曾賢春
摘要:文章結合大量施工實踐中樓面裂縫的防治處理經驗教訓,重點以施工為主,兼顧設計和材料原因,分析了樓面裂縫的綜合性防治及其具體措施。
關鍵詞:混凝土;樓面裂縫;裂縫防治
中圖分類號:TU755文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)13-0169-03
建筑物鋼筋混凝土結構的普遍應用,伴隨著商品混凝土的推廣,建設單位追求市場效果,建筑結構較為復雜,特別是斜坡屋面,使施工難度大,同時建設單位對工程質量要求高,工期緊。因此,對于樓面裂縫的防治是一個重要的技術課題,現澆鋼筋混凝土樓、屋面板的裂縫,是目前較難克服的質量通病之一,特別是住宅工程樓板的裂縫發(fā)生后,往往會引起的投訴、糾紛以及索賠要求等?,F結合我公司十多年來大量施工實踐中的經驗和教訓,以及裂縫的防治處理,重點以施工為主、兼顧設計和材料原因分析樓面裂縫的綜合性防治及具體措施。
一、樓面裂縫成因分析
裂縫的形成有外荷載、結構計算模型差異、材料的收縮(主要為混凝土收縮、溫度變形)等原因造成。從技術角度來分析,有設計、施工、材料等方面問題,主要反映如下:
(一)設計方面
1樓板剛度不足:對于廳及餐廳、面積較大的房間設計按多跨連續(xù)板進行配筋計算,側重于滿足結構安全,較少考慮混凝土收縮特性和溫度變形等多種因素,樓板高跨比較小,其剛度較小對裂縫控制很不利。
2樓板構造配筋設計不周:設計在支座處按常規(guī)配設負筋,在中部板面不配鋼筋,當板面出現溫度變形和混凝土收縮,因無構造鋼筋約束,板面即出現裂縫。
3樓板內布線欠合理:由于水電施工圖由各專業(yè)設計,實際施工中出現水電管交叉疊放,集中分布,或由于設計考慮管內容線面積,部分預埋管徑≥D25;且設計管線位置在樓板跨中,即在單層雙向配筋處,樓板有效截面受到很大程度(15%~40%)削弱,成為樓板最易開裂的部位;當樓板收縮應力大于混凝土極限抗拉強度時,即出現沿管線表面呈直線狀的裂縫。
4從房屋的空間結構來看,剪力墻剛度大,約束了剪力墻間梁板的水平向自由變形,而梁剛度又較板剛度大,因各類因素引起的水平向收縮變形均集中到剪力墻間剛度最小的板上,造成這塊板開裂。
5膨脹劑的選用與摻量:設計未明確混凝土的限制膨脹率,只提出膨脹劑的品種和摻量范圍,施工時按設計提供摻量進行配比施工,使混凝土的實際限制膨脹率不能達到最佳限制膨脹率。
6伸縮縫及后澆帶的設置,一般情況比規(guī)定設計伸縮縫相差不大,就不予考慮,為了美觀,通常多設后澆帶少設伸縮縫,這樣更容易導致樓板開裂,特別是大型廠房。
(二)施工方面
1水電預埋管施工時在板內位置欠合理:管位置過高或過低;位置過高時,極易在板面出現因混凝土硬化收縮產生的裂縫,也易在維修裂縫或室內裝修時損壞管線;兩根管線并行布置時,管線間距過小甚至并攏,更易因管線集中而產生裂縫。
2空載養(yǎng)護期不足:從樓面混凝土澆完、收光至施工材料堆放,平均空載養(yǎng)護期僅為一天半,人為因素過早地震動、荷載造成樓板幼齡混凝土內部受損開裂。且施工中用塔吊吊運的鋼管、鋼筋等周轉材料因受剪力墻鋼筋影響多堆放在預埋管線部位。
(三)材料方面
1樓板商品混凝土強度為C30以上,其收縮變形值為同標號普通混凝土的1.2—1.3倍,且商品混凝土單方用水量過大(200kg),其中部分水在振搗時被游離出來,部分水與水泥結合成凝膠,相當大一部分為自由水仍留在混凝土孔隙中,成為混凝土干縮的隱患。樓板拆模后,板面和板底長期裸露在大氣中,后期施工的細石混凝土面層養(yǎng)護期過后也長期處于干燥環(huán)境中。正是這種環(huán)境效應(受溫度、濕度、風力影響使水泥石毛細孔、凝膠孔內的自由水由表及里逐漸蒸發(fā))和尺寸效應(樓板裸露面積大,厚度薄)的共同影響,使樓板較其它構件更易出現干縮裂縫。
2本工程商品混凝土所使用的膨脹劑為UEA,需其鈣釩石水化反應充分完全,才能有效發(fā)揮其膨脹性能;項目部較重視混凝土澆筑后1~2天的養(yǎng)護工作,當上部主體施工開始,無法覆蓋養(yǎng)護,只能讓板面上部暴露在空氣中,間斷澆水養(yǎng)護,無法達到良好的養(yǎng)護,造成商品混凝土有效補償混凝土的收縮的性能降低。
