浅谈钢筋混凝土现浇楼板裂缝的控制
【摘 要】在建筑钢筋混凝土结构工程中钢筋混凝土现浇楼板被普遍采用,但楼板的裂缝问题出现得越来越多,裂缝的存在直接影响了建筑的美观和使用功能。只有靠我们多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防措施,在设计过程中严格遵守设计规范,施工过程中要严格做好质量控制,这样才能大大减少现浇混凝土楼板产生裂缝的可能。
【关键词】钢筋混凝土;现浇楼板;裂缝;施工;措施
前言
随着建筑工程混凝土施工技术的不断更新完善,钢筋混凝土现浇楼板已经逐步取代了预应力空心板楼盖,成为房屋建筑结构的通用形式之一。然而,现浇钢筋混凝土楼板施工过程中也存在着各种问题,裂缝的存在是钢筋混凝土施工中不可避免的普遍现象。造成现浇钢筋混凝土楼板裂缝的原因是多方面的,且这些因素相互影响、相互制约,包括:混凝土自身原因、设计原因、施工原因和其他方面的原因。钢筋混凝土楼板裂缝的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,还会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力。因此,具体施工中要多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防处理措施,不断提高混凝土浇筑质量,满足结构安全稳定。
1裂缝类型及特征
现浇楼板裂缝主要出现在以下几个部位:单向板下皮跨中沿长跨方向;双向板下皮四角45°折线方向;连续板上皮支座负弯矩位置;后浇带界面(上皮或下皮,有时贯通);板上皮端角部位斜裂缝;沿预埋管线方向;以及不均匀的龟裂。裂缝出现的时间主要集中在混凝土浇筑完成后6个月内,裂缝宽度一般在0.1mm~0.5mm之间,随时间推移,裂缝数量增多,但裂缝宽度改变不大,裂缝的发展情况与堆载、环境(是否暴露在大气中)等条件有关。
2钢筋混凝土现浇楼板裂缝产生的原因
2.1钢筋混凝土材料
混凝土材料由于其不均匀性及抗拉强度低这一特点,在恒荷载、活荷载、温度、变形等广义荷载作用下必然会产生裂缝。混凝土的开裂按其发生时期为顺序,可分为:早期沉缩及塑性收缩开裂;温度变形开裂和干燥收缩开裂。
(1)早期沉缩及塑性收缩变形。混凝土浇筑成型后初凝前,由于重力作用,骨料及水泥颗粒比重大,产生沉降;水分比重小,上浮于混凝土表面,产生泌水。水泥净浆浮至混凝土表面产生外分层;水泥净浆浮至粗骨料下方,产生内分层。混凝土的沉缩与流动性有关,高流动性混凝土的沉缩大于中、低流动性混凝土。
尤其目前普遍使用的泵送商品混凝土,其流动性远大于普通混凝土。现浇混凝土楼板的早期塑性裂缝是其裂缝的主要来源之一。这些裂缝出现在混凝土表面,不规则,细而密,多不连贯。但这些原始的微裂缝是混凝土后期裂缝进一步扩展的主要原因之一。
(2)温度变形裂缝。一方面由于混凝土内外温差较大而使内外混凝土变化不均,另一方面混凝土楼板由于昼夜温差过大导致较大的体积变形,混凝土都可能被拉裂而产生裂缝。温度变形是大尺寸楼板产生裂缝的主要原因之一。
(3)干燥收缩。混凝土干燥收缩开裂,主要是由于毛细管压力造成的。混凝土中的毛细管孔隙,在混凝土干燥过程中逐步失水,毛细管也逐步变形,产生很大的毛细管张力,混凝土产生体积收缩。混凝土发生收缩变形时,由于周围存在约束,内部产生应力,这个应力超过混凝土材料抗拉强度,就会发生收缩开裂。
2.2设计原因
设计人员缺乏施工现场的了解,计算简化模型与结构实际受力情况不符,建筑、结构、水电等各专业设计不协调等情况都有可能导致楼板裂缝。
(1)设计规范考虑因素不全面。现行钢筋混凝土结构设计规范采用极限承载力作为设计指标,没有综合考虑温差、混凝土收缩变形等因素。
(2)简化计算模型不合理。没有综合考虑板、梁、墙的刚度比,简单地将板的支座简化为铰支座,导致跨中下铁配筋过大,而支座实际承受负弯矩处钢筋过少;或简单地将板的支座简化为固端支座,导致跨中下铁配筋过少等。
(3)设计不满足规范要求。未按规范要求选取合适的板厚、伸缩缝间距和配置构造配筋。GB50010-2002混凝土设计规范9.1.1条规定,现浇剪力墙结构露天环境下不宜大于30m,框架结构不宜大于35m;10.1.9条规定,在温度收缩应力较大的区域内,钢筋间距宜取150~200mm,并应在板的未配筋表面布置温度收缩钢筋。板上、下表面沿纵、横两个方向的配筋率不宜小于0.1%。JGJ3-2002高层建筑混凝土结构技术规程4.5.5条规定,顶层楼板厚度不宜小于120mm,宜双层双向配筋等等。
(4)预埋管线。楼板设计时,为了节约楼层空间,提高空间利用效率,往往将照明、有线电视、通讯等管线直接敷设于现浇楼板中,这些管线直径多为20mm~30mm,而且有时7根~8根管线集中敷设于一块板中,造成楼板的有效截面减少,引起应力集中,成为抵抗裂缝的薄弱部位。
2.3施工原因
施工原因是导致混凝土楼板产生裂缝的主要原因,包括施工方法不合理、模板刚度小,养护不合格,拆模过早,堆载过早等。
(1)混凝土浇筑、振捣质量不合格。振捣不密实导致混凝土内部孔隙、空洞增多,混凝土有效截面减小,承载力大大削弱。
(2)模板支撑刚度不够,堆载过早、过大。因为混凝土自重较大,因此无论是模板自身强度还是支撑的变形,都会导致混凝土在凝结硬化过程中产生变形,并产生较大的拉应力,而混凝土凝结硬化初期强度低,因此会引起混凝土开裂。另外在楼板上堆载过早、过大会给混凝土带来局部较大变形,当变形带来的压力超过混凝土抗拉强度极限值时,也会引起楼板开裂。
(3)施工组织不合理,盲目抢工。盲目抢工必然导致多工序交叉作业、各工序交接检环节缺失,质量控制措施形同虚设。同时,影响混凝土质量的三大工序__钢筋、模板、混凝土质量均无法保证,施工缝留设位置比较随意,钢筋踩踏变形、移位,这些因素都为混凝土产生裂缝埋下了祸根。
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