張志良
(山西三建集團有限公司 山西省 030024)
在房屋樓板混凝土結構中,裂縫隨處可見。雖然大部分裂縫的產生與存在對于建筑房屋的安全穩(wěn)定不會造成影響,但是大的裂縫造成的后果是不可估計的。且只要存在裂縫,對于房屋居民的居住體驗是非常不利的,會讓建筑房屋的施工企業(yè)單位的施工能力受到質疑。因此,減少樓板混凝土開裂已經是所有從事這方面建設人員的首要任務。想要能有針對性的解決開裂問題的方法,首先要對裂縫特點和其原因有所了解。
樓板裂縫與其它裂縫有點不同,一般有以下四個特點:
(1)樓板裂縫一般是貫通的,不是只在一點產生裂縫。
(2)樓板裂縫出現(xiàn)的地方一般都是建筑的陽角部分,裂縫和框架梁夾角都是在45°角左右。
(3)大多數(shù)裂縫都會出現(xiàn)在二樓以上的樓板當中,首層出現(xiàn)裂縫的幾率很少。
(4)樓板裂縫出現(xiàn)的時間大多數(shù)是在工程驗收半年后。
樓板裂縫產生的原因有很多分類,各界都有自己的總結分析,本文就這些原因做了簡要的分析:
在很多裂縫產生原因當中,溫度應力常常被提到,溫度應力的影響對于裂縫的影響一般都是界面的溫度差引起的,這里主要指由鋼筋混凝土板上下兩個界面的溫差引起。在有關人員的觀察下,可以得出大多數(shù)建筑房屋的樓面板的上下界都是在同一個溫度水平的。在這類情況下,裂縫是不會產生的,而在有一些樓面板的上下界不處于同一溫度的特殊情況,由于混凝土的自身特性,在溫度低的界面上很有可能產生裂縫[1]。
混凝土硬化后,在各類約束條件下發(fā)生的干縮現(xiàn)象是造成樓板混凝土開裂的主要原因之一?;炷恋闹瞥尚枰芏嗨肿饔茫谒喟l(fā)生水化和混凝土所含的水分發(fā)生蒸發(fā)的情況下都會引起混凝土的干縮?;炷恋氖湛s量在第一年是最多的,在有關人員的統(tǒng)計數(shù)據(jù)中,其第一年的收縮量可占20年收縮量的80%左右。水泥作為一項混合材料,很容易發(fā)生收縮現(xiàn)象,且水泥由于水分損失而發(fā)生的收縮現(xiàn)象對于其長度的影響可達到1%。在混凝土各類材料的約束條件下,收縮長度值的影響才會下降到0.05%以下,這種水泥的收縮現(xiàn)象被稱為“自身收縮”。混凝土水分的蒸發(fā)是混凝土發(fā)生干縮現(xiàn)象的主要因素,被稱為“塑性收縮”。樓板的表面由于處于外部,其外表面混凝土水分的蒸發(fā)速度相對于內部的是非??斓?。在外表面和內部混凝土收縮不同步的情況下,混凝土收縮就會因為約束而產生拉應力。在這類拉應力達到一定程度時,混凝土的表面就會發(fā)生塑性開裂。其次,混凝土收縮還會讓其它結構對樓板產生應力作用而引起樓板開裂,比如混凝土梁和柱[2]。當應力強度超過了混凝土的抗拉強度時,裂縫隨之而生,而且從應力較大的地方向應力較小的地方延伸,逐漸形成影響樓板性能的較大的裂縫。在預拌混凝土樓板結構當中,由于混凝土干縮引起的裂縫現(xiàn)象將會更加嚴重。
在建筑結構當中,混凝土樓板都是由各類結構進行支撐起來的。如果支撐出現(xiàn)問題,則混凝土樓板很容易產生裂縫。很多情況下,如支撐體系出現(xiàn)剛度不足或者梁柱板之間的支撐剛度差距過大,在樓板上荷載作用下,支撐體系很容易發(fā)生結構的變形和沉陷。在實際施工當中,由于施工力度過大,對于建筑結構的操作過于頻繁,很容易引起支撐體系的位置發(fā)生改變,導致支撐的剛度發(fā)生變化。這些對于支撐的結構影響都會造成混凝土樓板的開裂。
在混凝土樓板的實際施工當中,混凝土制作的不當都會在一定程度上引起混凝土結構性能的變化,導致開裂,如在混凝土制作當中,混合材料的配合比不適當;進行各類機械加工時,混凝土結構產生缺陷;在對混凝土進行養(yǎng)護過程中,養(yǎng)護條件的缺乏等因素都會增加裂縫產生的可能或讓裂縫有變大的趨勢。因此,混凝土裂縫的產生和多項混凝土制作過程中的施工不恰當是分不開的,都有著密不可分的聯(lián)系。一條裂縫的產生,很可能是多條因素共同作用的。
在很多房屋建筑結構中,板的負筋的保護層厚度都存在過大的現(xiàn)象。在過厚的鋼筋作用下,對于板的受力是非常不利的?;炷翗前搴苋菀自谶@類因素影響下使上部發(fā)生開裂。不過這種裂縫很小,不是通縫,對于樓板結構穩(wěn)定性影響不大,所以板徑的位置不是造成樓板裂縫的主要因素,但同樣需要施工人員避免。
