王 東
(首鋼長治鋼鐵公司設(shè)計規(guī)劃院,山西 長治 046031)
混凝土裂縫會使內(nèi)部的鋼筋等材料與外界水蒸汽、空氣等接觸并與之發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生腐蝕,降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性,減短建筑物的使用年限和外觀,同時也會影響人們對建筑物本身對建筑的安全感等。因此我們在混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工中應(yīng)盡量防止樓板裂縫的產(chǎn)生,本人通過參與混凝土工程的設(shè)計、施工中總結(jié)的一些經(jīng)驗,來簡單探討一下樓板裂縫產(chǎn)生的原因以及防治措施。
(1)裂縫屋面板挑檐轉(zhuǎn)角處,與相鄰支座成45°角,在屋面板角部呈放射狀布置。
(2)混凝土樓板四周,距樓板支座約300mm。
(3)鋼筋混凝土板的受拉部位。
絕大多數(shù)裂縫在工程竣工后才被發(fā)現(xiàn)。裂縫寬度一般不會超過0.3mm,深度一般不超過15mm。
混凝土干縮裂縫主要和混凝土的配合比有關(guān),比如混凝土的水灰比、水泥的用量及其性質(zhì)、外加劑的使用等有關(guān)?;炷猎谟不^程中由于水泥的水化作用和混凝土中水分的蒸發(fā)都會引起混凝土的收縮,而樓板混凝土在收縮過程中由于受到樓板支座的約束而產(chǎn)生裂縫,并且隨著混凝土硬化過程的持續(xù)而不斷擴大,直到混凝土性能基本穩(wěn)定。
外力引起的裂縫是指在混凝土施工完畢后,在凝結(jié)打到一定強度之前,因失受外力的作用而產(chǎn)生的裂縫。其主要外力包括:混凝土在模板拆除時受到的劇烈震動,或由于其他施工混凝土受到的震動等。由于混凝土還沒有達到最終的強度,所以在受到外力作用時,及容易發(fā)生變形,甚至出現(xiàn)裂縫。
混凝土硬化過程中,混凝土中的水泥在硬化過程中要產(chǎn)生大量的水化熱,如果混凝土內(nèi)的熱量不能較快的排出去,混凝土內(nèi)外就會產(chǎn)生較大溫差,較大溫差會使混凝土內(nèi)外產(chǎn)生不同的變形(外面溫度較內(nèi)部底,混凝土膨脹程度較低),混凝土表面會產(chǎn)生張力,當(dāng)表面混凝土的張力達到一定程度時,就會產(chǎn)生裂縫。
由于混凝土在承受自重或外部荷載時,在混凝土的受力面(多為受拉面,受剪面等)產(chǎn)生的應(yīng)力而形成的裂縫,如屋面板轉(zhuǎn)角處、混凝土板受拉部位、樓板周圈(距樓板支座約300 mm范圍)等。
就設(shè)計來說,由于計算時承載力儲備不足,鋼筋采用細(xì)而密的設(shè)計,構(gòu)造鋼筋配置不足,鋼筋配置不合理等因素都會促使混凝土在使用中產(chǎn)生裂縫。而對于施工因素來說,樓板的模板、支撐,混凝土的質(zhì)量和混凝土的施工質(zhì)量以及混凝土的養(yǎng)護等許多方面的施工質(zhì)量問題都會增加裂縫產(chǎn)生的可能性。因此,裂縫的發(fā)生和發(fā)展與設(shè)計人員的設(shè)計,施工人員的質(zhì)量控制都有很大的關(guān)系。
(1)設(shè)計是整個質(zhì)量控制的關(guān)鍵,因此在混凝土樓板的設(shè)計中,應(yīng)嚴(yán)格計算樓板所承受的恒載,對于活荷載,應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范設(shè)計,應(yīng)嚴(yán)格控制構(gòu)件的變形和對構(gòu)件進行裂縫驗算,對一些關(guān)鍵部位,應(yīng)按照規(guī)定增加構(gòu)造鋼筋。板內(nèi)鋼筋應(yīng)盡量采取大直徑大間距,但間距不大于200,間距盡量用200。鋼筋盡量采用HRB335鋼筋。當(dāng)混凝土板的寬度不大時,板的負(fù)彎距鋼筋應(yīng)盡量貫通。應(yīng)控制好樓板的厚度,鋼筋應(yīng)錨入支座內(nèi),板的厚度及鋼筋的錨固長度參考現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定。屋面板各轉(zhuǎn)角應(yīng)設(shè)放射鋼筋。
