土允許變形范圍,因此混凝土的裂縫是不可避免的。我們工作的關(guān)鍵不是完全消除裂縫,而是控制裂縫的寬度和深度,通過控制裂縫的外形和危害度,一是消除或化解住戶對裂縫的畏懼心理和誤解,二是消除或化解裂縫對使用功能與結(jié)構(gòu)安全的危害程度。

因此,本文想通過多年來的施工和監(jiān)理工作的實(shí)踐,總結(jié)和分析住宅工程中現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因,研究探討并提出相應(yīng)的防治對策。

1.裂縫的種類

從產(chǎn)生的原因來分,可分為塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫、凝縮裂縫、干縮裂縫、溫度裂縫、炭化收縮裂縫、化學(xué)反應(yīng)裂縫、徐變裂縫等。

從出現(xiàn)的形式來分,可分為45度斜裂縫、縱橫向裂縫、長裂縫、不規(guī)則裂縫、貫穿與不貫穿裂縫等。

從出現(xiàn)的時(shí)間來分,可分為早期裂縫、中期裂縫和后期裂縫等。

2.裂縫的成因

2.1裂縫產(chǎn)生的設(shè)計(jì)原因

2.1.1結(jié)構(gòu)計(jì)算提供的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,檢查復(fù)核疏忽,使板厚偏薄、配筋間距偏大。

2.1.2設(shè)計(jì)時(shí)未充分估算到裝修的恒載,使用活荷載,造成設(shè)計(jì)計(jì)算配筋率較小,而實(shí)際受力較大發(fā)生板下開裂現(xiàn)象。

2.1.3住宅平面設(shè)計(jì)長度超長,由于材料的收縮和溫差引起變形影響,會(huì)造成墻體連同樓板的橫向裂縫。

2.1.4頂層屋面板的溫度應(yīng)力大,高溫下設(shè)計(jì)無可靠的保溫隔熱措施,使屋面板受溫度影響較大,頂層板縫開裂較下層更多。

2.1.5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對溫度應(yīng)力與混凝土收縮應(yīng)力的控制進(jìn)行有針對性的配筋考慮不夠。

2.1.6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對具有預(yù)埋管的樓板在板面裂縫的構(gòu)造措施上的考慮不夠。例如:PVC電管用得較多,在局部節(jié)點(diǎn)上還有十字交叉,不利于混凝土樓板發(fā)揮整體受力作用,因?yàn)镻VC管與混凝土的握固力很小,PVC管密集部位的樓板變成了“夾心餅干”,大大降低了板在抗彎時(shí)的計(jì)算高度。

2.1.7開孔樓板,特別是開孔較大的雙向板設(shè)計(jì)時(shí),我們只考慮樓板在豎向荷載作用下的洞口四周加強(qiáng)配筋,而沒考慮如果周圍的支撐點(diǎn)上是剪力墻或深梁時(shí),板與墻體或板與梁的變形協(xié)調(diào)問題。這時(shí),如墻或梁剛度較大,板的孔邊凹角處必然出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象,開洞板發(fā)生翹曲開裂。

2.1.8采用不同混凝土級配時(shí),在樓板與梁交接處處理不好,不同級配混凝土收縮變形不協(xié)調(diào),也是造成樓板與梁、柱交接處開裂的原因之一。

2.2裂縫產(chǎn)生的材料原因

2.2.1混凝土塌落度過大。現(xiàn)今,商品混凝土已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)在的建筑施工中,在實(shí)際施工中,為了保證商品混凝土的可泵性,部分樓板混凝土塌落度過大,導(dǎo)致混凝土流動(dòng)性過大,為將來混凝土產(chǎn)生裂縫留下了隱患。

