【摘 要】隨著社會經濟的快速發(fā)展,建筑的數(shù)量也在與日俱增,隨之產生的建筑物混凝土裂縫的問題也在日益凸顯。由于材料、設計、施工技術及后期管理和使用不當?shù)仍,使得建筑物不可避免的出現(xiàn)裂縫問題,但是通過我們對裂縫原因的分析,并在設計和施工上加以技術的控制,我們就能夠更加有效的預防和控制裂縫。本文通過對現(xiàn)澆樓板出現(xiàn)裂縫的原因進行分析,分別從材料、設計及施工等方面提出了控制裂縫的方法措施。
【關鍵詞】現(xiàn)澆混凝土;裂縫;設計;施工
一、現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫產生原因分析
混凝土材料由于其可以配制成不同強度、不同性能和不同形狀的各種混凝土結構物并且具有較好的耐久性,所以它成為當今各種建筑結構中使用最廣泛,應用量最大的一種材料。但是由于混凝土的抗拉強度比較低,當結構中出現(xiàn)較小的拉應力時,裂縫將隨之出現(xiàn)。近些年來,工程規(guī)模日趨擴大,結構形式日益復雜,工程結構裂縫問題更加突出。工程結構出現(xiàn)裂縫成為一個相當普遍的現(xiàn)象,它是長期困擾著建筑工程技術人員的技術問題。下面我們來分析下現(xiàn)澆混凝土樓板出現(xiàn)裂縫的原因。
1.由外荷載(如靜荷載、動荷載)的直接應力即按常規(guī)計算的主要應力引起的裂縫。
2.由外荷載作用,結構次應力引起的裂縫。因為許多結構物的實際工作狀態(tài)同常規(guī)計算模型有出入,例如殼體計算常用薄膜理論假定,相對殼面誤差不大,相對邊緣區(qū)域誤差較大,于是該區(qū)域常因彎矩和切力引起裂縫;而彎矩和切力相對薄膜理論的直接應力來說,稱之為次應力。又如屋架按鉸接節(jié)點計算,但實際混凝土屋架節(jié)點卻有顯著的彎矩和切力,它們時常引起節(jié)點裂縫,此處的彎矩和切力稱為次應力。還有些常規(guī)不計算的外荷載應力,但實際卻引起結構裂縫。
3.由變形變化引起的裂縫(稱之為第二類“荷載”),即結構由溫度、收縮和膨脹、不均勻沉降等因素而引起的裂縫。應特別注意這種裂縫的起因是由于結構首先要求變形,當變形得不到滿足才引起應力,而且應力還與結構的剛度大小有關,只有當應力超過一定數(shù)值才引起裂縫,裂縫出現(xiàn)后變形得到滿足或部分滿足,同時剛度下降,應力就發(fā)生松弛。某些結構,雖然材料強度不高,但有良好的韌性,也可適應變形要求,抗裂性能較高。這是區(qū)別于荷載裂縫的主要特點。
根據(jù)國內外資料表明,工程實踐中的裂縫原因,屬于由變形變化為主引起的裂縫約占80%以上,由外荷載的直接應力引起的裂縫約占20%。在很多情況下裂縫的形成并不是某一原因的簡單反應,而是諸多原因的綜合反應。
二、現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的預防控制措施
1.材料因素預防控制措施
。1)根據(jù)工程特點選用合適的、質量可靠的水泥品種,F(xiàn)澆樓蓋往往厚度不太大,混凝土的收縮變形是其開裂的主控因素,故應選用收縮較小的粉煤灰水泥或普通硅酸鹽水泥。
。2)在保證混凝土設計強度的前提下,盡可能減小單方水泥用量,盡可能選用較低標號的水泥配制樓板混凝土。
。3)粗細骨料應選擇級配良好且最大粒徑盡可能大的骨料。如在滿足泵送混凝土的前提下,選用粒徑較大的石灰?guī)r碎石,細度模數(shù)M=2.8~3.O左右的中砂。這樣不僅可以減少混凝土的收縮,而且可以減少用水量和水泥用量。
。4)嚴格控制水灰比,盡量減少混凝土的單位用水量。據(jù)有關研究表明,用于水泥水化所需的水量只有水泥用量的25%(即水灰比位O.25);當單位用水量增加50%,干燥收縮變形將增加100%。所以,必要時可采用“雙摻技術”來提高混凝土的和易性,減少收縮,提高耐久性。
(5)選擇適宜的外加劑,有條件的應作外加劑混凝土和普通混凝土的收縮對比試驗,盡量避免采用早強型外加劑,除非有特別需要和專業(yè)人員指導,不應濫用膨脹劑來減少混凝土收縮。
2.設計因素預防控制措施
住宅建筑工程中最常見且數(shù)量最多的是房屋四周陽角處的房間在離開陽角l米左右,
