摘要:鋼筋混凝土裂縫形成原因十分復(fù)雜,往往多個因素共同作用,因此必須采取綜合措施方能見效;本文討論鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在施工階段出現(xiàn)的裂縫及控制措施。
關(guān)鍵詞:施工階段;鋼筋混凝土;結(jié)構(gòu);裂縫;控制
中圖分類號:TU204+.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:文章編號:
前言
鋼筋混凝土墻體的裂縫控制在建筑工程中常見的墻體結(jié)構(gòu)高厚比為1/15~1/8。主要結(jié)構(gòu)形式有高層建筑地下室土墻、擋土墻和剪力墻的墻體;筒中筒結(jié)構(gòu)的筒身墻體;涵洞隧道的墻體;污水處理廠水池隔墻等工程結(jié)構(gòu)。混凝土的強(qiáng)度等級常為C30~C50墻體混凝土內(nèi)分布雙排雙向鋼筋,模板體系常用木模板或鋼模板,用穿墻螺栓固定模板,混凝土通過泵管下料,振搗密實(shí),混凝土凝結(jié)硬化,經(jīng)保溫保濕養(yǎng)護(hù)后,脫模形成混凝土墻體結(jié)構(gòu)。在施工過程中墻體時常會看到各種不同類型的裂縫,貫穿墻體的裂縫會造成滲漏和鋼筋銹蝕,嚴(yán)重影響工程的正常使用和建筑工程壽命,即使裂縫并未穿透墻體,也會影響結(jié)構(gòu)的長期性和耐久性,必須妥善處理,以確保工程質(zhì)量。
1鋼筋混凝土墻體的裂縫特點(diǎn)、成因及控制措施
1.1垂直地面的裂縫特點(diǎn)、成因及控制措施
1)特點(diǎn):一是基本垂直向下,中間寬兩端漸細(xì)直至消失;二是裂縫出現(xiàn)時間通常在脫模后即可看到,也曾有隔數(shù)日或更長時間才發(fā)現(xiàn);三是相鄰裂縫之間的距離2m~4m,當(dāng)墻兩側(cè)外露在大氣環(huán)境中墻體內(nèi)外裂縫呈對稱分布,裂縫寬度>0.3mm 時,墻體厚度300mm~400mm 時,裂縫就貫穿了。
2)成因:①混凝土墻體內(nèi)外的溫差和降溫速率所產(chǎn)生應(yīng)力所致。②300mm~400mm 中等厚度墻體,混凝土強(qiáng)度等級>C30的墻體降溫速度過快造成內(nèi)外墻體混凝土同時收縮,此時墻體底部和兩側(cè)受到強(qiáng)烈的約束,當(dāng)收縮應(yīng)力大于混凝土當(dāng)時的極限抗拉強(qiáng)度時,裂縫就形成了。由于墻體中部溫度較高,降溫幅度較大,拉應(yīng)力較大,裂縫寬度就大,墻體的上面和下底溫度低些,裂縫寬度就小了。③>500mm 的厚墻體,混凝土澆筑完成后,若不采取保溫措施,在迎風(fēng)面墻面降溫較快,則會出現(xiàn)內(nèi)外溫差較大,而形成溫差應(yīng)力的裂縫,由于墻體厚度較大,一般不易形成貫穿裂縫。④設(shè)計因素:墻體混凝土強(qiáng)度等級過高(>C50),構(gòu)造鋼筋水平間距過大(>150m m);墻柱變截面轉(zhuǎn)角降溫收縮不均勻, 而未采取相應(yīng)措施。⑤施工因素:未根據(jù)墻體混凝土的強(qiáng)度等級和施工季節(jié)對模板采取保溫措施;拆模過早。⑥混凝土材料因素:膠骨比過大;厚墻體配合比未考慮水泥水化放熱效應(yīng)。
3)控制措施:在可能條件下,降低墻體混凝土的強(qiáng)度等級; 控制膠凝材料總量,水膠比和膠骨比。采用優(yōu)質(zhì)粉煤灰或磨細(xì)礦渣,降低單方混凝土發(fā)熱量。在地下工程中,可利用60d或90d標(biāo)養(yǎng)評定混凝土抗壓強(qiáng)度。采用細(xì)而密的墻體構(gòu)造鋼筋,高強(qiáng)度等級混凝土墻體宜加入有機(jī)纖維或增加鐵絲網(wǎng)片,增強(qiáng)混凝土抗裂性能。
1.2墻體水平裂縫特點(diǎn)、成因及控制措施
