浅谈现浇混凝土楼板裂缝的成因与防治论文_毕宏伟

浅谈现浇混凝土楼板裂缝的成因与防治论文_毕宏伟

(北京城乡一建设工程有限责任公司 技术负责人,北京,102413)

【摘 要】现浇钢筋混凝土楼板裂缝问题已成为建筑质量投诉的热点,且是一个相当普遍的现象。混凝土如发生贯通裂缝,将会严重影响混凝土结构的整体受力性,耐久性,给结构带来极大的危害,影响结构的正常使用。如何将有害程度控制在允许范围之内是目前要解决的问题。结合工程项目,对楼板混凝土在工程中常见的一些裂缝问题进行了分析,并针对具体情况提出了一些预防、处理措施。

【关键词】混凝土楼板;裂缝;成因;防治

混凝土在现代工程建设中已经占据了非常重要的地位,是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加混合材料混合而形成的非均质脆性材料。混凝土因其原材料分布广泛且价廉物美,施工方便,它的抗压强度高、可浇筑成各种形状,且具有耐火性好、不易风化、养护费用低,成为建筑结构中使用最广泛的建筑材料。由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土构建的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会威胁到人的安全。混凝土裂缝产生的原因很多,有变形引起的裂缝,温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝;在实际工程中要区别对待以防为主。

一、现浇混凝土板裂缝的类型及产生的主要成因

混凝土裂缝按形成原因可分为外荷载作用引起的结构性裂缝和受变形变化引起的变形裂缝两大类。前者是结构受外荷载作用引起,通过合理的结构选型及配筋,基本能避免产生结构性裂缝;后者主要由于材料本身性质,构造措施不足,施工管理不善和温差变化、不均匀沉降等多种原因引起。混凝土开裂多数裂缝属这种裂缝。常见的混凝土楼板裂缝的类型及成因主要有以下几种情况:

1.混凝土收缩变形引起的裂缝

混凝土收缩裂缝根据其形成的时间分为硬化前、硬化中和硬化后裂缝;初凝和终凝阶段是混凝土胶结硬化的重要过程,也是裂缝的多发期,其龟裂就是常见裂缝之一。同时,混凝土因硬化而体积缩小,楼板四周受支座梁体的约束而不能自由伸展,当收缩引起板产生的约束力超过一定程度时,早期混凝土强度极低又不足以抵抗,就会在板应力相对较集中的板角处开裂,其走向与板的对角线相垂直。引起裂缝的原因包括:混凝土水泥用量、含水量、水灰比、坍落度等过大,骨料级配差;振捣不实或混凝土浇筑后气温高未及时养护或养护不到位,风吹日晒后表面水分蒸发过快而急剧收缩开裂等。一般商品混凝土的收缩量要比现场搅拌混凝土大。现浇混凝土楼板未能连续浇灌而设置施工缝后,新旧混凝土间形成接缝,如处理不当,也容易因收缩而发生裂缝。

2.环境温度变化引起的裂缝

混凝土线膨胀系数约为10×10-6/℃,即温度每升高或降低10℃,混凝土会产生0.01%的线膨胀或收缩,即热胀冷缩变形。环境温度变化影响了楼板及梁的变形与开裂,一般板的厚度远小于梁高,板全截面随气温的变化而变化,而梁的截面高则大于板厚,温差变形则大大滞后于板,特别是急冷急热后尤为明显。如气温骤降或曝晒后突受雨淋冷却时,板收缩量突然变大而梁则大大滞后,使板收缩时受梁的限制产生拉应力而开裂,板长度越大,越易出现垂直于板长边的贯穿裂缝。而当气温急剧升高时,板发生膨胀,而梁变形滞后则限制板的膨胀,使梁受拉,致梁侧产生竖向裂缝,有时包围梁腹截面。梁裂缝也可常见于屋面板隔热差而板下通风良好,夏季时板面温度极高而板下温度较低这种大温差情况。

3.不均匀沉降引起的裂缝

由于沉降缝或伸缩缝的设置,往往给建筑物处理及使用带来麻烦,较容易引起渗漏,所以一些建筑物没有设置必要的变形缝。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当基础沉降不均匀时,特别是对沉降相当敏感的框架结构,容易在不均匀沉降的相邻柱位处产生沉降裂缝,同时墙体也会在相应部位开裂。另外,转角角柱处也是不均匀沉降开裂的多发区。