即在樓板的分離式配筋的負彎矩筋以及角部放射筋未端或外側發(fā)生45度左右的樓地面斜裂縫,此通病在現(xiàn)澆樓板的任何一種類型的建筑中都普遍存在。其主要原因是混凝土的收縮特性和溫差雙重作用所引起的,并且愈靠近屋面處的樓層裂縫往往愈大。從設計角度看,現(xiàn)行設計規(guī)范側重于按強度考慮,未充分按溫差和混凝土收縮特性等多種因素作綜合考慮,配筋量因而達不到要求。在設計中應減小伸縮縫的間距,增強外墻外保溫措施,充分考慮樓板的溫度應力作用,適當增加板厚,可有效防止樓板開裂。
3.施工因素預防控制措施
(1)澆搗混凝土時,必須安排專門的護筋人員,以免上層負筋被踩壓下沉,將會造成負筋保護層過大、支座的負彎矩得不到有效地抵抗,導致板面出現(xiàn)裂縫。
。2)預埋線管,特別是多根線管的集散處使混凝土截面受到較多削弱,從而引起應力集中,容易導致裂縫的發(fā)生。當預埋線管的直徑較小,并且房屋的開間寬度也較小,同時線管的敷設走向叉不垂直于混凝土的收縮和受拉方向時,一般不會發(fā)生樓面裂縫。反之,當預埋線管的直徑較大,開間寬度也較大,并且線管的敷設走向又垂直于混凝土的收縮和受拉力向時,就很容易發(fā)生樓面裂縫。因此板內管線直徑一般不應大于板厚的1/3,對于較粗的管線或多根線管的集散處,應在樓板內的PVC電線套管處上下部位均加鋪寬度不小于200砌的鋼絲網片作為補強措施。
。3)施工過程中,為了趕工期或提高模板的利用率,在混凝土未達到規(guī)定強度時過早拆;蛘咴诨炷廖催_到一定強度就上荷載等。這些因素都可直接造成混凝土樓板的彈性變形,致使混凝土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。這是導致現(xiàn)澆混凝土樓板出現(xiàn)裂縫的重要原因之一。因此,嚴禁在現(xiàn)澆混凝土未達到設計強度之前拆模,板上施工堆載應均勻分布,且避免過重。確保板件厚度及混凝土強度達到設計要求。
。4)保證模板具有足夠的剛度和支撐的可靠,特別是對底層模板支撐點地基要夯實。
。5)混凝土澆筑時布料、振搗要均勻,不得漏振或過振。對泵送混凝土要在澆筑后l~1.5小時最好復振,防止早期塑性沉降裂縫的產生,并注意觀察,若已出現(xiàn)裂縫,要及時用木模拍打、抹平、搓毛。
。6)加強樓板濕養(yǎng)護;炷翝仓尚秃,適時覆蓋澆水養(yǎng)護,防止曝曬和大風襲擊,確保濕養(yǎng)護時間滿足規(guī)范要求。一般要濕養(yǎng)護時間不得少于7天;炷琉B(yǎng)護雖然不能影響其最終收縮量,但可以減少早期收縮,防止樓板早期裂縫的出現(xiàn)和開展;炷翗前迨┕r應注意氣象變化,最好避開天氣劇烈變化的時段(如刮風、下雨、降溫等)。
。7)樓板不得過早上人、堆放材料;應依據(jù)混凝土齡期及規(guī)范要求拆模。
(8)采用商品混凝土時,嚴禁在泵送過程中加水。因為這時候加入的水均為游離狀的,在混凝土硬化過程中大部分不參與水化反應,造成水灰比增大,使混凝土產生收縮裂縫的機會大大增加。
(9)新澆筑的混凝土,由于強度低、抵抗變形能力差,遇到不利的溫度條件時表面容易產生溫度收縮裂縫。保溫養(yǎng)護,即保持混凝土外界環(huán)境處于適宜的溫濕度條件,目的是減少混凝土表面與內部溫差以及表面溫度梯度。保溫層兼有保濕作用,其中尤以濕砂層、濕鋸末層和蓄水養(yǎng)護效果較為明顯。資料表明,混凝土濕養(yǎng)條件下的極限拉伸值比干燥養(yǎng)護時增加20%~50%。為使樓板處于適宜的溫濕度條件,可以采用塑料薄膜苫蓋養(yǎng)護。塑料薄膜具有很好的保濕效果,較濕砂層和濕鋸末層更便于操作和周轉存放,避免了表面蓄水養(yǎng)護的人工消耗。冬季施工和氣溫驟降時以在其上面覆蓋草簾子保溫。此外,還可以采用濕麻袋片覆蓋養(yǎng)護,效果同樣非常好。
三、結束語
通過上文的分析,得出了常見裂縫主要原因是由于混凝土的早期收縮引起的,并提出了從材料、設計、施工等多個方面入手進行綜合控制的措施,希望為今后的設計及施工提供一些參考,讓我們共同努力做好現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫控制,提高建筑質量。
參考文獻:
[1]王鐵夢.工程結構裂縫控制的綜合方法.施工技術,2000.5.
[2] 劉方.現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫產生的原因及其防治.山西建筑,2003,29(6):31~32.