二、審圖時要重視設計中的重點部位
從住宅工程現澆樓板裂縫發(fā)生的部位分析,最常見、最普遍和數量最多的是房屋四周陽角處(含平面形狀突變的凹口房屋陽角處)的房間在離開陽角1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度左右的樓地面斜角裂縫,此通病在現澆樓板的任何一種類型的建筑中都普遍存在。其原因主要是砼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。而房屋的四周陽角由于受到縱、橫二個方向剪力墻或剛度相對較大的樓面梁約束,限制了樓面板砼的自由變形,因此在溫差和砼收縮變化時,板面在配筋薄弱處(即在分離式配筋的負彎矩筋和放射筋的未端結束處)首先開裂,產生45度左右的斜角裂縫。雖然樓地面斜角裂縫對結構安全使用沒有影響,但在有水源等特殊情況下會發(fā)生滲漏缺陷,容易引起住戶投訴,是裂縫防治的重點。根據上面的原因分析,項目部在圖紙會審時,要十分注意建議業(yè)主和設計單位對四周的陽角處樓面板配筋進行加強,負筋不采用分離式切斷,改為沿房間(每個陽角僅限一個房間)全長配置,并且適當加密加粗(即按照技術導則一的第6條中的前半條文采用)。多年來的實踐充分證明,凡采納或按上述設計的房屋,基本上不再發(fā)生45度斜角裂縫,已能較滿意地解決好樓板裂縫中數量最多的主要矛盾,效果顯著。
對于外墻轉角處的放射形鋼筋,根據實踐檢驗,認為作用較小。其原因是放射形鋼筋的長度一般不大(約1.2米左右),當陽角處的房間在不按雙層雙向鋼筋加密加強而仍按分離式設置構造負彎矩短筋時,45度的斜向裂縫仍然會向內轉移到放射筋的未端或外側,而當采用了雙層雙向鋼筋加密加強后,縱、橫二個方向的鋼筋網的合力已能很好地抵抗和防止45度斜角裂縫的發(fā)生和轉移,并且放射形鋼筋往往只有上部一層,在綁扎時常擱置在縱橫板面鋼筋的上方,導致鋼筋交叉重疊,將板面的負彎矩鋼筋下壓,減少了板面負彎矩鋼筋的有效高度,同時澆筑時鋼筋彎頭(即拐腳)容易翹起造成平倉困難,所以建議重點加強加密雙層雙向鋼筋即可。
三、商品砼的性能改善
目前已普遍采用泵送商品砼進行澆筑,但受劇烈的市場競爭,導致各商品砼廠商以采用大粉煤灰摻量,低價位、低性能的砼處摻劑,以及細度模數低、含泥量較高的中細砂作為降低價格和成本的主要競爭手段。因此建議項目部,在招標商品砼廠
商時,在考慮商品砼的市場價格的同時,要認真考察砼質量,特別是用于地下室和住宅樓面工程的砼的供應,更應嚴把質量關。對于商品砼廠商產品質量的認定,主要從幾個方面考察,一是原材料質量,二是砼外摻劑質量,三是生產控制體系。與此同時,項目部在訂購商品砼時,應根據工程的不同部位和性質提出對砼品質的明確要求,不能片面壓價和追求低價格、低成本而忽視了砼的品質,導致砼性能下降和收縮裂縫增多。同時現場應逐車嚴格控制好商品砼的坍落度檢查,以保證砼熟料的半成品質量。
四、施工中應采取的主要技術措施
樓面裂縫的發(fā)生除以陽角45度斜角裂縫為主外,其他還有較常見的兩類:一類是預理線管及線管集散處,另一類為施工中周轉材料臨時較集中和較頻繁的吊裝卸料堆放區(qū)域?,F從施工角度進行綜合分析,并分類采取以下幾項主要技術措施:
(一)重點加強樓面鋼筋網的有效保護措施
鋼筋在樓面砼板中是受抗拉力,起著抵抗外荷載所產生的彎矩和防止砼收縮和溫差裂縫發(fā)生的雙重作用,而這一雙重作用均需鋼筋處在上下合理的保護層前提下才能確保有效。實際施工中,樓面下層的鋼筋網在受到砼墊塊及模板的依托下保護層較易正確控制。但當墊塊間距放大至1.5米時,鋼筋網的合理保護層厚度就無法保障,所以縱橫向的墊塊問跨限制在1平方米中放2塊。與此相反,樓面上層鋼筋網的有效保護,一直是施工中的一大難題。其原因:板的上層鋼筋一般較細,施工中受到人員踩踏后容易彎曲、變形、下墜,鋼筋離樓層模板的高度較大無法受到模板的依托保護;各工種交叉作業(yè),造成施工人員眾多、行走十分頻繁,尤其砼泵管裝拆時無處落腳難免被大量踩踏,上層鋼筋網的鋼筋小馬凳設置間距過大,甚至不設(僅依靠樓面梁上部鋼筋擱置和分離式配筋的拐腳支撐)。