1)裂縫特點(diǎn):一是裂縫走向基本水平; 二是長度不等, 數(shù)米到十多米; 三是寬度0. 1m m~0. 5m m, 分布高度在1m~3m;四是素混凝土隧道襯砌墻體常見,有時有滲水或白色沉淀物痕跡。
2)成因:泵送混凝土連續(xù)澆注入模,分層振搗不夠,混凝土終凝前發(fā)生下沉,造成拉裂;炷翝沧⑦^程中,拌合物供應(yīng)不及時,形成水平施工冷縫。隧道基層有水滲出,混凝土拌合物不能連續(xù)供應(yīng)時,施工面積水,局部水灰比偏大,形成不密實(shí)區(qū),滲出水量較小時,混凝土表面會集聚白色沉淀物。
3)控制措施:①澆注混凝土?xí)r應(yīng)移動下料,使料面均勻上升,分層振搗,盡量不留施工縫,對連續(xù)澆注高度超過3m 時,應(yīng)留有等待時間,讓墻體內(nèi)拌合物充分均勻沉降。②在隧道襯砌混凝土墻體時,若洞壁有滲水,應(yīng)采取隔水排水措施后再進(jìn)行混凝土灌注作業(yè)。
1.3 墻體斜向裂縫特點(diǎn)、成因及控制措施
1)特點(diǎn):裂縫走向與地面成45度~60度夾角,長度較長,寬度為0.1mm~0.5mm,非連續(xù)撕裂狀裂縫。
2)成因:在澆注混凝土?xí)r,同一下料點(diǎn)一次澆注厚度過大,振搗不及時,拌合物粘稠,中心拌合物下沉快,鋼筋保護(hù)層厚度不夠,拌合物沿模板壁下滑較慢,從而形成撕裂狀裂縫。
3)控制措施:澆注混凝土?xí)r應(yīng)移動下料,料面均勻上升,分層振搗,每層厚度0. 5m~0. 6m,控制鋼筋保護(hù)層厚度>20mm 。
2鋼筋混凝土板裂縫特點(diǎn)、成因及控制措施
鋼筋混凝土板主要應(yīng)用在高層建筑樓板,梁柱框架結(jié)構(gòu)樓板和屋面板。 板厚80m m~200m m ,混凝土強(qiáng)度等級C25~C40板內(nèi)鋼筋常設(shè)計為雙排雙向均布鋼筋或板四周為雙排雙向板中為單層鋼筋,F(xiàn)澆混凝土板的模板支撐體系由支撐鋼管,橫拉桿,方木楞,多層板組成。在施工過程中,混凝土拌合物經(jīng)過布料,振搗,抹面,養(yǎng)護(hù)形成板面,待混凝土試件抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求時,方可拆除底模板,澆筑工序完成。目前,為加快工程進(jìn)度,往往在混凝土終凝數(shù)小時,即在新澆筑混凝土表面堆放模板、鋼筋和電焊機(jī),上述施工因素都對混凝土板面裂縫的產(chǎn)生有重要影響。
2.1裂縫特點(diǎn):裂縫形態(tài)如圖1所示。特點(diǎn):裂縫尺寸不等,當(dāng)寬度>0.2mm 時就會滲水;板底面可見白色沉淀水跡;出現(xiàn)時間均在澆注混凝土完成數(shù)小時至一、 二日內(nèi)。
2.2成因:①模板系統(tǒng)支承剛度不足,混凝土拌合物終凝后僅有形狀強(qiáng)度很低時受到集中荷載作用,形成裂縫。②泵送混凝土外加劑入量較大,入模后遇高溫干熱氣候,拌合物中的自由水揮發(fā)快,未能及時覆蓋塑料薄膜,形成塑性收縮裂縫。③混凝土澆注時,振動棒長時間與鋼筋網(wǎng)接觸,鋼筋振動使周圍混凝土拌合物泌水,當(dāng)混凝土保護(hù)層厚度薄、水分蒸發(fā)后形成順鋼筋方向的裂縫。
2.3 控制措施:①重視加強(qiáng)模板系統(tǒng)支撐剛度。方木楞間隔不大于300mm,立桿鋼管間隔根據(jù)層高調(diào)整,鋼管直徑為50mm,層高2.8m、3.5m、4.5m、5.0m,立桿間距1.2m、1.0m、0.9m、0.8m,層高>4.0m 時,應(yīng)增加剪刀撐;樓板預(yù)留孔模板下應(yīng)有支撐。②在夏季及干旱有風(fēng)的白天,混凝土拌合物澆注振搗抹面達(dá)到標(biāo)高1小時內(nèi)貼面覆蓋塑料薄膜, 防止水分蒸發(fā)。