朱文濤
(中國有色金屬工業(yè)第十四冶金建設(shè)公司 云南昆明 650000)
現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫,作為目前依舊難以難克的質(zhì)量問題,仍需要我們對其產(chǎn)生原因、類型及防治措施進(jìn)行研究。裂縫在不同部位、結(jié)構(gòu)中,產(chǎn)生形式也有所不同。而這些裂縫均會在一定程度上使樓板產(chǎn)生滲水最終銹蝕樓板內(nèi)的鋼筋,影響建筑物的耐久度。
混凝土裂縫指的是,某種不連續(xù)現(xiàn)象出現(xiàn)在固體材料中。依照目前的科技水平,混凝土裂縫的產(chǎn)生是無法避免的,現(xiàn)在能做到的是將裂縫控制在一定合理的范圍或減少發(fā)生概率以此來保證建筑物的安全質(zhì)量?,F(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的類型可依據(jù)以下進(jìn)行劃分:
依照不同大小的裂縫寬度,可將其分為宏觀裂縫與微裂縫。一般以0.05mm界限肉眼可見裂縫范圍裂縫小于0.05mm寬度為微裂縫,微裂縫作為混凝土材料的固有物理性質(zhì)幾乎是不可避免但其是無危險性的。而裂縫寬度大于等于0.05mm為宏觀裂縫。
(1)走向及分布均無規(guī)則的無規(guī)則裂縫。
(2)出現(xiàn)在房間四角的45°左右的角部裂縫。
(3)1/3房間跨中范圍,豎向或橫向裂縫。
(4)沿預(yù)埋電線管走向的裂縫。
(5)沿現(xiàn)澆板根部墻(梁)上部的裂縫。
混凝土結(jié)構(gòu)裂縫深度h與構(gòu)件厚度H的關(guān)系決定了裂縫深度的劃分??煞譃樨炌?、深層、淺層、和表面裂縫。
(1)當(dāng)h≤0.1H時,為表面裂縫。
(2)當(dāng)h在0.1H~0.5之間時,為淺層裂縫。
(3)當(dāng)h≥0.5H時,為深層裂縫。
(4)當(dāng) h=H 時,為貫通裂縫[1]。
作為混凝土澆灌成的現(xiàn)澆混凝土樓板,其主要組成混凝土是復(fù)雜的混合物,現(xiàn)澆混凝土樓板的質(zhì)量受其組分影響,組分的任意一項出現(xiàn)問題,都可能產(chǎn)生裂縫。骨料、水泥、外加劑、細(xì)沙等是現(xiàn)澆混凝土樓板一般所使用的混凝土材料。在材料選擇上,不同水泥編號、品牌,對混凝土樓板收縮有直接影響;不同外加劑的用量、品種與混凝土樓板的收縮及變化率是息息相關(guān)的;不同細(xì)沙用量、質(zhì)量對現(xiàn)澆混凝土樓板的強(qiáng)度有著影響;骨料的選擇對混凝土樓板體積的穩(wěn)定性起著決定性作用。另外,材料配比也作為重要決定因素影響現(xiàn)澆混凝土樓板穩(wěn)定程度。
混凝土樓板澆筑工作非常復(fù)雜,在施工過程中可能出現(xiàn)多種問題,使現(xiàn)澆混凝土樓板中出現(xiàn)裂縫。施工過程中不按設(shè)計與相關(guān)規(guī)定要求施工,出現(xiàn)以下不規(guī)范的施工操作均可能導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生:
2.2.1 過早拆模
若混凝土未達(dá)拆模強(qiáng)度提前拆模,會使混凝土過早承受荷載,最終造成裂縫的產(chǎn)生。
2.2.2 鋼筋施工位置不合理
施工過程中,不合理的鋼筋墊塊位置、馬凳筋位置及人員踩踏鋼筋都可使上層鋼筋發(fā)生下?lián)?、彎曲。鋼筋的形變直接影響混凝土樓板上部,使其?yīng)對收縮應(yīng)力及溫度應(yīng)力的能力降低,導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。就懸挑板來說,若上部負(fù)筋的下?lián)蠌澢^大,會使受力不均勻,受力裂縫會產(chǎn)生于板根部上表面。若下部的鋼筋保護(hù)層過大,則混凝土樓板底部會受到無法抵抗的拉應(yīng)力作用,于板底部導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。
2.2.3 模板排架支撐下沉
施工中,若模板排架的間距過大、整體剛度低、底層直接置于松軟基,這些會使樓板模板出現(xiàn)下?lián)?,?dǎo)致混凝土樓板裂縫產(chǎn)生。
2.2.4 養(yǎng)護(hù)混凝土不及時
養(yǎng)護(hù)不及時、養(yǎng)護(hù)時間不足導(dǎo)致樓板出現(xiàn)失水、干癟、凍結(jié),致使裂縫出現(xiàn)。