根據施工實踐,建議樓面雙層雙向鋼筋(包括分離式配置的負彎矩筋)必須設置鋼筋小馬凳,其橫向間跨不應大于700毫米(即每平方米不得少于2只),特別是對于中8一類細小鋼筋,小馬凳的間距應控制在600毫米以內(即每平方米不得少于3只),同時采取下列綜合措施加以解決:
1盡可能合理和科學地安排好各工種交叉作業(yè)時間,在板底鋼筋綁扎后,線管預埋應及時穿插,做到不留或少留尾巴,以減少板面鋼筋綁扎后的作業(yè)人員數量。
2在樓梯、通道等頻繁和必須的通行處應搭設臨時簡易通道(或鋪設跳板),以供施工人員通行。
3加強教育和管理,使全體操作人員充分重視保護板面負筋的正確位置。行走時,應自覺沿鋼筋小馬凳支撐點通行,不得隨意踩踏中間部位鋼筋。
4安排足夠數量的鋼筋工(一般應不少于3~4人)在砼澆筑前及澆筑中及時進行整修,特別是支座端部受力最大處以及樓面裂縫最易發(fā)生處(四周陽角處、預埋線管處以及大跨度房間外)應重點檢查和修復。
5砼工在澆筑時對裂縫的易發(fā)生部位和負彎矩筋受力最大區(qū)域,應鋪設臨時性活動跳板,擴大接觸面,分散應力,盡力避免上層鋼筋受到重新踩踏變形。
(二)預埋線管處的裂縫防治
預埋線管,特別是多根線管的集中處容易導致裂縫。當預埋線管直徑較大,開間寬度較大,且線管的敷設走向重合時,很容易發(fā)生樓面裂縫。因此對于較粗的管線或多根線管的集中處須加強。根據我公司的經驗,建議增設的抗裂短鋼筋采用中6~Φ8,間距≤100。
(三)材料吊卸區(qū)域的樓面裂縫防治
目前在主體結構施工過程中,普遍存在質量與工期的矛盾。一般主體結構的樓層施工速度平均為5~7天左右一層,最快時甚至不足5天一層。因此當樓層砼澆筑完畢后不足24小時的養(yǎng)護時間,就忙著鋼筋、鋼管、模板等材料吊運施工,這就給大開間部位的房間雪上加霜。在強度不足的情況下受材料吊卸沖擊振動荷載的作用而引起不規(guī)則的受力裂縫。并且這些裂縫一旦形成,就難于閉合,形成永久性裂縫,這種情況在高層住宅主體快速施工時較常見。對這類裂縫的綜合防治措施如下:
1主體結構的施工速度不能強求過快,樓層澆筑完后的必要養(yǎng)護必須獲得保證(一般不宜≤24小時);主體結構階段的樓層施工速度宜控制在6~7天一層為宜。
2科學安排樓層施工作業(yè)計劃,在樓層砼澆筑完畢的24小時后,可做一些測量、定位、彈線的準備工作,最多只允許暗柱鋼筋焊接工作,不允許吊裝大宗材料,避免沖擊負載。砼終凝后可先分批安排運少量暗柱和剪力墻鋼筋進行綁扎活動,做到輕卸、輕放,以控制和減少沖擊振動力。第3天方可開始吊裝鋼管等大宗材料以及從事樓層墻板和樓面的模板正常支模施工。
3模板安裝時,吊運或傳遞上來的材料應盡量分散就位,不得過多地集中堆放,以減少樓面集中荷重。
4對計劃中的臨時大開問材料吊裝堆放區(qū)域部位(一般約40平方米)的模板支撐架設前,應預先考慮采用加密立桿(立桿的縱、橫向間距均不宜大于800毫米)和擱柵增加模板支撐架剛度的加強措施,以增強剛度、減少變形來加強該區(qū)域的抗沖擊振動荷載,并應在該區(qū)域的新筑砼表面鋪設舊木模板以保護和擴散外力,防止裂縫的發(fā)生。
(四)對樓面砼的養(yǎng)護
砼的?;祓B(yǎng)護對其強度增漲和各類性能的提高十分重要,特別是早期的養(yǎng)護可避免表面脫水減少砼初期伸縮裂縫發(fā)生。施工中必須堅持覆蓋麻袋或草包進行一周左右的養(yǎng)護,并建議采用噴養(yǎng)護液進行養(yǎng)護。
五、結語
對裂縫的彌補處理采取上述綜合性防治措施后,由于各種原因仍可能有少量樓面裂縫發(fā)生。當這些樓面裂縫發(fā)生后,應在樓地面和天棚粉刷前預先作好妥善的裂縫處理工作,然后再進行裝修。根據我公司的經驗,住宅樓地面上部的粉刷找平層較厚,可通過在找平層中增設鋼絲網或抗裂短鋼進行加強;樓板底則粉刷層較薄,且通常無吊頂遮蓋,更易暴露裂縫,影響美觀而引起投訴,建議采用復合增強纖維等材料對裂縫作粘貼加強處理(當遇到裂縫較寬、受力較大等特殊情況時采用碳纖維粘貼加強)。復合增強纖維的粘貼寬度以350~400mm為宜,既能達到良好的抗拉裂補強作用,又不影響粉刷和裝飾效果,是目前較理想的裂縫彌補措施。
參考文獻
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