2.2.2混凝土配合比不當(dāng)。為加快施工進(jìn)度,施工單位常將柱、墻、梁板混凝土改為同一種強(qiáng)度等級,并一起澆搗。

2.2.3外加劑、摻合料摻量過多。這樣會(huì)使混凝土早期強(qiáng)度偏低,抗拉強(qiáng)度達(dá)不到要求。

2.2.4原材料質(zhì)量波動(dòng)。混凝土生產(chǎn)前,未對原材料進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)復(fù)試,個(gè)別水泥、外加劑、摻合料質(zhì)量波動(dòng),粗細(xì)骨料含泥量超標(biāo),嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量。

2.3裂縫產(chǎn)生的施工原因

2.3.1鋼筋綁扎不規(guī)范,板中正負(fù)受力鋼筋之間有效高度不夠,局部鋼筋保護(hù)層厚度無保證,使下部受力筋的抗拉強(qiáng)度不能有效發(fā)揮,此時(shí)產(chǎn)生的裂縫,嚴(yán)重時(shí)會(huì)是貫穿性的,易出現(xiàn)在板邊及板中受力較集中的部位。

2.3.2為趕工期造成的裂縫。在現(xiàn)澆梁板混凝土低于規(guī)范允許的強(qiáng)度下,甚至在澆筑完的混凝土剛終凝后,即將成噸重鋼管、鋼筋、模板或紅磚吊上去壓在板上,材料重壓和人員的踩踏,使板面混凝土內(nèi)部膠結(jié)凝固受損,是導(dǎo)致板表面及貫穿開裂的原因之一。

2.3.3板中預(yù)埋各種管線直徑較大,板混凝土包裹不嚴(yán)、厚度不夠,混凝土澆筑時(shí)PVC管在混凝土自重作用下下沉,使板底筋保護(hù)層在振密實(shí)后變薄,膠結(jié)過程中干縮開裂。同樣,PVC管在交叉處的板面筋保護(hù)層過薄,板面也會(huì)開裂。

2.3.4在澆筑混凝土?xí)r,板底筋無保護(hù)層墊塊或墊塊過少,雙層鋼筋中無馬凳筋或馬凳筋過少,混凝土面層會(huì)出現(xiàn)裂縫。

2.3.5板混凝土厚度不足也會(huì)引起板的裂縫出現(xiàn)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受力時(shí),構(gòu)件過薄剛度不足,板中受拉筋和受壓混凝土的應(yīng)力增大出現(xiàn)“超載”現(xiàn)象,混凝土因此開裂。

2.3.6混凝土由于多種原因?qū)嶋H的強(qiáng)度等級低于實(shí)際強(qiáng)度等級,導(dǎo)致混凝土在安全使用范圍內(nèi)因強(qiáng)度低過早開裂。

2.4裂縫產(chǎn)生的其他原因

2.4.1地基變形。地基的不均勻沉降是造成結(jié)構(gòu)開裂的一個(gè)重要原因,裂縫的形狀大小、部位及方向決定于地基變形的程度,由于地基變形造成的應(yīng)力相對較大,裂縫的出現(xiàn)一般為貫穿性的。

2.4.2溫差變形。混凝土也具有熱脹冷縮的特性,當(dāng)環(huán)境溫度出現(xiàn)變化時(shí),就會(huì)產(chǎn)生溫差變形,由此產(chǎn)生的附加應(yīng)力超過混凝土當(dāng)時(shí)的抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

2.4.3濕度變形。混凝土在大氣環(huán)境中凝結(jié)時(shí)體積會(huì)逐漸減小,因此產(chǎn)生的裂縫較普遍,發(fā)展規(guī)律為早期快,后期慢。

2.4.4混凝土徐變。受彎構(gòu)件截面混凝土受壓徐變,可使構(gòu)件變形量增加,造成開裂。

2.4.5受荷原因。結(jié)構(gòu)受荷后產(chǎn)生裂縫的原因很多,施工中和使用中都有可能出現(xiàn)裂縫,如早期受震、拆模過早或方法不當(dāng)?shù)。普通混凝土?gòu)件一般在承受了40%~50%的設(shè)計(jì)荷載時(shí)可能出現(xiàn)裂縫,而構(gòu)件的極限荷載往往都在設(shè)計(jì)荷載的1.5倍以上。所以一般情況下混凝土結(jié)構(gòu)是允許帶裂縫工作的,這類裂縫屬于無害性裂縫。在鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范中,區(qū)分不同情況,規(guī)定裂縫的最大寬度為0.2~0.3mm。