總之,鋼筋或鋼筋放置不恰當(dāng)、樓板厚度不達(dá)標(biāo)、不足的澆筑模板強(qiáng)度、較低支撐穩(wěn)定性、拆除模具過早、鋼筋保護(hù)層被踩踏、澆筑養(yǎng)護(hù)不及時等致使裂縫出現(xiàn)的問題,都是施工工藝不合理造成的[2]。
施工設(shè)計尤為重要,設(shè)計不合理可能會使現(xiàn)澆混凝土樓板出現(xiàn)裂縫。出現(xiàn)以下不合理設(shè)計可能導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生:
2.3.1 不規(guī)則的建筑平面
建筑設(shè)計時,為追求造型,在考慮通風(fēng)、采光、日照等要求時,可能出現(xiàn)將建筑平面設(shè)計為平面凹口較多、不規(guī)則等形狀。此種做法只滿足了美觀及功能,卻忽略結(jié)構(gòu)處理,有混凝土樓板開裂的隱患。
2.3.2 變形縫或伸縮縫設(shè)計不合理
不合理的伸縮縫或變形縫設(shè)計,當(dāng)混凝土收縮時,其所受拉應(yīng)力會集中于中部,這將導(dǎo)致橫向裂縫的產(chǎn)生。
2.3.3 配筋設(shè)計不合理
配筋率和配筋形式是配筋設(shè)計是否合理的主要因素。配筋率設(shè)計較小,則安全儲備低,疊加施工時的影響,現(xiàn)澆混凝土樓板將會出現(xiàn)裂縫。常見有兩種樓板配筋形式:板底鋼筋+負(fù)筋和雙層雙向形式。其中板底鋼筋+負(fù)筋形式雖然可節(jié)約成本,但其混凝土樓板跨中位置僅僅只設(shè)有底層的鋼筋,著很容易造成開裂,尤其是房屋的屋面、建筑物兩端開間樓板、大開間的樓板。
2.3.4 基礎(chǔ)設(shè)計不適合
地質(zhì)勘探報告是地基基礎(chǔ)設(shè)計的重要依據(jù),地質(zhì)勘探報告不準(zhǔn)確,會使設(shè)計不適合,地基出現(xiàn)不均勻的沉降,墻體和樓板因不均勻沉降出現(xiàn)裂縫。
2.3.5 溫度應(yīng)力影響考慮不全面
房屋的屋面,其溫度變化會產(chǎn)生樓板內(nèi)外部的溫差,屋面混凝土樓板會因溫差產(chǎn)生應(yīng)變及溫度應(yīng)力,若溫度應(yīng)變大于混凝土的最大拉應(yīng)變,則混凝土樓板將產(chǎn)生收縮裂縫,這種現(xiàn)象在未設(shè)隔熱層的屋面上尤為明顯。
綜上,忽略結(jié)構(gòu)設(shè)計而過于強(qiáng)調(diào)使用功能,變形縫或伸縮縫設(shè)計不合理,配筋設(shè)計不合理,未考慮溫度應(yīng)力的影響,地質(zhì)考察不明確等。這些不科學(xué)的設(shè)計,都可能導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生于現(xiàn)澆混凝土樓板[3]。
現(xiàn)澆混凝土是復(fù)合材料,其組分材料有著不同的自身屬性,這些組分的膨脹系數(shù)有著明顯差異。在硬化變形過程中,各組分體積的變化可能出現(xiàn)偏差,產(chǎn)生多種應(yīng)力。在應(yīng)力作用下混凝土內(nèi)部會出現(xiàn)微小的裂紋,微裂普遍存在且無害,但由于不過關(guān)的施工材料、不合理的施工工藝、不科學(xué)的施工設(shè)計等復(fù)雜因素,微裂被擴(kuò)大,最終成長為宏觀可見的有害裂縫。宏觀裂縫會給建筑物帶來巨大的安全隱患及危害。
一旦現(xiàn)澆混凝土樓板出現(xiàn)有害裂縫,作為樓板的主要承重作用就會被大幅消弱。裂縫的出現(xiàn),不僅使其承受應(yīng)力能力無法達(dá)到設(shè)計建造中理論上預(yù)期,而且此基礎(chǔ)上繼續(xù)照理論承重力對其施加外力作用,那么很可能造成裂縫擴(kuò)大,不加抑制很可能出現(xiàn)松動、剝落直至坍塌。這極大的考驗了建筑的安全性、使用性,極可能造成嚴(yán)重后果。
裂縫會降低現(xiàn)澆混凝土樓板結(jié)構(gòu)的防水性。當(dāng)其內(nèi)出現(xiàn)裂縫,水分便可通過其侵人混凝土樓板內(nèi)。在不同溫度環(huán)境下對其內(nèi)部進(jìn)行影響,當(dāng)溫度降至冰點(diǎn)下時,水分凍結(jié)體積膨脹使裂縫擴(kuò)大,隨溫度不斷變化,裂縫也會逐漸加大。結(jié)構(gòu)中另一主要構(gòu)造鋼筋,在水作用下加速銹蝕,銹蝕同樣會使鋼筋體積增大,推動裂縫進(jìn)一步變大。開裂達(dá)一定程度時,建筑結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)水的滲漏,給使用者造的損失。
