浅谈现浇砼楼板施工裂缝控制
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作者: 余 英
随着技术的进步,在住宅建设中已经广泛应用现浇砼楼板,这大大加强了建筑物的整体性的抗震性能,也取得了很好的效果。但在取得成绩的同时,也出现一个非常普遍的质量问题,即楼板裂缝,已影响到房屋的销售和企业信誉,成为用户质量投诉的热点。因此,裂缝问题是一个迫切需要解决的技术难题。
根据本人的的工程实践,试想从裂缝的现状、成因、裂缝控制措施等方面,谈谈自己粗浅的看法。
一、裂缝的状况
裂缝一般都发生在施工后期及使用后;裂缝主要发生在以下部位:
1.现浇楼板跨中,沿进深通长方向;
2.沿负弯矩筋边缘,进深方向;
3.模板四角45º折角处;
4.沿电线管预埋方向;
5.施工缝处。
裂缝深度多为贯通裂缝和纵深裂缝,少部分为表面裂缝和浅层裂缝。
按裂缝出现时间统计多为中期裂缝。
裂缝宽度在0.1mm―0.5mm居多。
裂缝形态呈上宽下窄形式,或肉眼只观察到上部裂缝,下部没有缝,但浇水试验,渗水轨迹清晰。
裂缝呈现一定的规律性,即大开间多、小开间少;南向房间多、北向房间少;底层多、上层逐渐减少;进深方向多、开间方向少;条形楼中间单元多,边单元少。
二、裂缝原因分析
由于裂缝具有较明显的规律性和普遍性,排除了偶然因素的影响(如设计失误、施工事故等)。
大量的调查与实测研究证明,砼裂缝原因有两类:
第一类,由外荷载直接应力引起的裂缝和次应力引起的裂缝;
第二类,由变形作用引起的裂缝,变形作用包括温度变形、收缩变形和地基不均匀沉降变形。
现浇楼板大量裂缝的出现并非与荷载有直接关系,通过对现浇楼板裂缝现状的调研、分析可以认定,90%以上的裂缝是由变形作用引起的;在变形作用中,由地基不均匀沉降变形引起的裂缝发生的很少,主要是温度变形和收缩变形引起的。由于这两种变形受到约束超过砼的抗拉强度,导致裂缝产生。
砼的收缩变形和温度应力是其本身固有的物理化学性质。砼的收缩包括塑性收缩、干燥收缩、碳化收缩。干燥收缩主要是砼在硬化后较长时间产生的水分蒸发引起的。砼中由于集料的干燥收缩很小,主要是水泥石干燥收缩造成的。
再如:温度应力。水泥水化过程中产生大量的热量,每克水泥约放出50.2卡的热量,从而使砼内部温度升高,在浇筑温度的基础上通长升高35℃,如果使施工规范规定的最高浇筑温度28℃,则可使砼内部温度达到六十多度,因为砼内部与表面的散热条件不同,所以中心温度高,形成温度梯度,造成温度变形和温度应力。
目前砖混结构中的现浇板,由于抗震要求,不仅有墙体的约束,而且有圈梁、构造柱的约束,可以说约束非常“强大”,前述裂缝下层多、上层少,呈规律性,验证了下层约束的“强大”。
所以说,只要砼的温差应力和收缩变形这一固有本性不变,只要有约束存在,现浇砼板的裂缝就是不可避免的。这就是砼楼板裂缝的内在原因,是事物发展的内因。
本人认为,外因条件,首先是季节温差对楼板的影响。住宅工程施工工期主要有两种情况:一是当年开工当年竣工;二是入冬前完成主体。越冬后,装修竣工。其主体工程不是在炎夏就是在严冬,砼现浇板一年内季节温差40-60℃,尤其是越冬的建筑物,主体完工后即停止养护。现浇板在这种反复温差作用下,砼内部产生温差应力,必然引起变形,但其变形却受到圈梁构造柱和墙体的约束,造成现浇楼板在四角折角处和房间中部受拉产生裂缝。
此外,除季节温差影响外,裂缝与施工质量控制水平有着密切的关系。
裂缝的出现与养护条件的关系。干燥的环境对早期砼的抗裂能力有严重影响。特别是砼表面,因其早期水分散失,砼强度降低,不能抵消张拉应力,故易产生裂缝。特别是泵送砼多采用“双掺技术”,由于外加剂中的引气保塑组分的存在改变了砼孔结构,当表面水分蒸发散失时,由于保水性好毛细管不易形成,内部水分难以外移平衡,使现浇楼板表面层与内部的湿度梯度增大,表面失水干燥,而引发裂缝。