3.裂縫的施工防治措施

根據(jù)工程施工實(shí)踐,主要應(yīng)從以下幾個(gè)環(huán)節(jié)加強(qiáng)管理,將施工中的裂縫原因得到克服和解決,使現(xiàn)澆混凝土樓板得到有效控制,保證施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

3.1模板工程

3.1.1保證模板的足夠剛度。模板支撐的選用必須經(jīng)過計(jì)算,除滿足強(qiáng)度要求外,還必須有足夠的剛度和穩(wěn)定性,支撐立桿(φ48鋼管)的間距一般不大于900mm。

3.1.2座在回填土上的模板支撐,填土應(yīng)夯實(shí),支撐下應(yīng)加設(shè)足夠的墊板,并有較好的排水措施。

3.1.3板底部支設(shè)底模時(shí),下部木楞間距應(yīng)不大于600mm。竹木膠合板節(jié)縫處應(yīng)釘牢固,防止局部受壓不均而發(fā)生翹曲變形。

3.1.4根據(jù)工期要求,配備足夠數(shù)量的模板,保證按規(guī)范要求拆模。

3.2鋼筋工程

3.2.1鋼筋制作的規(guī)范性,重視鋼筋的品種、直徑、間距、上下層鋼筋間的有效高度、錨固長度、附加彎起筋的位置、上下層筋的保護(hù)層厚度及分布筋是否符合要求。這些項(xiàng)目施工企業(yè)自檢合格后,必須報(bào)請監(jiān)理工程師確認(rèn),以確保準(zhǔn)確無誤。

3.2.2澆筑混凝土?xí)r,必須有專門的鋼筋工護(hù)筋,當(dāng)鋼筋由于人員踩踏、震動(dòng)錯(cuò)位、保護(hù)層不到位時(shí)能保證及時(shí)調(diào)整,使鋼筋在混凝土中位置正確,符合設(shè)計(jì)要求。

3.2.3對于板周邊支座處的負(fù)彎矩鋼筋、板周邊的放射形鋼筋和陽臺板鋼筋,綁扎時(shí)位置必須正確,同時(shí)必須設(shè)置足夠的鋼筋支架,將上述鋼筋牢固架設(shè),支架的間距≤1m。

3.2.4嚴(yán)格保證鋼筋位置。固定后的鋼筋與模板之間必須嚴(yán)格按規(guī)范規(guī)定鑲嵌保護(hù)層墊塊。

3.3混凝土工程

3.3.1保證樓板厚度。應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求控制樓板厚度。澆搗混凝土前必須落實(shí)做好板厚控制措施。

3.3.2嚴(yán)格控制用水量,混凝土澆搗時(shí),必須在規(guī)定的塌落度條件下施工,以防止混凝土離析度過大,影響強(qiáng)度。

3.3.3混凝土終凝前必須用木批兩次抹平;炷翝矒v后,在終凝前須用木批進(jìn)行兩次壓抹處理,以提高混凝土表面的抗裂能力。

3.3.4混凝土養(yǎng)護(hù)應(yīng)充分、規(guī)范;炷翝矒v后,12h內(nèi)應(yīng)對混凝土加以覆蓋和澆水,澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般不得少于7d。施工現(xiàn)場必須安裝供澆水養(yǎng)護(hù)的水管。高層建筑還須設(shè)計(jì)有足夠揚(yáng)程的臨時(shí)用的水泵和水源。在養(yǎng)護(hù)期內(nèi),混凝土強(qiáng)度小于1.2MPa時(shí),不得進(jìn)行后續(xù)工序的施工;炷翉(qiáng)度小于10MPa時(shí),樓板上不得吊運(yùn)堆放重物,在滿足混凝土強(qiáng)度≥10MPa時(shí),吊運(yùn)重物時(shí),重物堆放應(yīng)采取有效措施,減輕對樓板的沖擊影響。