現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫會影響結(jié)構(gòu)耐久性,這是因為樓板在外力作用下逐漸松動、剝落結(jié)構(gòu)不斷缺失,無法維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定最終無法發(fā)揮作用。水分子侵人使裂縫不斷擴(kuò)大,主體鋼筋銹蝕,加劇了結(jié)構(gòu)耐久的下降;另外,有害化學(xué)成分深入使樓板被化學(xué)腐蝕增加,逐漸縮短了建筑使用時間。
施工過程中,對原材料進(jìn)行質(zhì)量把控,優(yōu)選效果好、質(zhì)量好的外加劑,達(dá)到減少混凝土收縮值的效果。根據(jù)不同部位對混凝土的選擇提出不同要求,不僅要質(zhì)優(yōu)價廉,更要符合滿足工程建設(shè)的要求,保證混凝土樓板質(zhì)量。
分析現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫形成原因,重點(diǎn)關(guān)注混凝土樓板裂縫可能出現(xiàn)區(qū)域,參照進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。通?;炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計是先計算變形、荷載、裂縫,在按照相關(guān)設(shè)計規(guī)范,對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行配筋。但實踐表明,這還無法從根本上對現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的防治進(jìn)行有效的解決。
基于此,在結(jié)構(gòu)設(shè)計上還應(yīng)做好三個措施:①依照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)規(guī)范,對混凝土耐久性指標(biāo)提出具體的要求,并增加耐久要求。②合理的布置保溫層、屋面板溫度鋼筋、隔熱層等。③配置合理的構(gòu)造筋于可能產(chǎn)生集中應(yīng)力的部位,在應(yīng)立集中部位可采取鋼筋網(wǎng)片或細(xì)直徑的變形鋼筋。只有這樣嚴(yán)控設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),注意設(shè)計細(xì)節(jié)才能做好現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的防治工作。
施工工藝上,嚴(yán)格控制施工過程,合理化、規(guī)范化施工過程。按設(shè)計要求與有關(guān)規(guī)定優(yōu)選鋼筋并放置正確,樓板澆筑厚度要達(dá)標(biāo),澆注支撐模板強(qiáng)度、穩(wěn)定性要得到保證,切忌過早拆除澆筑模板,減少踩踏鋼筋保護(hù)層。
另外,要加強(qiáng)澆筑后現(xiàn)澆混凝土樓板的保養(yǎng)尤其是處于初凝期時?;炷琉B(yǎng)護(hù)時防治混凝土失水,凍結(jié)。完成混凝土樓板澆筑后,不能過早上人,要考慮活荷載的作用,等到滿足強(qiáng)度要求后上層再進(jìn)行施工。依照有關(guān)要求與規(guī)范在達(dá)到設(shè)計要求時進(jìn)行拆模,尤其是跨度大或懸挑混凝土樓板,在混凝土充分凝結(jié)后進(jìn)行拆模。只有這樣嚴(yán)控施工工藝才能減少裂縫出現(xiàn)的概率[4]。
綜上,作為當(dāng)前主要的建筑形式,混凝土建筑具有多種優(yōu)異性能,但無法避免的裂縫問題也伴隨著混凝土建筑,要想使這一問題造成危害盡量減少,要從施工的材料、施工的工藝、施工的設(shè)計這些方面嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),并針對性的采取防治措施,減少損害產(chǎn)生。做好現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫防治,不僅能提升工程的質(zhì)量與使用的壽命,還可避免因裂縫問題產(chǎn)生的使用者索賠、投訴等情況發(fā)生,保護(hù)居民權(quán)益減少經(jīng)濟(jì)損失。因此研究現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫防治技術(shù)是必要的,對建筑安全與保障使用者權(quán)益是有利的。