③嚴(yán)格控制新澆筑混凝土樓板上堆重物,防止早期超載,重物下應(yīng)加墊木板加大接觸面。④混凝土拌合物終凝前,對已出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行二次抹面消除裂縫。⑤對已處理過裂縫的樓板應(yīng)作澆水滲漏檢查,如還有漏水點(diǎn)應(yīng)繼續(xù)處理,直至不漏為止。⑥對有預(yù)埋穿線管的樓板,在澆筑前應(yīng)檢查穿線管位置距底模板大于20mm ,并予以固定,保證混凝土拌合物順利流淌,密實(shí)。
3大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制
建筑工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)常見有:承臺,筏板,基礎(chǔ)梁,厚墻,最小尺寸>1m 的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)筏板承臺、筏板基礎(chǔ)梁,大體積混凝土結(jié)構(gòu)類型如圖2所示。
3.1裂縫特點(diǎn):①溫差應(yīng)力裂縫:裂縫位置:結(jié)構(gòu)中部,或?qū)ΨQ分布,或變截面處。裂縫寬度:0.1mm~0.5mm,由表及里。裂縫出現(xiàn)時間:降溫過程或拆模后數(shù)小時。②塑性收縮裂縫:裂縫位置:不規(guī)則,無方向。裂縫寬度:0.1mm~1.0mm。裂縫出現(xiàn)時間:混凝土拌合物終凝前。③干燥收縮裂縫:裂縫位置:不規(guī)則,無方向,常見鋼筋根部,混凝土裸露面。裂縫寬度:0.1mm~1.0mm。裂縫出現(xiàn)時間:混凝土終凝后,表面干燥,有白色附著物。④順筋裂縫:裂縫位置:沿鋼筋方向,在鋼筋上方。裂縫寬度:0.3mm~2.0mm,深度:到達(dá)鋼筋表面。裂縫出現(xiàn)時間:混凝土終凝前,鋼筋受到震動后。
3.2成因:①大體積混凝土表里溫差過大;夏季拌合物溫度偏高,冬季保溫層厚度不夠,基礎(chǔ)梁拆模過早,電梯井、集水坑及變截面處未作保溫處理。②在氣溫偏高,風(fēng)大,干旱,陽光充足的施工區(qū)域,終凝前混凝土表面未能保持濕潤狀態(tài);炷羶(nèi)部水分急劇蒸發(fā)。③終凝后混凝土表面未能及時覆蓋保持濕潤,混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)。④混凝土終凝前,鋼筋受到震動,混凝土拌合物重新液化,析出水分,鋼筋上方保護(hù)層厚度不夠,水分沿鋼筋上方滲出。
3.3控制措施:①根據(jù)施工季節(jié),混凝土強(qiáng)度等級和結(jié)構(gòu)厚度選擇水泥品種和摻和料。控制砂石料溫度,降低拌合物入模溫度。優(yōu)化混凝土配合比,降低單方混凝土放熱量,可采用60d或90d標(biāo)養(yǎng)抗壓強(qiáng)度評定,合理采用保溫保濕綜合措施控制混凝土內(nèi)外溫差和降溫速率。②盡量減少振動棒與鋼筋接觸時間,在終凝前及時抹壓已出現(xiàn)裂縫的區(qū)域,消除塑性收縮裂縫和順筋裂縫。③ 及時、嚴(yán)密、全面覆蓋塑料薄膜,保持混凝土表面濕潤7d~14d。4 特殊結(jié)構(gòu)的裂縫控制裂縫特點(diǎn):與箱型梁側(cè)壁內(nèi)波紋管走向一致,長度不確定,已裂透,有水滲出。
4結(jié)語
混凝土裂縫成因防治涉及設(shè)計、材料、施工、氣候等多學(xué)科知識,需要各方面技術(shù)人員擴(kuò)展各自知識領(lǐng)域,才能提出可行的實(shí)施方案;裂縫的評價必須根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類別確定是否有效采取相應(yīng)措施,在保證工程質(zhì)量的前提下經(jīng)濟(jì)合理地處理混凝土裂縫缺陷。