4.应力集中引起的裂缝

主要出现在转角处或结构刚度突变的地方。当平面布局凹凸较多时,转角也较多,转角处由于刚度突变形成薄弱部位,当受到混凝土收缩、温度变化或少许沉降差影响时,易产生集中剪拉应力而开裂。切角裂缝一般不会引起墙体开裂。

5.预埋管线引起的线管裂缝

现浇混凝土楼板结构中预埋线管,且线管多交差重叠,施工时为方便线管固定,将其绑扎在板底钢筋上,造成混凝土浇灌后钢筋与混凝土失去有效的结合,该处板的有效厚度大大减少,形成楼板的抗拉、抗弯薄弱点。

6.材料原因引起的裂缝

(1)水泥

水泥安定性不合格,水泥中游离的氧化钙含量超标。氧化钙在凝结过程中水化很慢,在水泥混凝土凝结后仍然继续起水化作用,可破坏已硬化的水泥石,使混凝土抗拉强度下降

(2)砂、石骨料

砂、石骨料砂石的粒径、级配、杂质含量。砂石粒径太小、级配不良、空隙率大,将导致水泥和拌和水用量加大,影响混凝土的强度,使混凝土收缩加大,如果使用超出规定的特细砂,后果更严重。砂石中云母的含量较高,将削弱水泥与骨料的粘结力,降低混凝土强度。砂石中含泥量高,不仅将造成水泥和拌和水用量加大,而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多,将延缓水泥的硬化过程,降低混凝土强度,特别是早期强度。砂石中硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应,体积膨胀。

二、裂缝的预防和控制

根据裂缝产生的原因及多发部位情况,在工程设计中采用合理的措施,必然能预防及控制楼板裂缝的发生,从而加强混凝土楼板的抗裂性。

1.建筑结构设计 

平面布置上应尽量减少凹凸现象,必要时设置变形缝;减少结构在平面内和上下层间的刚度突变,避免由此引起板角等薄弱部位的剪拉力集中,造成板剪拉开裂;当不可避免时,应局部处理加强,逐渐过渡。如:适当加大板的厚度;在同样配筋率的情况下尽量减小钢筋间距,钢筋间距不宜大于 150 mm;采用双层双向配筋或在板面无负筋处配置双向钢筋网;在板角部位配置与对角线平行的角部加强钢筋;

2.控制变形减少沉降量

工程设计中往往重视结构承载力验算,而忽视变形和沉降,由于变形或沉降差,楼板才会发生沉降裂缝和切角裂缝。一些地基地质条件差,沉降变形大的建筑,产生裂缝的现象比地质条件好、沉降量小的多得多。如支承于持力层较好的强风化土或变形小的残积土等土层,或者以端承桩为基础的建筑,其沉降量很小,裂缝较少出现。而一些持力层较差的地质由于基础沉降量大,而易产生不均匀沉降,时常有楼板开裂的现象发生。所以,对地基地质条件较差的建筑物,除应满足结构承载力要求外,控制沉降变形是基础设计应考虑的关键因素。

3. 施工方面

施工人员应充分认识到材料变化对混凝土收缩的影响,采取有效措施减少收缩。如:严格把好质量关,切忌偷工减料; 注意钢筋绑扎质量,并采取措施保证钢筋的保护层厚度,浇注混凝土时应设跳板严禁施工人员在钢筋网上踩踏;应严格控制混凝土配合比,适当控制水灰比及粉质掺加料的使用;尽量采用含泥量较少的中沙,以减少混凝土收缩裂缝发生的可能性;切实加强养护措施。

结论:

混凝土结构的裂缝会影响构件的耐久性,只有从设计和施工两方面共同努力,才能正确的预估混凝土裂缝可能出现的原因,采取措施控制混凝土的裂缝,将其不利影响降到最低。在进行结构设计时,根据使用要求选用伸缩缝、沉降缝、施工缝、混凝土保护层、钢筋的锚固接头和最小配筋率等构造措施;在施工过程中,从原材料的选用到施工工艺、技术的改进,想办法尽量避免裂缝的产生,不偷工减料和野蛮施工,重视经济合理的施工程序和方法。

参考文献:

[1]钟振武 现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因及防治[J].山西建筑2003.

[2]华进江 周建波 现浇钢筋混凝土楼板裂缝的施工防治措施[J].西部探矿工程 2004.6 (97) 

论文作者:毕宏伟

论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年1月供稿

论文发表时间:2016/4/25

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