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谈现浇砼楼板施工的裂缝产生之原因及处理
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一、裂缝的状况 就用户反映的现浇板裂缝,经多次会同设计、监理、施工等部门进行实地查勘。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.板的四角45?斜角处; 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(h<0.1H为表面裂缝;0.1H
裂缝宽度在0.1mm—0.5mm居多。个别的大于0.5mm,或只有0.05mm。
裂缝形态呈上宽下窄形式,或肉眼只观察到上部裂缝,下部没有看见,但浇水试验,渗水轨迹清
晰。
二、裂缝原因分析
大量的调查与实测研究证明,混凝土裂缝原因有两类:
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。
混凝土在硬化过程中,由于水分蒸发,体积逐渐缩小,产生收缩,而板的四周由于受到支座的约束,不能自由伸展。而当混凝土的收缩所引起板的约束应力超过一定程度时,必然引起现浇板的开裂,开裂的部位往往产生在应力相对集中的地方,所以板的裂缝绝大多数产生在板四角处,其走向与板的对角线相垂直。因水泥具有快硬、高强、水化热大的特点,再加上该房屋的主体施工期在夏季,混凝土浇捣后又未及时浇水养护,混凝土在较高温度下失水收缩,水化热释放量较大,而又未及时得到水分的补充,因而在硬化过程中,现浇板受到支座的约束,势必产生温度应力而出现裂缝,这些裂缝也首先产生在较薄弱的部位,即板角处。另外,室内外温差变化较大,也要引起一定的裂缝。在调查中发现房屋西边及顶层的裂缝居多。事实上许多裂缝往往是混凝土收缩及温度变化综合(引发的)。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混凝土的抗拉强度,导致裂缝产生。
此外,除温度变形和收缩变形所产生的影响外,裂缝与施工质量及控制水灰比有着密切的关系。
1.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的影响。特别是泵送混凝土多采用“双掺技术”,由于外加剂中的引气保塑组分的存在改变了混凝土孔结构,当表面水分蒸发散失时,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。
2.裂缝的形成与混凝土早期扰动的关系。
目前的普遍状况是第一天浇筑混凝土,第二天即开始上人施工,而且施工荷载严重超标。混凝土楼板得不到充分的淋水养护,在干燥环境下受到(过载)的扰动,影响了混凝土的致密性。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。
3.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,致使新旧混凝土衔接不紧密,混凝土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,有的多管交叉,如不仔细处理会使局部截面削弱,抵抗混凝土变形能力减小,在混凝土产生温差应力或干缩时,在此位置引发裂缝。
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,在混凝土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。
三、裂缝的防治
针对上述裂缝产生的原因,建议采取如下几点防治措施:
1.优化混凝土配合比,提高混凝土抗拉性能
无论是现场拌制的小坍落度混凝土还是泵送混凝土,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混凝土级配,尽量减小水灰比,减少坍落度,降低砂率,增加骨料粒径,降低含泥量及杂质含量。选用影响收缩和水化热较小的外加剂和掺合料。对设计要求严格控制裂缝的结构,还应掺加补偿收缩的膨胀剂。
2.改善混凝土养护工艺
混凝土自身收缩试验证明,养护条件对混凝土的收缩影响很大,养护14天的收缩比养护3天的收缩降低约20%。按施工规范进行养护,能有效地持续地使混凝土表面保持适当的温度和湿度条件。浇筑时间不长的混凝土,仍然处于凝结、 硬化过程,水泥水化速度较快,养护形成的潮湿条件可防止混凝土表面脱水而产生收缩裂缝。同时由于散热时间延长,混凝土强度的松弛作用得到充分发挥,使混凝土的总温差产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度,防止贯通裂缝的产生。此外,在潮湿条件下,可使水泥水化充分、完全,从而提高混凝土的抗拉强度,增强后期裂缝的抗力。 3.在板
角增加辐射筋及严格控制板面负筋保护层的厚度
现浇板的四周在设计上都已配置负筋,但针对绝大多数裂缝产生于板角这一现象,在板角四周增设辐射筋,使产生裂缝的应力作用方向与辐射筋相一致,能有效地抑制裂缝,此外配筋较多时,相对来说也能明显改善裂缝的产生或扩展,根据裂缝距板角的距离,辐射筋长度为1.5m左右。现浇板负筋一般放置在支座梁钢筋上面,与梁筋应绑扎在一起,另外,采用铁架子或混凝土垫块等措施来固定负筋的位置,保证在施工过程中板面钢筋不再下沉,从而可有效控制保护层,避免支座处因负筋下沉,保护层厚度变大而产生裂缝,板的保护层厚度不应大于2.0cm。
4.规范施工操作规程,避免混凝土浇筑后的扰动
尽量采用小流水段施工,混凝土现浇板浇筑后不要过早上人,合适的上人施工时间应在楼板混凝土达到5N/mm2后;为使混凝土不早期受损,且不影响工期,宜采取早强措施;5N/mm2值应制作同条件试块,确定达到的天数。楼板浇筑完毕时,新浇混凝土、模板体系、施工人员、机具、脚手板和手推车等也可能使下一层楼板超载。除非下一层板的混凝土已达100%设计强度。一般情况下应在上层的混凝土浇筑完后再拆下层模板。为防止新浇混凝土受震动和发生局部的荷载重分布,在楼板混凝土浇筑后2d内不要拆除其下部的任何一层模板和支撑。
5.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,调节混凝土的收缩。
四、裂缝的处理
当发现混凝土楼板出现裂缝时,建议遵守以下原则:
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。
五、结束语
对于现浇混凝土楼板容易出现的一些非结构性裂缝的现象,找出产生混凝土楼板裂缝的原因,对症下药,采取了一些混凝土楼板施工前后的防治措施,取得了一定的成效。总之,要彻底消除混凝土楼板出现裂缝的现象,尚有待不断提高防治措施及措施的落实和施工技术,采用更为科学的解决方法。
