【摘要】現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板出現(xiàn)裂縫是十分普遍的現(xiàn)象,是工程常見的質(zhì)量通病,也是長期困擾建筑施工的一個難題。本文論述現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫產(chǎn)生原因,設計原理和處理技術,施工裂縫控制與預防的具體措施。
【關鍵詞】收縮裂縫;處理技術;施工技術要求;具體措施
一、現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫產(chǎn)生原因
(一)混凝土的收縮變形使樓板產(chǎn)生裂縫
1.澆筑初期(終凝前)的凝縮變形
凝縮變形產(chǎn)生的裂縫發(fā)生在混凝土結(jié)硬前最初幾小時內(nèi),通常澆后24h即可觀察到。這種裂縫有兩類:一類是由于塑性混凝土下沉產(chǎn)生的裂縫,在梁、板中都有可能產(chǎn)生;另一類是塑性收縮裂縫,常出現(xiàn)在板中,裂縫逞不規(guī)則的雞爪狀或地圖狀。
2.硬化過程中的干縮和水化作用引起的自身收縮
自身收縮與干縮一樣,在澆筑后相當長的時間約1~2 d才會出現(xiàn),它是由于水的遷移而引起的。因為水泥水化時消耗水分造成凝膠孔的液面下降,形成彎月面,產(chǎn)生所謂自干燥作用,使混凝土體的相對濕度降低和體積減少;收縮應變將導致彈性拉應力,當拉應力超過混凝土的抗拉強度時,材料出現(xiàn)開裂。
(二)材料選用及質(zhì)量問題使樓板產(chǎn)生裂縫
1.部分普通硅酸鹽水泥摻雜使假、違規(guī)生產(chǎn);水泥品種選用不當。
2.商品砼廠商為降低成本,加大粉煤灰摻量,使用細度模數(shù)低、含泥量較高的中細砂,從而導致混凝土收縮大,容易因塑性收縮而產(chǎn)生裂縫。此外,泵送砼坍落度大,砼脫水干縮時,就會產(chǎn)生表面裂縫。
(三)施工方法不當使樓板產(chǎn)生裂縫
1.施工荷載過于集中
在混凝土剛剛終凝時即開始上層施工,大量的施工材料、機具、人員等施工荷載,經(jīng)常在樓板中間位置集中堆放,造成樓板中間部位出現(xiàn)大量不規(guī)則的微小裂縫。
2.板內(nèi)埋管集中
集中的塑料埋管占據(jù)了較大的樓板截面,形成局部薄弱帶,在混凝土終凝前往往在塑料管彈性力作用下產(chǎn)生與管線走向一致的樓板裂縫。
3.重物沖擊
在使用塔吊向新澆注的樓板上吊運重量較大的物體時,經(jīng)常由于指揮控制不當,導致重物直接沖擊樓板,產(chǎn)生樓板裂縫。
二、從設計方面分析控制樓板裂縫發(fā)展寬度的處理技術
現(xiàn)澆混凝土樓板屬于受彎構件,受拉區(qū)肯定存在拉應力,從理論上說,出現(xiàn)裂縫是必然的。設計的任務是如何控制其裂縫寬度。
為了方便分析,把《混凝土結(jié)構設計規(guī)范》GB50010及裂縫寬度驗算公式綜合羅列如下:
kc、kd—系數(shù),是2.7和0.1 ;ν當采用光面鋼筋時為1,變形鋼筋0.7;是以變形鋼筋為計算的基礎,將 乘入公式內(nèi),變?yōu)?.9和0.08,ν不在公式中出現(xiàn)(即為1),而在d eq中考慮了不同直徑、不同鋼筋的相對黏結(jié)系數(shù) 的綜合。
由上述公式可看出,樓板的裂縫寬度與以下因素有關,并據(jù)此做相應技術處理。