當混凝土樓板的模板非常干燥時,也很有可能產生裂縫。在很多現(xiàn)場施工中,施工人員為了加快施工進度,縮短工期,很多樓板的模板都沒有進行澆水處理或只進行少量的澆水,就進行混凝土的施工步驟。這些水分在陽光下,很容易就被蒸發(fā)掉。在每年七八月份溫度最高的時候,混凝土樓板很容易因為過于干燥而產生裂縫[3]。
混凝土樓板作為建筑的頂板,施工監(jiān)察比較困難。相關人員在這方面的監(jiān)管力度比較低,在各類條件作用下,很容易出現(xiàn)樓板沙礫過少的情況,導致混凝土的坍落度在90mm時。自由水分蒸發(fā)后,樓板會非常容易產生裂縫。
在樓板結構設計中,樓板設計的比較薄也是裂縫產生的一個重要原因。雖然在力學方面,樓板的慣性矩足夠大時,在加工完成后是不會產生裂縫的。但由于樓板過薄,在實際投入使用時,會因為活動荷載的作用,可能讓樓板不間斷的發(fā)生振動,導致了樓板裂縫的產生。
在現(xiàn)階段,我國技術人員已經研究出了多項減少樓板裂縫的方法,通過筆者的分析,主要有以下幾個方面:
混凝土樓板的開裂多由于結構失去穩(wěn)定性造成的,因此一定要對其結構的穩(wěn)定性加以控制。樓板的模板和支撐體系需具有一定的剛度,模板和支撐體系之間的距離要合適,防止樓板的模板和梁的模板之間的剛度差距過于懸殊。有些樓板由于所處位置環(huán)境的原因,經常會在施工時被使用,導致承受的活動荷載很大,設計人員應該在這一些樓板結構設計中適當?shù)募由现误w系,保證結構穩(wěn)定性。
在預拌混凝土制作過程當中,應該使用規(guī)范規(guī)定的最小水泥用量及滿足和易性條件的最少用水;在施工設備能夠達到的條件下,應該保證混凝雨坍落度不能太大;且在制作過程中注意外加劑的控制。對于可能引起混凝土干縮的外加劑,最好不要采用;在水泥的使用上,一定要選擇對于本工程項目最合適的水泥品種,較少混凝土的收縮量,讓其凝固時間在合適的范圍內。
在進行樓板混凝土振搗之前,施工人員一定要對預拌混凝土的級配有所了解。在制作級配不同的混凝土時進行振搗的力度是不一樣的。對于一些級配的混凝土,千萬不能過度的振搗,否則很容易引起混凝土的離析和泌水,讓混凝土樓板的表面不夠光滑平整。存在水泥含量很多的砂漿層,導致裂縫產生。一般來說,混凝土樓板的厚度都是不大的,使用儀器進行一次有效的振搗就能讓樓板中的混凝土完全密實,施工人員一定要進行嚴格的控制,保證振搗的恰當合適。且要在混凝土全部都沉淀收縮之后,才能進行混凝土樓板的最后抹面工作[4]。
混凝土的強度產生是需要一定的沉淀時間的,在樓板混凝土制作施工完成之后,要讓混凝土進行一定時間的自然反應。產生足夠的強度后,才能開展下一步驟。在混凝土進行終凝的最開始階段,也要避免混凝土樓板上存在較大的荷載,當荷載較大時,這時的樓板很容易產生震動,尤其是在一些經常使用的樓板中,它們的混凝土施工一般都是最后完工的。很多施工單位,由于缺乏這方面知識,在混凝土施工完成后不等混凝土產生強度,馬上進行接下來的施工步驟;在施工期,樓板上的荷載也沒有進行有效控制,對混凝土樓板進行各種施工荷載的施加。這些都導致了樓板各個地方都產生了裂縫。只有加強管理控制,才能減少這方面裂縫的產生。
在進行實際施工時,樓板的模板支架作用是非常大的,施工人員如非必須,最好不要太早將其拆除。如果必須拆除,也應該在拆除后把回頭頂安裝在合適的位置,施工使用的器材和材料都不要堆放過于集中,對于強度還未達標的混凝土樓板,很可能造成支撐力度不夠而產生裂縫。
養(yǎng)護人員對于預拌混凝土的收縮曲線應該有很深的了解。在進行養(yǎng)護時,要保證混凝土樓板表面足夠濕潤,在混凝土終凝開始時期,養(yǎng)護人員要按照規(guī)定進行混凝土的澆水。在養(yǎng)護期過后,如果施工環(huán)境過于干燥,導致混凝土水分不夠,也應該澆水養(yǎng)護。
樓板混凝土的開裂現(xiàn)象對于建筑結構的穩(wěn)定性影響是很大的。只有不斷加大優(yōu)化措施,解決這類問題,才能讓建筑質量更高。在今后,希望有關人員能夠很好地理好混凝土樓板開裂方面的有關問題。