(2)混凝土結(jié)構(gòu)施工時,盡量使用正規(guī)混凝土攪拌站商品混凝土,以使混凝土質(zhì)量達到穩(wěn)定。如果現(xiàn)場攪拌混凝土,應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土配合比,特別是嚴(yán)格控制混凝土的水灰比?;炷猎跐M足混凝土強度、混凝土和易性能的情況下,使用最小用水量。根據(jù)現(xiàn)場情況,盡量使用較大直徑的混凝土骨料。盡量不使用混凝土外加劑,如必須使用時,盡可能的不要采用增加混凝土干縮的外加劑;盡量選擇合適的水泥,減少混凝土中水泥與骨料的反應(yīng),避免混凝土收縮減少,縮短混凝土凝固時間;混凝土的配合比應(yīng)嚴(yán)格計算設(shè)計,達到混凝土的最優(yōu)比。
(3)混凝土樓板施工后,應(yīng)在混凝土的強度達到一定強度后,再拆除模板及支架,時間不宜過早,拆除時應(yīng)注意拆模的先后次序。模板拆除后,不要在混凝土樓板上過多的堆放重物,重物盡量不要集中堆放,如果必須堆放時,應(yīng)采取相應(yīng)的措施,以減少混凝土樓板產(chǎn)生裂縫的可能性。
(4)澆筑混凝土之前,將模板澆水均勻濕透,模板上應(yīng)均勻涂刷分離劑,減少模板拆除時的震動。
(5)樓板的混凝土施工應(yīng)制定完備的施工計劃,不應(yīng)在混凝土未達到要求的硬度前,施工下道工序。應(yīng)盡量采用平行施工組織方式,可以節(jié)約大量的時間,讓混凝土有充足的時間凝固。減少在混凝土凝固前對混凝土增加過大的荷載。特別是施工材料上下通道處樓板,其混凝土是最后澆筑的,由最先承受施工荷載和承受施工荷載最頻繁的部位。
(6)模板的選材應(yīng)因地制宜,就地取材,要形狀、尺寸準(zhǔn)確,接縫嚴(yán)密。其支撐系統(tǒng)要有足夠的強度和剛度,支撐牢固,盡量增大支撐桿件與地面接觸面,使地基受力均勻。模板在施工前應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格設(shè)計,通過調(diào)整模板支撐的間距,控制樓板模板剛度與梁模板剛度的差距。在施工材料上下的過道位置應(yīng)適當(dāng)加強模板支撐系統(tǒng)。模板應(yīng)盡可能采用定型模板和工具式支模方法,以達到加快施工、降低造價、節(jié)約模板、提高模板質(zhì)量的目的。
(7)混凝土澆筑完畢后應(yīng)加強混凝土養(yǎng)護,保持混凝土樓板表面濕潤。在常溫下養(yǎng)護不少于15天,特別是在混凝土初凝期,要嚴(yán)格按要求進行澆水養(yǎng)護,避免太陽直曬。養(yǎng)護期后,在施工期間特別干燥的時候也應(yīng)進行澆水養(yǎng)護。如果是冬天施工,還應(yīng)該在混凝土攪拌過程中,盡量使用熱水、加熱原材料等措施來提高混凝土溫度,填加混凝土防凍劑來延緩混凝土的冷卻。在混凝土澆筑完后,應(yīng)加強養(yǎng)護,如采用蒸汽法、電熱法、暖棚法等措施延緩混凝土冷卻,以達到較高質(zhì)量的混凝土的目的。
由于裂縫的存在會對生產(chǎn)、生活產(chǎn)生許多不便,影響建筑物的使用壽命,所以裂縫產(chǎn)生后應(yīng)對裂縫進行修補。修補前需要對裂縫進行檢測,以確定裂縫部位、開裂程度和裂縫產(chǎn)生的原因等。根據(jù)裂縫的性質(zhì)和具體情況制定相應(yīng)對策,對建筑物的混凝土裂縫進行修補。裂縫修補的主要措施主要有以下一些方法:灌漿、嵌逢封堵法,結(jié)構(gòu)加固法,表面修補法,混凝土置換法。對于已經(jīng)影響結(jié)構(gòu)安全的建筑物應(yīng)進行加固,加固的方法包括:在混凝土表面粘鋼、植筋、粘碳布等。
我們在以后的在設(shè)計、施工中采取各種有效的預(yù)防措施來避免裂縫的出現(xiàn),如果建筑物已經(jīng)產(chǎn)生裂縫,應(yīng)通過合理的分析,采用有效的方法進行處理,保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定,保證人命的生命、財產(chǎn)的安全。