3.4施工現(xiàn)場管理措施

  3.4.1施工單位應(yīng)按GB/T 19001—2000《質(zhì)量管理體系要求》標(biāo)準(zhǔn)的要求,建立質(zhì)量保證體系,落實(shí)崗位職責(zé),確保人員能夠勝任,加強(qiáng)過程控制。具體操作上,要做好項(xiàng)目工程師對技術(shù)人員和技術(shù)人員在控制裂縫方面的技術(shù)交底工作。

 3.4.2認(rèn)真審查工程結(jié)構(gòu)施工圖,仔細(xì)檢查鋼筋配置、不同部位混凝土強(qiáng)度等級;屋面板的配筋設(shè)計(jì)構(gòu)造要考慮溫度應(yīng)力的影響,使其在檐口部位的配筋、保溫處理更合理。

 3.4.3在編制施工組織設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)將控制裂縫的措施,包括加強(qiáng)地基基礎(chǔ)處理,保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的措施編入施工組織設(shè)計(jì)中,并督促項(xiàng)目部認(rèn)真貫徹實(shí)施。

 3.4.4在施工圖紙交底時(shí),就鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板在設(shè)計(jì)方面可能會(huì)出現(xiàn)裂縫的問題,如樓板L/H≥30、樓板厚度不夠、鋼筋間距過大、直徑過小等,與業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理研討,取得有利于控制裂縫的一致意見,并形成會(huì)議記錄。

 3.4.5合理確定結(jié)構(gòu)施工工期。施工組織設(shè)計(jì)時(shí)對主體結(jié)構(gòu)施工工期的確定必須科學(xué)合理,既要保證施工的連續(xù)性,更要保持前期施工結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度均已達(dá)到規(guī)范允許強(qiáng)度后才繼續(xù)進(jìn)行下一層結(jié)構(gòu)施工。

4.裂縫的一般處理方法

    預(yù)防板的開裂是施工控制的關(guān)鍵,已出現(xiàn)裂縫不處理是不能進(jìn)行下道工序的。下面簡單介紹幾種對裂縫的處理方法。

4.1板上裂縫寬在0.2~1mm之間時(shí),一般采用環(huán)氧樹脂常用法修補(bǔ)。具體做法是:沿裂縫鑿八字形凹槽,沖洗干凈后,用環(huán)氧樹脂摻已二胺、丙酮及二丁脂增加韌性,并同砂漿混合成稠糊狀,壓抹與板平。

4.2對于一般混凝土樓板表面的龜裂,可先將裂縫干燥后用環(huán)氧樹脂液灌縫或?qū)⒈砻嫱夸獭?/p>

4.3板面上裂縫面積較大、較多時(shí),用整體加固的方法處理,可采用覆蓋鋼絲網(wǎng)細(xì)石混凝土的方法,同時(shí)注意養(yǎng)護(hù),以防開裂。

4.4裂縫寬度在1mm以上時(shí),可用壓力噴漿的方法補(bǔ)縫,采用素漿,但拌合用水必須摻入占水量20%的108膠拌漿。

4.5板下裂縫一般可不修補(bǔ),如影響使用時(shí)要修補(bǔ),如采用壓力噴漿時(shí)高壓漿可能會(huì)滲出板底,待終凝前鏟平板面即可。

4.5通長、貫通的威脅結(jié)構(gòu)安全的裂縫,裂縫寬度大于0.3mm的,可采用結(jié)構(gòu)膠粘扁鋼加固補(bǔ)強(qiáng),板縫用結(jié)構(gòu)膠高壓灌膠。