1.樓板的截面有效高度ho
截面有效高度h。越小,縱向鋼筋的拉應力σ sk 就越大,板的裂縫寬度也越大。所以上世紀80年代以前設計的現(xiàn)澆板,跨度一般在2m左右,對于跨度較大的板都增加次梁。而現(xiàn)在設計的現(xiàn)澆板,雙向板有的跨度大于4m。雙向板的高度與板的跨度之比h/l為1/50~1/45。
2.混凝土強度等級的選擇
混凝土的強度等級越高,其軸心抗拉強度標準值 就越大,出現(xiàn)裂縫的可能性越小,裂縫寬度也小。建議混凝土強度等級不要低于C25。
3.鋼筋的選用
鋼筋的強度直接影響樓板的配筋率ρte 。配筋率越大,樓板的裂縫寬度就越大,同時配筋率越大,裂縫寬度及剛度的安全度越小。因此在設計中應盡量不采用HPB235鋼筋,而采用強度更高的品種。
4.鋼筋直徑
鋼筋直徑d越大,裂縫寬度就越寬。所以應該盡量采用小直徑高密度(鋼筋間距為滿足構造要求的最小間距)。采用高強鋼筋,配筋量小,小直徑可滿足截面需求。
5.混凝土保護層厚度c
c為最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離,該值越小,板裂縫寬度越小。應以滿足規(guī)范最小要求取用。
6.鋼筋與混凝土的握裹力
鋼筋的表面特征系數(shù) 與樓板的最大裂縫寬度成正比。變形鋼筋的表面特征系數(shù) 是光面鋼筋的70%。對于焊接網(wǎng)鋼筋,因為在鋼筋間距的長度內(nèi),其兩端被另一方向的鋼筋焊牢,鋼筋的拉伸變形受到牽制,使混凝土的拉伸不但有鋼筋握裹力的作用,而且受到此區(qū)間內(nèi)另一方向鋼筋的約束,出現(xiàn)的裂紋更密,寬度更小。
三、從施工角度分析樓板裂縫控制與預防的具體措施
現(xiàn)澆混凝土樓板施工過程中,為控制和預防樓板裂縫,一般應做如下措施:
1.控制鋼筋、砼等原材料質(zhì)量
混凝土主要包括水泥品種選擇、水泥質(zhì)量、粗細骨料的級配符合標準、含泥量及含堿量、水質(zhì)、添加劑選用、配合比等。鋼筋應有合格證,其中應有化學成分、物理力學性能數(shù)據(jù)并合格。同時應按照規(guī)范要求進行抽樣試驗。
2.保證模板的支撐牢固
模板支撐設計要考慮到其上各種作用的載荷大小,模板支撐的承載能力和穩(wěn)定性應滿足要求。
3. 避免樓板上部鋼筋被踩踏,確保樓板截面的實際有效高度。
4.嚴禁出現(xiàn)樓板貫通縫,在混凝土強度未達到1.2MPa時不準上人施工。嚴禁在樓板上大量集中堆載。
5.調(diào)整混凝土配合比,嚴格控制砂、石含泥量,砂率控制在38%-42%,泵送坍落度控制在140mm~160mm。
6.澆筑完的混凝土及時進行養(yǎng)護、覆蓋。冬季特別注意保溫工作,防止溫度應力引起混凝土開裂,保溫應在混凝土初凝前進行。夏季施工須及時進行灑水養(yǎng)護。
7.樓板采用平板振搗器振搗密實,無氣泡為止(梁用振搗棒),若出現(xiàn)局部過振須將表面浮漿刮去。
8.樓板表面至少搓平3次,最后一次搓平壓實在混凝土初凝后終凝前進行,以保證混凝土不再下沉引起裂縫。
9.為了減小因伸縮、澆筑速度過快引起的裂縫,合理設置施工后澆帶。
10.嚴格控制樓板鋼筋不超高,在澆筑混凝土時為保證板厚,除拉線控制外,采用同板厚尺寸的“十”字撐插點控制。
11.調(diào)整混凝土的澆筑時間,風大的天氣不澆筑,氣溫高的時段不澆筑。
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