1.裂缝的形成与砼早期扰动的关系。
GB50204-92《砼结构工程施工及验收规范》第4.5.4条规定“在已浇筑的砼强度未达到1.2N/mm2以前,不得在其上踩踏或安装模板及支架。”砼楼板在停止养护的干燥环境下受到过载的扰动,影响了砼的致密性。板并非理想的连续匀质体,它的物质组成很不均匀,加之施工扰动,内部存在很多不均衡点,这些点的集中应力,当受到变形作用时,极易产生裂缝。
2.裂缝出现的部位与薄弱环节的关系。
a.施工缝处,多是接搓处理不细,致使新旧砼衔接不紧密,砼凝固过程中收缩变形引发裂缝。
b.预埋线管部位。在线管预埋时不按规程严格操作,致使线管位置的保护层厚度失控。
c.早期塑性裂缝,中后期产生的裂缝,有许多是早期裂缝的发展,这种裂缝一般发生较早,在砼浇筑完数小时内便出现,有的干缩裂缝是早期塑性裂缝的延伸。
目前随着泵送砼施工工艺的发展,使砼裂缝控制的技术难度大大增加,泵送砼由于流动性与和易性的要求,坍落度增加,水灰比增大,水泥标号提高,水泥用量、用水量、砂率均增加,骨料粒径减小等诸因素变化,导致砼的收缩及水化热作用增加,收缩时间延长,已引起建筑业同行的共识。
三、裂缝控制措施
综上所述,让其裂缝不产生是不可能的,但限制一定的裂缝宽度,防止有害裂缝,随着技术水平的提高,使裂缝逐渐减少,或推迟裂缝的发生是完全可以做到的。根据以往的经验教训,本人认为,对现浇板裂缝的控制主要应采取以下几项措施:
1.优化砼配合比,提高砼抗拉性能。无论是现场拌制的小坍落度砼还是泵送砼,都应当在现有配合比的基础上,进一步试验研究高性能砼,优选有利于抗裂性能的砼级配。改善砼养护工艺,减少砼自身收缩,按施工规范进行养护,从而提高砼的抗拉强度,增强后期裂缝的抗力。
2.规范施工操作规程,避免砼浇筑后的扰动尽量采用小流水段施工,砼现浇板浇筑后不要过早上人,合适的开砌时间应在楼板砼达到5N/mm2后。
3.重视薄弱环节管理,控制引发裂缝
对施工缝,后浇带、预埋线管部位,塑性裂缝等,应严格按规范施工,制定具体措施,作好技术交底,必要时加膨胀剂,调节砼的收缩。
四、 裂缝处理
目前现行砼楼板施工中彻底杜绝裂缝,还不太现实,而且设计规范允许一定宽度的裂缝出现,一旦出现了裂缝,处理时应遵守以下原则:
1.裂缝宽度在设计允许范围内时,可不作处理。
2.裂缝宽度超过规范要求时,不要急于处理,先查清开裂原因,一般应待其发展基本稳定后再处理。若影响结构安全的裂缝,不要擅自决定处理意见,应提请设计或主管部门处理解决。
3.不影响结构安全的裂缝应结合使用情况,按下述方法处理。
化学灌浆:适用于贯通裂缝,采用专用压力设备,将化学浆液压入缝内。
开槽嵌缝:在原有裂缝位置开槽,槽内清理干净,用密封材料填满嵌实。
表面涂抹:在裂缝表面涂刷密封涂料或防护砂浆。
五、结语
1.由于结构在外荷载作用下的破坏和倒塌是从裂缝开始的,因此,人们对裂缝往往产生一种建筑破坏的恐惧感,是可以理解的,我们的态度是遇到裂缝问题,首先,应根据反复调查裂缝资料进行荷载分析,其次再进行变形分析,断定引起开裂的主要原因,分析其危害性,既不能忽视隐患的存在,也不能产生“裂缝恐惧症”。
好的产品标准是唯一的,即“用户满意的产品”。企业的发展本来就是“受益者推动”,施工单位应把现浇楼板这一工序列为“关键工序”和“特殊工序”,进行严格的“过程控制”,在总结经验的基础上,编写出施工工法,由主管部门组织交流,以推动“裂缝控制”技术进步。
2.在结构设计上,现在我们遵循的是极限状态设计原则,承载力极限状态,正常使用极限状态。
3. 在设计上对楼板的刚度控制应提高标准。
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